無(wú)人飛艇航測(cè)技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍更新調(diào)查中的應(yīng)用

■盧偉

（河北省地質(zhì)測(cè)繪院河北廊坊065000）

無(wú)人飛艇航測(cè)技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍更新調(diào)查中的應(yīng)用

■盧偉

（河北省地質(zhì)測(cè)繪院河北廊坊065000）

利用無(wú)人飛艇搭載組合寬角相機(jī)進(jìn)行低空低速航空攝影，獲取高分辨率、高清晰度、寬像幅、大航攝基高比影像，實(shí)現(xiàn)平面和高程測(cè)量精度的提高；采用地面標(biāo)志布設(shè)像控標(biāo)志點(diǎn)，提高坐標(biāo)量測(cè)精度和空三加密精度；無(wú)人飛艇遙感技術(shù)以其機(jī)動(dòng)、靈活、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)得到了迅速發(fā)展,目前已應(yīng)用于很多領(lǐng)域,但在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中的應(yīng)用還很少。

無(wú)人飛艇 城鎮(zhèn)地籍測(cè)量 低空攝影

城鎮(zhèn)地籍測(cè)量不同于農(nóng)村地籍調(diào)查市測(cè)量,主要是它的城市的密集程度以及不可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題比較突出，本文通過(guò)我院利用無(wú)人飛艇技術(shù)對(duì)張家口沽源縣城鎮(zhèn)地籍補(bǔ)充更新調(diào)查項(xiàng)目進(jìn)行航空攝影測(cè)量，沽源縣位于河北省西北部的壩上地區(qū)，北緯41°14′-41° 57′、東經(jīng)114°50′-116°05′。東鄰豐寧縣，南與赤城、崇禮兩縣接壤，西與張北、康保兩縣相連，北與內(nèi)蒙古自治區(qū)的太仆寺旗、正蘭旗、多倫縣毗鄰。全縣平均海拔1536米。根據(jù)以往無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)其平面精度達(dá)不到《地籍調(diào)查規(guī)范》中宗地界址點(diǎn)的規(guī)范要求，以及在縣城空中作業(yè)的局限性，因此本項(xiàng)目區(qū)采用低空無(wú)人飛艇攝影測(cè)量的方法測(cè)繪1:500地形圖，宗地界址點(diǎn)采用比較明顯的底物采用全站儀和Trimble GPS進(jìn)行實(shí)地采集，內(nèi)業(yè)空三加密采用采用宗地界址點(diǎn)和明顯地物界址點(diǎn)作為相控點(diǎn)，空三加密后制作正射影像圖作為權(quán)屬調(diào)查，航測(cè)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)，利用界址點(diǎn)和明顯地物作為改正，宗地權(quán)屬調(diào)查時(shí)進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪最后根據(jù)權(quán)屬調(diào)查表宗地界址點(diǎn)和明顯地物進(jìn)行以及外業(yè)調(diào)繪后的地形圖進(jìn)行編輯。

1 本項(xiàng)目的航線規(guī)劃及相關(guān)參數(shù)

本次成圖比例尺為1:500，相機(jī)焦距35mm，為滿足精度要求本次飛行的相對(duì)航高設(shè)定為200米，測(cè)區(qū)范圍內(nèi)平均海拔約為1400米，海拔最高處不超過(guò)1450，小于1/4相對(duì)航高，因此設(shè)定的飛行海拔高度為1600米；飛行速度為12m/s；航向重疊85%，旁向重疊50%；地面分辨率3.6cm。根據(jù)測(cè)區(qū)形狀航線設(shè)計(jì)為東西向，共設(shè)計(jì)航線35條，航線總里程約220公里。CKLAC04數(shù)碼航空相機(jī)系統(tǒng)是由4臺(tái)專業(yè)數(shù)碼相機(jī)按照特定的角度設(shè)計(jì)在高強(qiáng)度的器械構(gòu)件上，通過(guò)組合相機(jī)時(shí)差控制系統(tǒng)達(dá)到“準(zhǔn)同時(shí)曝光”，通過(guò)高精度拼接軟件達(dá)到虛擬大面陣數(shù)碼相機(jī)的效果，同時(shí)直接獲取到24Bit的彩色照片，省掉了目前市面上的量測(cè)數(shù)碼相機(jī)人工影像融合的步驟，使得CKLAC04數(shù)碼航空相機(jī)系統(tǒng)獲取的影像更加真實(shí)更加清晰。

2 飛行過(guò)程控制

大比例高精度飛艇航攝時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)質(zhì)量野外飛行時(shí)需要依照下列步驟檢查設(shè)備和執(zhí)行飛行任務(wù)：

（1）確認(rèn)飛艇軟硬件正常；（2）確認(rèn)航拍設(shè)備正常；（3）利用天氣預(yù)報(bào)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定能否飛行，飛艇放飛的最低條件是地面能見(jiàn)度大于300米，地面風(fēng)速小于5.5m/s(小于4級(jí))；（4）至少提前0.5小時(shí)安裝并開啟地面GPS基站；（5）正確調(diào)試相機(jī)穩(wěn)定平臺(tái)；（6）檢查曝光控制卡、GPS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡、影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡；（7）檢查各設(shè)備電源；（8）檢查相機(jī)設(shè)置參數(shù)；（9）執(zhí)行飛行任務(wù)；（10）取4個(gè)相機(jī)存儲(chǔ)卡，檢查并登記每相機(jī)曝光的相片數(shù)，檢查相片質(zhì)量是否滿足任務(wù)要求；（11）完成一天的飛行任務(wù)后拷取飛控、曝光盒、動(dòng)態(tài)GPS數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)備份到計(jì)算機(jī)；（12）差分解算地面基站數(shù)據(jù),處理飛控和POS數(shù)據(jù)；（13）當(dāng)天二次成像拼接影像數(shù)據(jù)并檢查影像質(zhì)量確認(rèn)當(dāng)天成果。像控點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用CGCS2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，中央子午線115°30′，投影高度為1300米。

3 像控點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量

考慮到測(cè)圖比例尺為1:500,在沽源測(cè)區(qū)布控采用如下方式：

（1）像控點(diǎn)布局：采用每隔一條航線航向每350m南北方向選擇兩點(diǎn)，拐點(diǎn)處選擇兩點(diǎn),共布設(shè)了653個(gè)點(diǎn)；（2）像控點(diǎn)的選擇：主要有斑馬線交點(diǎn)、井蓋中心、田埂、房角、電桿等航片上清晰度好精度較高的點(diǎn)；（3）測(cè)量方法：使用Trimble GPS設(shè)備，連接河北省cors站系統(tǒng)，每個(gè)像控點(diǎn)測(cè)兩個(gè)測(cè)回，每個(gè)測(cè)回30個(gè)歷元，取兩次的平均數(shù)作為平面坐標(biāo)；使用收集到的6個(gè)高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)測(cè)量文件進(jìn)行垂直校正得到高程數(shù)據(jù)。

控制點(diǎn)分布如下：

4 成果質(zhì)量情況

像控點(diǎn)平面坐標(biāo)使用Trimble GPS-RTK連接河北省cors站系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，觀測(cè)歷元為30s，測(cè)兩個(gè)測(cè)回，經(jīng)內(nèi)業(yè)計(jì)算兩個(gè)測(cè)回的較差X分量最大值1.00cm，Y分量最大值1.30cm；高程使用6個(gè)已知點(diǎn)對(duì)工程文件進(jìn)行垂直校正，校正最大垂直殘差為本次作業(yè)飛行高度為200m，由公式計(jì)算求得航片的地面分辨率為3.60cm；

5 結(jié)束語(yǔ)

利用無(wú)人飛艇技術(shù)獲取低空高分辨率、高清晰度、大幅面影像、提高立體影像的基高比，大大提高了城鎮(zhèn)地籍測(cè)量的速度以及滿足精度要求，提高了效率節(jié)約成本，通過(guò)本項(xiàng)目成果說(shuō)明低空無(wú)人飛艇航測(cè)技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍更新調(diào)查中是一種實(shí)用可靠的新方法新技術(shù)，該技術(shù)在以后的數(shù)字城市建設(shè)以及新農(nóng)村城鎮(zhèn)建設(shè)方面的地理信息數(shù)據(jù)獲取具有廣闊的前景。

[1]林宗堅(jiān).UAV低空航測(cè)技術(shù)研究 [J].測(cè)繪科學(xué)，2011，36(1)：5-9.

[2]林宗堅(jiān)，蘇國(guó)中，支曉棟.無(wú)人機(jī)雙拼相機(jī)低空航測(cè)系統(tǒng) [J].地理空間信息，2010，8(4)：1-3，24.

[3]方勇，崔衛(wèi)平，馬曉峰等.單鏡頭多面陣相機(jī)影像拼接算法 [J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：信息科學(xué)版，2012，37(8)：906-910，999.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-286-1