云南省测绘工程院 650033
摘要：无人机摄影技术近年来在遥感与测绘领域得到了广泛应用，本文将无人机摄影技术应用到1：500带状地形图测量中，无人机影像数据处理群系统接口Smart3D进行影像处理，总结了无人机摄影技术在测量地形图中过程，并经过试验验证地物点精度完全满足城市测量规范精度要求，今后在实际测量地形中具有重要意义。
关键词：无人机原理、无人机摄影、Smart3D影像处理、实景三维模型
引言
在上世纪20年代诞生了最早的无人机，当时主要用于军事活动，由于特有的技术优势，后来逐渐应用到民用领域和科研领域，随着无人机技术的发展，数码相机的发展，随后无人机摄影技术被引入到测绘地理信息行业，突破了摄影技术行业的局限性，实现了小范围快速成像成图等方面形式出优势。
目前，1：500带状地形图测量主要采用了GPS RTK配合全站仪测量，这种测量方法需要投入大量的生产成本，在测量难度积大的情况下，如地形破碎、复杂和高层建筑密集地区影响测量周期，导致工作效率低下，生产成本高，这时用无人机摄影测量可以弥补这些方法，再经过简单外业调绘即可成图。
通过无人机摄影测量，在地面分辨率优于2CM状态下，采用无人机摄影系统进行1：500带状地形图测量，经过验证地物精度完全可以满足城市测量规范要求。
1无人机系统简介
采用自主研制的无人机系统摄影系统，它是一套高机动性、低成本和小型化、专用化的航测系统，使用集多轴无人驾驶飞行器、GNSS导航定位，摄影相机等技术一体建立起来的。主要包括无人机飞行平台、摄影照相机系统、飞行控制系统，已经地面站、地面数据处理系统、远程无线通信系统装置等辅助设施。
（1）无人机飞行平台
由于多旋翼无人机具有成本低，飞行平稳等优点，该平台主要技术参数见表
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（2）飞行控制系统
飞行系统控制用于飞行控制及任务设备管理，便于地面人员掌握飞机姿态、速度、航向、航高等各种参数，主要有自驾仪、姿态陀螺、GPS定位装置、无线电遥控系统等组成。
（3）摄影相机系统
无人机采用一套双相机摄影相机系统。该相机系统由相机系统、摆扫系统、控制系统、GNSS等几个重要部分组成。整个系统采用无人机动力源供电（用于相机、云台、GNSS等供电）无需提供专门的独立电源。整个系统接口安装简单，适用于大多数旋翼型无人机，下面给出了整套系统技术指标
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（4）地面控制系统
地面控制系统主要功能包括航摄影前期的测区查询、航线敷设、参数设置，航摄实时飞行参数显示，辅助飞行和后期统计输出导航文件、摄影飞行质量检查等。
（5）地面处理系统
随着实景三维模型在智慧城市、仿古建筑等测绘地理信息系统领域的广泛应用，用户对实景三维模型的成像质量、精度的要求不断提高，普通的PC相机或服务器无法通过并联系方式解决几何级数增长的摄影数据。针对摄影获取的影像数量多、图像几何关系复杂等难题，基于流行摄影三维建模软件，采用系统集成优化方案，探索自主构建了海燕UDP（UAV DATA PROCESSING）无人机影像数据处理集权系统，相比于市场上数据处理集权系统集成商构建的系统具有针对性强、操作控制简单、可扩展性好、计算性能好、处理软件适应性好等。该系统由计算节点（包括建模节点和空三节点两类）、存储中心、集权主控、机柜等几个部分组成，整个系统安装接口简单，适用于大多数无人机商业软件多节点计算功能，如SMART3D、PHOTOSCAN、PIX4D等，整套系统的详细技术指标见表3
2.试验区概况
云县县城区1：500带状地形测量试验，试验区全长1.3公里，带状宽度400米，试验区坡地居多，最大相对高度130米，根据测区的要求，需要提供测区内全要素1：500带状地形图。
采用无人机进行测量，下面是技术流程如图1所下
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精度验证以上是无人机航测技术流程
（1）前期设计
在飞行设计前对试验区概况进行了解并收集了相关资料，如试验区高分辨率遥感影像、地形图、GNSS控制点坐标等，并到测区进行了踏勘。根据成图要求及测区地形起伏状况，本实验设计了4个航摄架次，航高根据海拔高度设置为100米，地面分辨率优于2米，根据测区状况，在测区均匀分布了8个控制点和30个检查点，检查点和控制点间距200-300米，对于无明显特征点区域，放置了棋盘格控制点靶标，控制点坐标采用GPS RTK测量，精度为图根级，
（2）航摄数据采集
将规划好的航线载入飞行控制系统，地面控制系统按照规划航线控制无人机飞行，摄影相机系统则按照预设的航线和拍摄方式控制相机进行拍摄。本实验共获6000张，采用人工选取同名点的方法计算相邻相片的重叠度和旋偏角
航测内业处理
本次实验采用UDP无人机影像数据处理集群系统，接口软件采用商业SMART3D软件。主要处理图像畸变差纠正、图像匹配、平差、三维产品制作等。
（3）成果及精度评定
经过航测内业处理完成了实验区实景三维模型产品、真正射影像和DSM的制作。
在云县测区共布设了40个平高控制点，从40个控制点中取了8个作为内业平差处理的绝对控制点，其他的30个作为检查点，不参与平差计算，通过在EPS地理信息工作三维模型中采集检查点坐标和高程值进行对比分析，根据规范要求《测绘成果质量检查与验收》的高精度检测中，测中误差检查点误差对比分析情况
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M 为中误差，N为检测点个数，Q为较差。经检查完全满足精度要求。
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结束语
本文将无人机摄影技术应用1：500带状地形图测量中，经试验验证精度完全满足1：500地形图规范要求，因此无人机具有生产成本低，投入人力少，极大的缩短了复杂地形地貌生产周期的特点，且能满足地形图生产精度要求，因此，无人机摄影技术将在地形图测量乃至建筑物密集的地籍测量中的到广泛的应用。
参考文献：
（1）史华林，无人机航测系统在公路带状地形测量中的应用【J】。测绘通报，2104，（6）：60-62
（2）许望生，无人机测量技术在地形测量方面应用前景探究