摘要：随着中国改革开放的逐步深入，经济建设迅猛发展，各地区的地貌发生巨大变迁。现有的航空遥感技术手段已无法适应经济发展的需要。以无人机为空中遥感平台的航空摄影测量技术，正是适应这一需要而发展起来的一项新型应用性技术，能够很好地满足对陈旧的地理资料及时进行更新的要求。
关键词：航空摄影测量 后处理动态技术 像片控制测量技术 空三加密
引言
传统的地形测量技术采用大经纬仪、平板仪配合小经纬仪、平板仪，以实地测量为主要方法。这种方法受条件限制多，劳动强度大并且测量数据无法保证准确性，成本高，工作效率低。而现在普遍采用的RTK和全站仪测量技术，在测量的同时画出详细的草图，结束后再将草图传入电脑，编绘成地形图，其数据精确性相对传统的测量技术有所提高，但这种方法在人口密集、交通压力大的城市地区依然改变不了外业作业劳动强度大、工作效率相对较低的现状。随着电子计算机技术、信息技术、网络技术、通信技术以及仪器设备加工技术的不断发展，无人机遥感技术日趋成熟，采用无人机航空摄影测量技术可有效解决这种矛盾。无人机航空摄影测量技术利用航摄相机在空中摄取地面的影像，通过无人机稀少控制空三平台和多源地理数据综合处理平台，在内业建立立体像对模型，在摄影测量工作站进行模型测量，直接获得数字地形图，是今后数字测图的一个重要方向。除此之外无人机航空摄影测量还可广泛应用于国家生态环境保护、矿产资源勘探、海洋环境监测、土地利用调查、水资源开发、农作物长势监测与估产、农业作业、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、森林病虫害防护与监测、公共安全、国防事业、数字地球等领域，有着广阔的应用市场。
采用无人机航空摄影测量技术来获取1：500大比例尺地形图是一种智能化、自动化程度高的新技术，具有“成本低、周期短、精度高、技术先进”的特点。在测绘地理信息行业中运用了先进的数字航空摄影测量技术，无人机航空摄影测量系统方面也蓬勃发展。现在的无人机航空摄影测量具有影像分辨率高、操作控制容易、作业效率高的特点，很好地解决了传统地形图测绘面临的困难，航测也成为地形图测绘的新趋势，但在1∶500地形图测绘中该技术的精度依然不能完全达到规范要求。而本次研究通过相关技术的联合应用来提高测量成果的精度，达到大比例尺地形图的相关规范的标准。
一、利用后处理动态（ppk）GNSS技术与像片控制测量技术联合空三平差，提高空三精度。
运用后处理动态（ppk）GNSS技术通过地面架设地面基准站与无人机RTK利用进行同步观测对卫星的载波相位观测量；事后在计算机中利用后差分处理软件进行线性组合，形成虚拟的载波相位观测量值，确定两者之间厘米级的相对位置；再通过坐标转换得到数据采集影像像主点在地方坐标系中的坐标的同时，采用像片控制测量技术获得地面像控点坐标，其中像片平面控制点和平高控制点相对邻近基础控制点的平面位置中误差不应超过图上±0.1mm（±5cm）；像片高程控制点和平高控制点相对邻近基础控制点的高程中误差不应超过1/10基本等高距（±5cm）。然后在无人机稀少控制空三平台将两者数据成果一起联合平差，使得空三加密成果的平面精度和高程精度进一步提高。本次研究的空三加密成果精度要求相对定向精度不应大于表1的规定，资料获取特别困难地区可放宽0.5倍。
表1 相对定向精度
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区域网平差计算结束后，基本定向点（测图定向点）残差限值为连接点中误差限值的0.75倍，检查点中误差限值为连接点中误差限值的1.0倍，区域网间公共点较差限值为连接点中误差限值的2.0倍，具体见表2。
表2 基本定向残差、检查点误差及区域网间公共点较差最大限差
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目前该领域的无人机航摄影测量所采取得是无人机RTK技术获取空中影像坐标，而后进行稀少像控点控制进行空三处理，这样所获得空三加密成果数据精度相对较低。通过利用后处理动态（ppk）GNSS技术与像片控制测量技术联合空三平差极大提高了空三加密成果的平面精度和高程精度，为最终的立体判绘采集打下了良好的基础。此种方法在无棣县1：500大比例尺更新研究中首次尝试应用，与一般的无人机航摄相比，空三加密成果的平面精度和高程精度得到了提高。
二、三维模式下平刺像控点代替传统二维模式下平刺像控点，大大提高了控制精度。
一般的无人机稀少控制空三平台只能在二维模式下平刺像控点，这样很容易造成像控点平面位置准确，高程位置却存在高差，使得空三加密成果精度受影响。而本研究所使用的无人机稀少控制空三平台支持在三维模式下平刺像控点，这样提高了工作效率，保证了空三加密成果的精度。其中空三加密成果精度指标参照表1、表2执行。
三、自动空三平差解算与手动干预解算相结合，对争议点中的单点和二度点删除处理，变化值较大的争议点进行点位调整，落在高大植被上的争议点进行删除处理，提高空三质量与精度。
在无人机稀少控制空三平台平差解算过程中采取自动空三平差与手动干预相结合的方法对加密数据进行平差解算，与其他无人机稀少控制空三平台只进行单一的自动空三加密数据平差解算相比可以更好的对空三加密后的争议点数据进行有目的性的手动处理，比如对争议点中的单点和二度点删除处理，变化值较大的争议点进行点位调整，落在高大植被上、水面上以及像片边缘上的争议点进行删除处理等等，这些有必要的手动干预可以提高空三加密数据的平差解算效率和精度。其中空三加密成果精度指标参照表1、表2执行。
四、立体采集根据研究要求二次编码配置地形图符号要素对照表，自动化统一cass地形图数据属性，极大的提高了成图效率，降低了成图的出错率。
由于利用多源地理数据综合处理平台立体判绘采集形成数字线划图（DLG）与最终成图的cas格式的地形图符号属性不一致，这就使得将立体判绘采集的数字线划图变成最终的地形图需要在cass中做大量调整工作，浪费时间精力，数字成图效率降低。本研究在立体采集前利用多源地理数据综合处理平台的开源接口根据1：500地形图的要求进行了二次编码配置符合研究要求的地形图符号要素对照表，这就使得数字线划图（DLG）进行cass格式转换时自动化统一cass地形图数据属性，极大的提高了成图效率，降低了成图的出错率。
五、结束语
在采用无人机航空摄影测量为技术手段实施过程中通过四项技术的运用满足了1：500地形图的精度要求，一利用后处理动态（ppk）GNSS技术与像片控制测量技术联合空三平差，二是提高相片地面分辨率，增加航测旁向和航向重叠率，三是外业像控点布设运用明显地面点与建筑物顶角相结合，四是立体采集根据研究要求二次编码配置地形图符号要素对照表，自动化统一cass地形图数据属性。四项技术的结合使得无人机航空摄影测量技术获取1：500大比例尺地形图的应用进一步得以实现，是一种智能化、自动化程度高的新技术，具有“成本低、周期短、精度高、技术先进”的特点。本研究的成功应用为测绘领域开展无人机航空摄影测量获取1：500大比例尺地形图提供了崭新的思路，积累了丰富的经验，对今后同类工作的开展具有指导及借鉴作用。
参考文献：
[1]戴永书，张庆玲，编.摄影与航空摄影[M].解放军出版社，2013.
[2]连振华.无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J].地理空间信息，2010.
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[4]《1：500 1：1000 1：2000 地形图航空摄影测量内业规范》（GB/T7930-2008）
[5]《国家基本比例尺地图图式 第1部分：1：500 1：1000 1：2000地形图图式》（简称《图式》）（GB/T 20257.1－2017）
[6]《数字航空摄影测量空中三角测量规范》（GB/T23236-2009）
[7]《地图符号库建立的基本规定》（CH/T 4015－2001）
论文作者:成胜伟,孙艳红,王志强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
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