陕西区域地质矿产研究院陕西咸阳712000
摘要:由于我国航空技术的快速发展,推动了我国无人机低空摄影技术的有效发展,并在地籍测绘领域得到了显著的应用,无人机具有小巧灵活的特征,为城镇地籍测量工作带来了极大的便利,并能提供高精度的摄影测量信息,保证了地籍测量的精度。
关键词:无人机;低空摄影;测量技术;城镇地籍
1无人机低空摄影测量的优点
1.1影像分辨率更高
卫星光学遥感摄影以及普通航空摄影在工作过程中,会受到云层的影响,由于云层具有一定的遮挡效果,导致最后呈现的摄影效果失真。而无人机具有低空飞行的优势,因此,在工作过程中可以避开云层的干扰作用,进行低空飞行,获取影像信息,并得到高分辨率的影像数据。普通的摄影以及卫星遥感摄影在影像信息获取过程中还会受到高层建筑物的影响,但是无人机由于具有灵活的低空倾斜摄影特点,促使无人机在资料获取过程当中不受外界环境的干扰,可以获得高分辨率的影像资料。
1.2操作便捷
与其他信息摄影技术相比较,无人机低空摄影系统操作起来更加方便快捷,并不需要操作人员具有丰富的操作经验,并且系统的后续的维护以及保养工作中也较为便捷。无人机低空摄影系统的这种操作特性有效拓展了无人机摄影的应用范围,并减轻了操作人员的工作压力与操作负担,提高了无人机摄影的工作效率,并显著降低了操作事故的发生概率。对于城镇地籍测量工作来说,无人机低空摄影技术更快、更高效的满足城镇发展需求,加快了我国地理信息系统的发展。
1.3精度高效率高
无人机的飞行范围在500-1000m的范围之内,摄影测量的精度达到亚米级,可以为城镇地籍测量工作提供高精度的摄影信息。同时,由于部分城镇地籍测量工作需要采集小面积地区的信息,并且采集过程会严重受到该地天气以及空域管理因素的影响。同时,利用飞机进行航拍会消耗大量的人力物力,测量精度也难以保证。在这种情况之下,使用无人机摄影技术可以带来良好的效果,能充分发挥小面积、高精度的优势,高效便捷的获得特殊区域的影像资料。
1.4灵活安全
无人机自身具有的特性使无人机具有显著的安全与灵活性能。无人机在运行过程中,不容易受到环境、气候以及空中管制等因素的制约以及影响作用,同时,可以实现多种地区的影像资料获取。并且在发生故障的时候,也不会对人员的生命健康造成威胁,保证了摄影测量工作的安全与灵活。
2无人机低空摄影测量的缺点
怕复杂地形。无人机受无线电摇控指令或自动程序控制,易受地形地势的影响,特别是高山、峡谷等复杂地形对飞行和操控的影响较大,怕恶劣天气。现役无人机在夜间、大雪、大雾、沙尘暴及大风气象条件下大多无法正常执行任务。在暴风雪天气,操控人员发出的摇控信号和无人机发出的状态信号衰减很快,无人机的操纵性能大大降低;遇有寒冷天气,飞机容易结冰,如果空速管结冰,机载计算机就会发出错误的信息影响飞行。受恶劣天气的影响,无人机的出勤率要低于有人驾驶的飞机。怕电子干扰。无人机对电磁环境要求很高,遇到攻击性干扰后,往往成为“无头苍蝇”,易发生失控、自毁现象,丧失执行任务的能力。怕程序失灵大多数无人机采用指令和自动程序等多种控制功能,技术比较先进,但是,需预先将起点、转弯点、航路和目标编好程序,存入机载计算机中。因此,对航路及目标区的情报编程程序要求比较高。
3无人机低空摄影测量数据处理流程
由于无人机摄影技术不断发展更新,现阶段随着自动空三技术、影像匹配技术以及海量影像处理技术日臻成熟,发展出越来越多的数据影像处理软件。国际上有德国的Inpho系统以及法国的像素工厂,国内有DPGrid以及PixelGrid系统。无人机影像数据处理即是通过摄影技术获取有关信息,并采用参数精化以及DEM/DOM的方式处理。具体的工作流程是完成数据的采集工作之后,将GPS/POS数据以及影像数据从数据平台中下载下来,并将数据进行整理组织,然后将数据进行智能匹配,采用光束法区域网平差的方式连接相匹配的数据,并对引入的数据进行平差解算,确定影像内外的方位信息。利用内外因素的引导作用,采用密集匹配技术获取三维DSM点云,然后对DSM数据进行筛选与剔除,得到规格格网的DEM。
4实验操作
4.1实验概况
试验地点选在某乡镇,该地区东西距离为800米,南北距离为600米,根据试验目的,对进镇主干路东侧区域进行拍摄,摄影平均高程为27m、面积为0.15km2,高差小于2m。试验器材选用无人飞机与四拼相机组合的方式进行低空摄影,航高保持在200m,地面分辨率是3.6cm。设置3条航线,并获取158张影响航片,在外业中安置6个控点,旁向的重叠度为60%,航向重叠度为80%。
4.2像控点测量与布置
开展航拍工作,首选需要布置像控点,像控点的布置要选择地形平坦的地区,并且没有遮挡物存在,交通便捷,同时与强电磁辐射源距离较远,并要保证点位布置至少在五度重叠之上。试验区像控点的布置需要利用区域网法进行布置,沿着航线设计方向,每过200米距离安置一个像控点。点位布置在平坦开阔的地面上或单层平顶房顶部位于中间的位置。标志像控点需要采用蓝色或者黄色油漆在地面或楼顶制作十字交图案,并在交叉位置制作圆形,作为像控点的点位。利用CORS网络RTK技术对点位的空间位置进行测量,并对每个像素点进行多次测量,将小于3厘米的测量结果取平均值。
4.2.1空三加密精度
精度的计算公式。m控是控制点的中误差;m公是区域网中公共点的中误差;d是公共点相邻区域之间的较差;n是评定精度的点数。
4.2.2提高DLG精度的方式
在实验中,首先需要采集具有一定特征的外业点,并将其导进测图工作站中,通过立体模型观察地物与点位之间的关系,帮助测量人员确定准确的位置,然后实施DLG测绘,保证光标切准误差在8cm之内,提高图形定位精度。
5DLG精度统计与分析
5.1DLG精度分析
采用GPS-RTK对图根点进行测量,并用全站仪进行检测,试验区平面点检测包含190个点与135个高程点,并对试验区的高程精度以及位置精度的进行统计。
5.2数据分析
检测点在x轴方位上的误差分布,在x方向上的平均误差是0.009m,得出与x方向分布一致的误差分布,满足正态分布规律。检查点在y轴方向上的误差分布。从分布图中得到,误差分布在负0.06之下。存在负0.06的系统误差。对y轴方向点进行差改正,加上0.06的误差,得到0.0007的平均误差,改正后满足正态分布规律。分析y方向产生误差的原因得知,y方向产生的误差是由于加密缺少优化导致的。
6结语
对y方向进行误差改正之后,1;500DLG的精度完全符合城镇地籍测量工作精度。为了更好的实现地籍测量效果,需要在实际的工作中科学布置像控点和像控标志,并在测量工作中尽量使用三角架进行稳定测量。在实验进行之前深入了解地基概况。空三加密计算时,对于存在系统差要进行改正在,直到符合要求为止。
参考文献
[1]赵巍,卢迪,李红文.无人机低空摄影测量技术在新农村建设中的应用[J].测绘标准化,2016(02):35~37.
[2]张佳伟,李勇华.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用研究[J].建材与装饰,2016(21):208~209.