摘要：本文根据摄影测量原理，结合规范要求提出运用飞行参数对最高点重叠度和最低点分辨率进行公式验算，并对基线、航线间隔、摄影航高作出调整，达到事前控制的目的；对摄区覆盖作套合检查；运用高精度POS数据对像片倾角、像片旋角、航高保持、航线弯曲度进行程序检查，并给出工程实际检查案例。
关键词：飞行质量；计算公式；POS数据；Visual；LISP
一、引言
随着测绘行业发展的需要，无人机低空摄影测量技术因其成本低、操作灵活、获取影像数据快等特点而得到广泛的运用和发展。无人机也有其很多不可避免的缺点，如质量较轻，摄影姿态很不稳定，承载力有限，搭载的像机为非专业摄影测量像机，故其飞行质量很难保证。如今有很多飞行质量检查商业软件，经实践发现软件基本可以实现半自动化检查，但检查软件对电脑的配置要求较高，耗时较长；对特征不明显的林区和荒漠检查不准确，甚至漏查。为提高生产效率和飞行质量，本文提出一种基于航飞设计和高精度POS数据的快速飞行质量检查方法，供测绘同仁探讨。
二、飞行质量要求
根据规范要求飞行质量主要达到以下指标[1]，由于篇幅原因简述如下：
1)像片重叠度和分辨率：航向重叠度为60%—80%，最小不得小于53%；旁向重叠度为15%—60%，最小不得小于8%。不同比例尺分辨率也有相应指标。
2)像片倾角：像片倾角一般不大于5°，最大不超过12°。
3)像片旋角：像片旋角一般不大于15°。
4)摄区覆盖：航向超出摄区边界线不少于两条基线，旁向覆盖超出摄区边界线一般不少于像幅的50%。
5)航高保持：同一航线上相邻像片的航高差不大于30m，最大航高与最小航高之差不大于50m，实际航高与设计航高之差不大于50m。
6)航线弯曲度[2]：一般不大于1%，航线长度小于5km，最大不大于3%。
三、飞行质量检查
1、重叠度、分辨率、摄区覆盖
像片的重叠度、分辨率和摄区覆盖是在航飞设计阶段便可以控制的，当然飞完后也是可以检查的，个人建议是在飞行设计的时候作事前检查，以免出现质量问题后补飞或重飞。
1）、重叠度
根据规范，摄影基线间隔和航线间隔计算公式[1]如下：
式中：
-实地上的摄影基线长度（m）；
-实地上的航线间隔宽度（m）；
-像幅长度（mm）；
-像幅宽度（mm）；
-像片航向重叠度；
-像片旁向重叠度；
-摄影航高（=飞行高度-地面高度）（m）；
-焦距（mm）。
由上面公式可以反算出重叠度，计算公式如下：
根据摄影测量原理，只要保证摄区最高点的重叠度满足规范要求，其余所有地方重叠度便满足要求。作业人员在飞行设计的时候只需找到摄区最高点高程，代入上面的计算公式验算，如果不满足要求只需要适当减小实地摄影基线长度和实地航线间隔，直到满足要求。
2）、分辨率
根据规范，摄影航高的计算公式[1]如下：
式中：
-地面分辨率（m）；
-像元尺寸（mm）。
同样可以得出分辨率的计算公式：
我们只要保证摄区最低点的分辨率满足规范要求，其余所有地方的分辨率便满足要求。作业人员在飞行设计的时候只需找到摄区最低点高程，代入上面的计算公式验算，如果不满足要求，在保证安全的前提下适当降低飞行高度，直到满足要求。
3）、摄区覆盖
这项检查较简单，只需要在同一坐标系下，将机载POS数据与摄区范围作一个套合检查即可。当然在飞行设计的时候就要按规范飞出摄区一定范围。
4）像片倾角、像片旋角、航高保持、航线弯曲度
当前差分GPS和高精度惯导系在无人机中得到较为普遍的应用，POS数据精度也是越来越高。本文应用高精度POS数据（事后质检及验收可以用空三成果），通过编程进行像片倾角、像片旋角、航高保持、航线弯曲度的检查，现以Visual LISP[3]语言编写的部分代码为例。
①检查文件读取和检查结果保存
（setq luj（getfiled "输入检查文件" "" "txt" 4))
（setq ff1（open（getfiled "检查结果保存为" "D：/" "txt" 1) "w"))
②航带划分
……；各行列数据读取
（if（not（or（> xuanjiao 150.0)（< xuanjiao -150.0)))；划分条件设置
（setq hangdai （append hangdai（list posi)))；得出航带列表
……
)
③像片倾角检查
（setq fymax（paixu（fyj))；子程序得出各像片俯仰角
（setq cgmax（paixu（cgj))；子程序得出各像片侧滚角
……；if语句进行判断
（setq s2（strcat "俯仰角最大值：" fymax " 侧滚角最大值：" cgmax " 倾角最大值：" qjmax))
（setq s3（strcat "俯仰角8度以上：" fy8 "%" " 侧滚角8度以上：" cg8 "%" " 倾角8度以上：" qj8 "%"))
（setq s4（strcat "俯仰角10度以上：" fy10 "%" " 侧滚角10度以上：" cg10 "%" " 倾角10度以上：" qj10 "%"))
④像片旋角检查
（setq xjk（nth 6（nth k hangdaij)))
（setq xjk-1（nth 6（nth（- k 1) hangdaij)))
（setq xjkc（abs（- xjk xjk-1)))；计算像片间旋角
……；旋角计算和判断
（setq s7（strcat "第"（itoa j) "航带 最大旋角：" xjmaxj " 平均旋角：" xjaverj " 超过15度：" xj15 "%" " 超过20度" xj20 "张" " 超过30度" xj30 "张"))
⑤航高保持
（setq hg（nth 3（nth kk hangdaijj)))
（setq hg-1（nth 3（nth（- kk 1) hangdaijj)))
（setq hgc（abs（- hg hg-1)))；计算像片间航高差
……；找出航高差最大值和平均值
（setq s10（strcat "第"（itoa jj) "航带 相邻像片航高差最大值：" hgbcxlmax " 相邻像片航高差平均值：" hgbcaver " 同航线最大航高差：" hgbcmax-min))
⑥航线弯曲度
（setq hxzc（distance qdzbm zdzbm))；计算每条航线长度
（setq fxjj（- fxm1 fxm))；计算各像片在本航带偏角
……；计算最大偏移量
（setq wqlmax（sin fxjj))；航带内最偏移量
（setq hxwqd（rtos（* 100.000（/ wqlmax hxzc)) 2 2))；得到弯曲度
（setq s13（strcat "第"（itoa m) "航带 航线弯曲度最大值：" hxwqd "%"))
；；运用write-line函数输出所有检查结果。
⑦关闭读写文件和查看检查结果
下图是某项目一个架次的部分数据检查结果，由于飞行的时候受气流影像较大，像片倾角、像片旋角、航高保持都存在着一些质量问题，给后续的空三加密带来了很大困难，最后根据检查结果进行了补飞。
四、结束语
本文根据摄影测量原理，结合规范要求提出运用飞行参数对重叠度、分辨率和摄区覆盖进行公式验算和套合检查；运用高精度POS数据对像片倾角、像片旋角、航高保持、航线弯曲度进行程序检查。通过实验和多个工程实践验证，此方法仅采用简单公式计算和程序运行对电脑配置要求低，执行速度快，检查准确度高，在生产实际中具有很好的参考和运用价值。
参考文献
[1]国家测绘局.低空数字航空摄影规范，CH/Z 3005-2010.
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.数字航空摄影规范 第1部分：框幅式数字航空摄影，GB/T 27920.1-2011.
[3]徐泮林.数字化成图—AutoCAD地形图测绘高级开发.北京：地震出版社，2004.6.
作者简介：
贺家照（1984—），男，四川达州人，工学学士，测绘工程师、注册测绘师，主要从事工程测量、摄影测量等项目管理和技术应用与研究。
论文作者:贺家照
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：像片论文; 倾角论文; 航线论文; 高差论文; 分辨率论文; 弯曲论文; 最大值论文; 《基层建设》2018年第30期论文;