無(wú)人機(jī)航攝影像dom生產(chǎn)研究

秦萌 趙志剛

摘要：近些年來(lái)，無(wú)人機(jī)作為傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量的補(bǔ)充手段在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，特別是在小區(qū)域影像獲取、困難條件地區(qū)的高分辨率數(shù)字化成圖等方面成果顯著。越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于國(guó)家搶險(xiǎn)救災(zāi)、地理國(guó)情普查、影視劇拍攝、數(shù)字城市建設(shè)、城市管理以及測(cè)繪測(cè)量等領(lǐng)域。而數(shù)字正射影像（DOM）這種具有豐富紋理信息和幾何屬性的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品，其制作技術(shù)在最近幾十年取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，本文將進(jìn)一步對(duì)無(wú)人機(jī)航攝影像dom生產(chǎn)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；dom ；航空攝影測(cè)量

低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪系統(tǒng)的最高分辨率可以達(dá)到0.1米，良好的分辨率能夠很好地滿足測(cè)繪地理信息的要求。每日單機(jī)次攝影覆蓋率可達(dá)100多平方米，比傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)效率大幅提高，甚至高出傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)30倍以上。在處理速度上，比GPS技術(shù)和GIS技術(shù)擁有明顯優(yōu)勢(shì)，有利于提高生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率。通過(guò)對(duì)航攝影像進(jìn)行編輯和加密，得到的圖像更加直觀清晰，且能夠滿足地理信息測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)和用戶的實(shí)際使用要求。此外，低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)圖技術(shù)不需要配備專業(yè)的機(jī)組人員便可在較短的時(shí)間內(nèi)可以完成外業(yè)測(cè)繪并且自動(dòng)處理信息，減少了勞動(dòng)力資源的投入，有利于測(cè)繪成本的節(jié)約。

本文主要通過(guò)大疆精靈4低空無(wú)人機(jī)配套DGI GO4及Umap飛控軟件快速獲取被攝區(qū)域的航攝影像，以DPGrid攝影測(cè)量系統(tǒng)作為后處理軟件，制作生成了河南省南陽(yáng)市鎮(zhèn)平縣某區(qū)域1：1000的數(shù)字正射影像圖。

1 低空無(wú)人機(jī)影像獲取

完成無(wú)人機(jī)的安裝以及與DJI go和Umap巡航飛控軟件的連接。檢查參數(shù)指南針、無(wú)線信道質(zhì)量、飛行模式、照片比例以及飛控參數(shù)設(shè)置是否正確，并設(shè)置返航高度為150m，設(shè)置最大限高為 200m。在飛控軟件界面的Google 地圖上打開軟件左下角衛(wèi)星影像圖并利用定位按鈕對(duì)無(wú)人機(jī)的位置進(jìn)行定位，設(shè)置此次飛行中設(shè)置旁向重疊度為60%、航向重疊度70%，并且設(shè)置航線航高為150m。在規(guī)劃航帶區(qū)域通過(guò)手動(dòng)拉框旋轉(zhuǎn)等方式按鈕選取任務(wù)范圍，將規(guī)定的范圍全部包含即可。確認(rèn)無(wú)誤后起飛。

2 空中三角測(cè)量

在進(jìn)行低空攝影測(cè)量影像處理之前，檢查準(zhǔn)備外業(yè)數(shù)據(jù)，包括：航空攝影測(cè)量影像原始數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)坐標(biāo)文本及控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)及大樣圖。導(dǎo)入影像并刪除掉多余掉頭處影像，定向生產(chǎn)→空中三角測(cè)量→匹配連接點(diǎn)，進(jìn)入到匹配連接點(diǎn)界面精細(xì)匹配。匹配完成后，此時(shí)測(cè)區(qū)建立完畢。導(dǎo)入地面控制點(diǎn)，并進(jìn)行刺點(diǎn)。對(duì)于數(shù)碼影像，可運(yùn)用匹配加連接點(diǎn)的方式進(jìn)入平差編輯界面，軟件會(huì)將影像疊拼圖與控制點(diǎn)疊加在一起，可根據(jù)控制點(diǎn)大圖在疊拼圖通過(guò)匹配加連接點(diǎn)進(jìn)入刺點(diǎn)。使用匹配加連接點(diǎn)功能在疊拼圖上單擊后，軟件會(huì)自動(dòng)對(duì)該位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后進(jìn)入精調(diào)界面進(jìn)行調(diào)整，并在ID里面修改點(diǎn)名保存即可。進(jìn)入平差編輯界面，運(yùn)行平差并導(dǎo)出平差報(bào)告，查看精度是否符合要求。

3 DOM生產(chǎn)

DPGridEdu軟件系統(tǒng)支持自由網(wǎng)平差結(jié)束后直接進(jìn)行影像快速拼接，快速生成DEM。生成DEM之后，便可進(jìn)行正射影像生產(chǎn)。該功能生成的是單張航片的正射影像。成果文件包含兩部分內(nèi)容：一部分是影像文件，另一部分為影像參數(shù)。正射生產(chǎn)完成之后，進(jìn)入正射拼接界面。通過(guò)編輯拼接線功能，用鼠標(biāo)移動(dòng)或是添加節(jié)點(diǎn)的方式進(jìn)行拼接線編輯，拼接線調(diào)整后即可查看拼接效果。在獨(dú)立房屋邊緣有變形的地方，可以通過(guò)DPGrid軟件提供了正射影像編輯功能，可交互式的對(duì)正射影像的部分或全部進(jìn)行PhotoShop處理、DEM重糾、勻光勻色等處理，使正射影像成果達(dá)到要求。調(diào)整拼接線使拼接線兩邊的影像色差及變形減少?gòu)亩尸F(xiàn)出更加自然的過(guò)渡。

在DOM生產(chǎn)過(guò)程中，容易出現(xiàn)幾何誤差以及色彩誤差過(guò)大的問(wèn)題，要獲取符合要求的數(shù)字正射影像，可以通過(guò)以下兩個(gè)方面減少誤差。

（1）DOM的制作是根據(jù)DEM通過(guò)原始影像、相機(jī)參數(shù)以及外方位元素一起完成DOM的編輯，而地物明顯的變形現(xiàn)象通常是由自動(dòng)拼接的幾何誤差及DEM精度過(guò)低引起的。如房屋的變形過(guò)大及完整性差問(wèn)題、道路的錯(cuò)位問(wèn)題、橋梁的連續(xù)性問(wèn)題以及扭曲、拉花等現(xiàn)象。因此，要保證DOM的質(zhì)量需要對(duì)自動(dòng)生成的DEM進(jìn)行編輯，使DEM相關(guān)格網(wǎng)之間過(guò)渡平滑，沒(méi)有明顯的高低落差。同時(shí)DOM拼接時(shí)，要保證所有地物的相互邏輯關(guān)系與實(shí)際情況一致，實(shí)際制作過(guò)程中若有精度不夠?qū)е碌牡缆?、橋梁在拼接后不能正常的連接在一起時(shí)，可以通過(guò)PhotoShop進(jìn)行后期的拼接處理。

（2）DOM要求色彩和色調(diào)的整體一致性，而飛機(jī)在獲取影像的過(guò)程中由于光照亮度及云層等多方面的影響，不同的影像上色彩明亮程度會(huì)存在或多或少的差異，這些差異也會(huì)給后續(xù)輸出的數(shù)字正射影像精度及使用帶來(lái)諸多不良影響，因此需要對(duì)DOM進(jìn)行勻光勻色的處理。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以河南省南陽(yáng)市鎮(zhèn)平縣某一區(qū)域的無(wú)人機(jī)低空航攝影像1：1000數(shù)字正射影像生成為例，詳細(xì)介紹了通過(guò)DPGrid軟件處理無(wú)人機(jī)低空航攝影像從而生成DOM的全過(guò)程。從設(shè)備的連接設(shè)置到影像獲取，空三加密、DOM生產(chǎn)、DOM拼接、DOM編輯、進(jìn)行了說(shuō)明，并對(duì)DOM生產(chǎn)過(guò)程中的容易出現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)做了分析研究，提出關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的改善方法。最終完成測(cè)區(qū)范圍數(shù)字正射影像的生產(chǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：秦萌（1989），女，陜西渭南人，學(xué)士，助教，研究方向：工程測(cè)量；趙志剛（1988），男，河南商丘人，碩士，助教，研究方向：工程測(cè)量。