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摘要：在1∶1000 地形图测绘中，采用数字化测图的作业方式更能保证地形图地物的精度，但它需要控制网布设、逐个地物测绘、后期编绘等大量工作，整个作业周期很长。由于无人机、定位技术的快速发展，用户对地形图测绘的周期要求更短，测绘单位需要改变传统的作业模式，提升效率，缩短项目周期。无人机航测技术具有快速、便捷、准确等特点，但考虑无人机及相机等硬件因素，大多认为在内业处理及外业航摄上均需进一步的提升才能完全满足1：1000的测图精度要求。本文通过采用无人机航测进行测绘，并对作业成果进行对比分析，测量成果满足测量精度要求，有效地提高了生产效率，缩短了作业周期。
关键词: 无人机; 传统测绘; 水利工程; 精度
1 无人机航测技术概述
无人机低空航测技术主要包括准备工作、外业航摄及像控点测量、内业成图和外业调绘五个阶段。
2 项目概述
本次测区为湖南省凤凰县。测区总面积约10平方公里。数据最终成果为DOM与1：1000地形图。采用KC1600 固定翼无人机，搭载已做过检校的索尼a7r 相机进行航摄。相机的主要参数: CCD大小: 35. 9 mm×24 mm，固定焦距: 36. 348 mm; 影像尺寸: 7 360×4 912; 像元大小: 4.8μm。航飞的主要参数:①相对航高: 255 m;②航向重叠度: 75%;③旁向重叠度:65%;④地面分辨率为3 cm。
3无人机航测技术在水利工程大比例尺测图中的应用
3 . 1无人机影像预处理
首先要对无人机影像进行色彩的修正，飞行中受相机倾角和光线的影像，同航带之间的影像色差较小，相邻航带的影像色差较大，会影响后期的立体测图，使用 Photoshop软件对影像色差进行调整，保持影像色调统一;然后对无人机相邻相片进行 “ 旋转角度”处理，建立正确的航线列表，保证相邻航带之间影像重叠度，确保能够满足后期地形图测制的需要。
3 . 2空中三角测量
使用 Geo Way软件建立测区文件， 经过引入影像、自动内定向、自动相对定向、建立模型、剔除残差等 步骤，最后采用有控制点的区域网平差方式，生成加密点文件并输出空三精度报告。空三加密结束后，要对空三成果进行检测，选择控制点位检查点，在立体下进行测量，保证误差在限差以内。本项目航测采用地面架设GNSS 基准站，利用PPK 后处理动态差分技术提高定位解算精度。利用湖南省连续运行卫星定位系统( HNCORS) 测量像控制点坐标，通过湖南省似大地水准面精化成果转换为1980西安系坐标。控制点布设按照相关规范要求，在测区范围内均匀布设地面控制点。
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3. 3 影像获取
影像获取主要包括起飞前检查、无人机航飞、现场数据整理、检查等。
( 1) 无人机航飞
无人机起飞后，按照规划路线升空进行影像数据采集，地面站开始对飞机工作状态进行实时监控，技术员应时刻关注无人机的状态、风速、飞机的高度及速度等指标，如发现异常应立刻做出判断和处理，如正常即按预定线路采集完成后返航降落。项目共布设11长南北向航线，采集影像数据429张。
( 2) 数据整理及检查
现场对航飞数据进行整理，核查拍摄照片数量与飞行轨迹参数是否一致，是否出现漏拍现象; 检查照片质量，是否有模糊不清等情况; 现场对航飞成果质量的进行全面、快速检查、计算航向重叠度、旁向重叠度、生成检查结果报表等。检查完成后如存在质量问题则需重新补摄飞行，若无质量问题，则本次航摄完成，
3 .4数据处理与DOM 制作
（1） 空三加密
数据预处理主要包括原片检查、POS 数据整理、控制点数据整理等。预处理完成后利用INPHO 软件进行空三加密处理。空三加密过程中，在立体像对的点位上选刺控制点，通过控制点点位调整及平差优化，最终从36 个控制点位中选择了24 个点作为控制点，其余点位作为检查点，同时为了增加模型连接的强度，避免由于某一个控制点的误差过大引发全局性的负面影像，在立体像片上增加一些模型连接点tie point 参与空三平差。经过反复的点位调整、优化，最终达到平面0.05 m，高程0.06 m的绝对定向精度。
（2） DOM 制作
根据上述空三加密的成果，利用DEM 数据对影像进行数字微分纠正和影像重采样，生成单片的数字正射影像DOM，由于无人机飞行高度较低，高层地物同名点视差较大，按照相机中心投影的成像原理，像边缘投影误差较大，往往会出现接缝和建筑物边缘扭曲的现象，所以，需要对正射影像的镶嵌线进行人工编辑，镶嵌线的选取及修改尽可能避免穿过大型建筑物，选择纹理不丰富的位置，远离影像的边缘，尽量沿道路及地面实体的边缘等。同时，对于不同拍摄角度、位置的照片存在的色差、亮度差进行匀光匀色处理，镶嵌线周边羽化处理，保证照片镶嵌自然，整体影像亮度、色差一致
3.5入库编辑
本项目1∶1000DLG 制作通过航天远景Map Matrix平台与清华山维EPS 平台的定制与对接，利用EPS 平台进行二次开发，使立体测图与得到“图属合一”的GIS 数据的工作目的同时达成，相比国内目前绝大多数的DLG 生产流程更为高效、先进。
(1) 数据准备，准备INPHO 空三平差工程文件及无人机原始影像数据，将必要的文件放到同一的文件夹的同级目录下，如影像ID、外方位元素文件，加密点文件，像点文件等，保持文件前缀名称一致。
( 2) 新建工程，打开EPS 基础测绘平台，选择航测采编模块，建立凤凰县河湖连通城市防洪工程-1000工程文件。
( 3) 模型恢复，选择立体测图菜单，加载立体像对，恢复立体模型。
( 4) 立体采编，挂接外接输入设备，设置工作区，开始进行数据采集工作。
按照立体模型实际能观测到的原则进行全要素采集，尽可能对可观测到的地物按照“内业定位、外业定性”的原则进行数字化跟踪，外业调绘修编等工作。
4项目成果与精度分析
无人机航测应严格按照《中华人民共和国行业标准( CJJ /T 8-2011) : 城市测量规范》中1∶1000的技术要求进行高质量影像获取、像控点布设、空三加密。从DLG 成果上分析，平面精度在一定地物上是可以达到1∶1000的地形图测绘标准; 高程精度相对于平面精度略低，而高程精度在水利工程中至关重要，当局部对高程精度要求高时，采用GPS RTK配合全站仪传统测量方式进行高程加密测量。本项目采用无人机航测之后，减少了人员的投入，大大的缩短了项目周期，节约了工程测绘项目的成本。
结束语：
基于无人机平台的低空航摄技术能够迅速获取高分辨率影像，在城市建设、水利工程地形图测绘等方面发挥了巨大作用。无人机航摄技术具有飞行高度低、起降方便、低成本、受云雾干扰小等特点，采用无人机航测之后，减少了人员的投入，大大的缩短了项目周期。随着无人机技术和内业成图软件的飞速发展，会更加充分发挥无人机航摄技术的优势，从而更好地完成大比例尺地形图测绘。
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论文作者:周逵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：无人机论文; 影像论文; 地形图论文; 精度论文; 比例尺论文; 技术论文; 数据论文; 《防护工程》2018年第23期论文;