吴清波
中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司 云南省昆明市 650051
摘要:文章以无人机航测技术在大比例尺测绘中的应用为研究对象,对具体的操作步骤进行了详细的介绍。并依据某地区1:1000比例尺地形图制作項目,对无人机航测技术在具体施工作业中的运用作了更进一步的论述。依据施工现场测量平高点对地形图精度开展检测,得到无人机施工作业符合标准规定的结果。
关键词:无人机;航空摄影测量;大比例尺地形图;精度分析
1项目概况
本案区县及周边地势平坦,高低起伏较少,城区要求精度较高,这是后期规划和正射影像制作的基础。所以,映射的基本比例是1:1000;基础垂直距离:1 m。根据测绘精度要求,严格按照1:1000地形图进行测量。
精度要求如下:
(1)平面精度
地物点与控制点在相邻平面上的位置差和与邻近地物点的距离差比较,如表1所示[1]。
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在这类地貌类型中,阴影、森林、隐蔽等独特困难区,可按上述表格标准值放宽50%。
(2)高程精度
测量地域内硬化地面的高程点和相邻图根点在高程上的最大误差差不能够超过0.15米。高程测量地域内别的区域的高程精确度以等高线插补点的高度误差来分析判断。
2航带布设以及航片获取
按照南北方大方向布设航线。为了更好地保证航拍影像能完完全全覆盖测区,而且可以为后边空三加密和数据采集安全作业予以符合标准精度的遥感影像,因而,在测区标准外30%的标准外,摄区的边界线外2条基准线均可无人机航拍。65%的航向重叠度设计构思,33%~35%的航向重叠度设计构思。
航线布设成功后就可以起航了。1条航带内,大约60%重叠的两张邻接的遥感影像,这也是1组像对。在无人机获得影像的环节中,飞机飞行質量对遥感图像获得精度有非常大的影响,因而,在飞机飞行环节中还应遵照下列作业基本原则[3]:
(1)测区边界线覆盖范围:航道按基本的方式方法开展铺设,首未航道相平行于摄区边界线,开展铺设在摄区边界线上或边界线外,确保航道在摄区边界线上的实际覆盖范围不少于像幅的15%。
(2)分区域边界线覆盖:分地区边界线覆盖率确保分区域段各自的影象满幅覆盖率。
(3)航拍无人机的航高保持,像片的航行方向及旁向重叠度,像片的旋角一般来说不超过15°,最大的旋角不可以超过30°,同样航道超出20°旋角的像片小于3张,旋角超出15°的像片小于总像片数的10%,像片倾斜角和像片旋角不能够一同符合最大值。
3空中三角测量
以象片上量测的象点坐标值为基础,采用严格的数学模型,以POS数据为辅助,以最小二乘法原理,以象控点为调整条件,以Inpho加密软件,以波束法为定位点。
由于是无人机的航测数据信息,在空三加密全过程中,平面精度非常容易实现精度标准,而高度精度却不高,为了提高精度,在测区几条主路上的主硬路面上,在空三加密过程中,外业打平差计算,最后平面和高程都符合标准规定,精度满足规定。在成功完成空三加密之后,形成加密結果相关文件,为采集流程给予复原立体模型的数据信息支撑。
4数字线化图采集
在介绍空间三大成果的基础上,建立了项目和三维模型。基于空间视觉测绘软件采集模块,实现了数字地形图在区域内的采集。图像比例为1:1000,垂直距离为1米。
因为勘测区水利设施较先进,又是该工程项目必须着重突显的区域,区别沟渠、河流等水系在数据采集流程中十分关键。注意事项:本调查区域内农田灌溉渠收集:在田间收集纵横交错的沟渠,根据沟渠采集图像上没有明显差别的沟渠或地埂,经实地勘测测定。有些沟渠太密,画得不好。应作适当的折衷。在测量范围内,两条运河的最小距离应大于20 m。对于现场距0.5 m以上的地面及沟道采用人工补强,均按上脊线补强,宽度大于0.5 m的补强管道采用双线补强,宽度小于0.5 m的采用单线补强。
5线化图编辑
完成三维采集图形后,用专业印刷软件编辑图形,对图形进行修整,调整。在编辑过程中,为了保证不影响计算精度,对大于0.2 mm的尺寸进行任意修改,以追求图形美观。其中,水系的作用相当重要。在编缉水系基本要素时,要恰当体现各水系与地图上其他基本要素的关联。举例来说,河流的干流、支流之间的联系关系非常清楚,不会出现颠倒,不会出现头尾等情况。水体与地形、地物的匹配关系应是合理的,如保持等高线的钩与水系的垂直关系,在湖泊水面与等高线的水平关联中应特别注意。按照1:1000制图规范,顺利完成地形图的全部后期编缉作业后,再进行区域大比例尺制图,即DLG制作,就基本完成。
6地形图精度分析
大比例尺测绘中无人机航测技术的应用也是一个需要检验的环节,大型测绘能否满足标准要求,直接关系到测绘的精度。为了检验无人机摄影测量作业的精度,以此为基础进行了项目研究,在测绘资料中选取了一些特征点,对其进行了三维采集下的特征点坐标记录,并将这些特征点坐标记录下来。每一点的平面中值误差按中值误差公式计算。结果表明,在平面坐标系下,高程误差中值误差为0.428和0.220;从本地区基本平地的情况来看,本地区点位误差、高程误差均能满足1:1000的作业规范要求。???
结束语:
根据对本次案例地区1:1000地形图测量精度的分析,无人机对大比例尺地形图测量精度已达到本规范的要求。无人机在提升技术精度领域早已迈出了一大步。但怎样持续提升无人机在测绘工作中的作业精度,与传统式的大飞机航测工作相比较,仍然是一个有待解决的课题。在无人机测绘过程中,如何最大限度地提高测绘精度是一个重要问题。
参考文献:
[1]钱尊岩.低空无人机遥感在油田测量中的关键技术应用研究[D].华东:中国石油大学,2012
[2]苏俊峰,吴正鹏.无人机低空遥感测绘大比例尺地形图实践[J].青海国国土经略,2015,02:50-52
[3]曹琳.2016.基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模及其精度分析[D].西安:西安科技大学.