無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測量中的應(yīng)用探討

■吳根梅

（安徽明珠規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司安徽合肥230601）

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測量中的應(yīng)用探討

■吳根梅

（安徽明珠規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司安徽合肥230601）

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)以其靈活性好、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于測繪行業(yè)。本文介紹了無人機(jī)航空攝影測技術(shù)的特點(diǎn)及作業(yè)原理，結(jié)合在城鎮(zhèn)地籍測量的中應(yīng)用實(shí)例，敘述了應(yīng)用無人機(jī)航測制圖的生產(chǎn)過程，以及對成果精度進(jìn)行了分析。

遙感 控制測量 像片控制 空中三角測量

1 引言

近年來，隨著無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的不斷發(fā)展，其已在影像獲取方面得到廣泛的應(yīng)用，為傳統(tǒng)航空攝影測量提供了更有力的補(bǔ)充。無人機(jī)航測技術(shù)體現(xiàn)了無人機(jī)與測繪的緊密結(jié)合,同時也提供了更高效的測繪方式。經(jīng)實(shí)踐證明，無人機(jī)航測技術(shù)完全可以達(dá)到1:1000國家航空攝影測量規(guī)范的要求。

2 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)概述

2.1 無人機(jī)航空攝影測量的特點(diǎn)

無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)，以獲取高分辨率數(shù)字影像為應(yīng)用目標(biāo)，以無人駕駛飛機(jī)為飛行平臺，以高分辨率數(shù)碼相機(jī)為傳感器，通過3S技術(shù)在系統(tǒng)中集成應(yīng)用，最終獲取小面積、真彩色、大比例尺、現(xiàn)勢性強(qiáng)的航測遙感數(shù)據(jù)。無人機(jī)低空攝影測量主要用于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的快速獲取和處理，為制作正射影像、地面模型或基于影像的區(qū)域測繪提供最簡捷、最可靠、最直觀的應(yīng)用數(shù)據(jù)。作為衛(wèi)星遙感與普通航空攝影不可缺少的補(bǔ)充，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）機(jī)動性、靈活性和安全性。無人機(jī)具有靈活機(jī)動的特點(diǎn)，受空中管制和氣候的影響較小，能夠在惡劣環(huán)境下直接獲取影像，即便是設(shè)備出現(xiàn)故障，也不會出現(xiàn)人員傷亡，具有較高的安全性。（2）低空作業(yè)，獲取高分辨率影像。無人機(jī)可以在云下超低空飛行，彌補(bǔ)了衛(wèi)星光學(xué)遙感和普通航空攝影經(jīng)常受云層遮擋獲取不到影像的缺陷，可獲取比衛(wèi)星遙感和普通航攝更高分辨率的影像。（3）精度高，測圖精度可達(dá)1∶1000。無人機(jī)為低空飛行，飛行高度在50～1000m，屬于近景航空攝影測量，攝影測量精度達(dá)到了亞米級，精度范圍通常在0.1～0.5m，符合1∶1000的測圖要求。（4）成本相對較低，操作簡單。無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)使用成本低，耗費(fèi)低，對操作員的培養(yǎng)周期相對較短，系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修簡便，可以無需機(jī)場起降。（5）具有周期短、效率高等特點(diǎn)。對于面積較小的城鎮(zhèn)地籍測量任務(wù)（10～100km2），受天氣和空域管理的限制較多，大飛機(jī)航空攝影測量成本高；而采用全野外數(shù)據(jù)采集方法成圖，作業(yè)量大，成本也比較高。而將無人機(jī)遙感系統(tǒng)進(jìn)行工程化、實(shí)用化開發(fā)，則可以利用它機(jī)動、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢，在陰天、輕霧天也能獲取合格的影像，從而將大量的野外工作轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)，既能減輕勞動強(qiáng)度，又能提高作業(yè)的效率和精度。

2.2 無人機(jī)航空攝影測量作業(yè)流程

3 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測量中的應(yīng)用實(shí)例

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)可對城鎮(zhèn)土地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、影像拍攝，獲取高精度的地表三維數(shù)據(jù)，并通過協(xié)同作業(yè)的側(cè)視圖像進(jìn)行快速建模，繪制比例尺較大的地形圖，協(xié)助城鎮(zhèn)地籍測量工作順利進(jìn)行。

3.1 測區(qū)概況

該工程實(shí)例位于合肥市肥西縣某鎮(zhèn)，系該區(qū)城建主管部門為了解當(dāng)?shù)赝恋乩矛F(xiàn)狀、宗地所有者、使用者、用地類別、土地權(quán)屬、權(quán)屬界線等情況所進(jìn)行的無人機(jī)1:000地籍測量普查。所航測區(qū)域的平均海拔31.2m，面積約為15.3平方公里，地區(qū)多為平原。主要航測地物包括：居民房及其附屬建筑、工廠、主要道路、主要水系等。利用無人機(jī)現(xiàn)勢性的特點(diǎn)，及時對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，為政府部門制定決策、實(shí)現(xiàn)宏觀調(diào)控提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

3.2 測區(qū)無人機(jī)航飛實(shí)施情況

本次地籍測量采用無人機(jī)航空攝影測量的方式實(shí)施，為便于像控點(diǎn)的布設(shè)以及攝影測量精度的統(tǒng)計(jì)和評估，實(shí)際航測區(qū)域以甲方指定區(qū)域?yàn)橹行南蛑苓呇由炝艘欢ǚ秶?，從而滿足了布設(shè)較多、質(zhì)地堅(jiān)固和形狀顯著的地面像控點(diǎn)的要求。

本次航飛選擇某晴天中午時分實(shí)施，測區(qū)東西長約3000米，南北寬約5000米，總面積約15.3平方公里，航高為163米，影像地面分辨率為6.2cm/pixel。航飛拍攝了15條航線，共計(jì)312張航片,影像大小為 4608像素 *3456像素，單張影像覆蓋范圍約為286m*214m，預(yù)設(shè)航向重疊為80%，旁向重疊為60%，飛行質(zhì)量和影像質(zhì)量良好。

3.3 像片控制測量

控制點(diǎn)使用CORS網(wǎng)絡(luò)RTK和免棱鏡全站儀相結(jié)合的方法進(jìn)行外業(yè)實(shí)測，取四次測量的平均值。此次共計(jì)布設(shè)了95個野外點(diǎn)，其中控制點(diǎn)63個，檢查點(diǎn)32個。

3.4 全數(shù)字空中三角測量

利用Postflight Terra 3D軟件進(jìn)行空中三角測量，空三構(gòu)成的區(qū)域網(wǎng)整體框架精度為：控制點(diǎn)X坐標(biāo)的中誤差為5.0cm，控制點(diǎn)Y坐標(biāo)的中誤差為5.6cm，控制點(diǎn)Z坐標(biāo)的中誤差為9.2cm。檢查點(diǎn)X坐標(biāo)的中誤差為7.0cm，檢查點(diǎn)Y坐標(biāo)的中誤差為10.0cm，檢查點(diǎn)Z坐標(biāo)的中誤差為7.0cm。綜合精度平面位置中誤差為：9.3cm，高程中誤差為8.6cm。

3.5 數(shù)據(jù)采集

利用Postflight Terra 3D軟件獲得的空中三角測量成果，使用軟件DATMatrix2.0進(jìn)行立體測量，生成了符號化1:1000的線劃地形圖，利用Postflight Terra 3D軟件進(jìn)行正射影像制作。

3.6 成果質(zhì)量檢查驗(yàn)收

本次無人機(jī)航空攝影測量經(jīng)過項(xiàng)目規(guī)劃、航飛、布設(shè)控制點(diǎn)、內(nèi)業(yè)空中三角測量、數(shù)據(jù)采集、成果資料整理及生成項(xiàng)目質(zhì)量報(bào)告等步驟，取得圓滿成功。試驗(yàn)成果的精度達(dá)到平面位置中誤差為9.3cm，高程中誤差為8.6cm。

4 結(jié)語

通過以上實(shí)例驗(yàn)證，利用無人機(jī)航空攝影技術(shù)應(yīng)用于城鎮(zhèn)地籍測量，其成果精度能夠滿足《城鎮(zhèn)地籍測量規(guī)范》的要求。隨著多種機(jī)載傳感器、無人機(jī)硬件制造技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)以其機(jī)動靈活、現(xiàn)勢性強(qiáng)的特點(diǎn)，必能擁有更加廣闊的發(fā)展前景。

[1]王聰華，林宗堅(jiān).UAVRS影像空中三角測量實(shí)驗(yàn)研究 [J].測繪科學(xué)，2007,32（4）：41-43.

[2]CH/T 3007.1-2011.《1：500，1：1000，1：2000數(shù)字航空攝影測量測圖規(guī)范》[S].

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-319-2