浅析无人机航空摄影测量系统及应用

1、浅析无人机航空摄影测量系统及应用摘要：测绘测量技术系统是应对自然灾害、有效处置突发事件、构建完善保障 系统与加强防灾减灾工作建设的重要组成部分，也是目前的一个重要战略问题。 发展低空无人飞行器航测遥感系统是提高测绘现势性的迫切需要，是做好应急救 急工作的迫切需要，是构建数字中国、数字城市建设的迫切需要。基于此，本文 主要对无人机航空摄影测量系统及应用进行分析探讨。关键词：无人机；航空摄影；测量系统；应用1、刖言航空数字摄影测量是基础地理信息采集的最有效手段之一。随着计算机技术 的发展和微处理机的广泛应用，政府各部门对测绘资料的需求越来越大，对资料 现势性要求越来越高，对资料所能包涵的信息容量越

2、来越多。无人机航空摄影测 量作为一种新型的测量方式不断呈现在大家的面前，伴随着高科技技术环境下测 绘技术与测绘装备的快速发展，融合了无人机技术、航空摄影技术、移动测量技 术、数字通信技术等一系列新兴技术形态的无人机航空摄影测量系统成为防灾减 灾的重要手段，它建立起一整套综合应急测绘保障服务系统。2、无人机航空摄影测量系统目刖，国内已经投入使用的无人机航空摄影测量系统有“华鹰”、飞象、 “QuickEye 等。无人机航空摄影测量系统主要由硬件系统和软件系统组成。硬件 系统包括机载系统和地面监控系统；软件系统则涵盖了航线设计、飞行控制、远 程监控、航摄检查、数据预处理等五个主要的系统。2.1硬件系

3、统2.1.1无人机机载系统在整个无人机航空摄影测量系统构成中，无人机作为主要的系统搭载平台， 是整个系统集成与融合的重要基础。这一硬件系统主要由无人机、数字摄影系统、 导航与飞行控制系统、通信系统等部分构成。在该系统工作的过程中，整个系统 会按照预先设定的航线进行相应的自主飞行，并且完成预先设定的航空摄影测量 任务，同时实时地把飞机的速度、高度、飞行状态、气象状况等参数传输给地面 控制系统。2.1.2地面飞行监控系统这一分支系统是影响飞行平台运行的重要因素，主要有电子计算机、飞行控 制软件、电子通信控制介质和电台等设备。在飞行平台的运行过程中，地面飞行 控制系统可以据无人机飞行控制系统发回的飞

4、行参数信息，实时在地图上精确标 定飞机的位置、飞行路线、轨迹、速度、高度和飞行姿态，使地面操作人员更容 易掌握无人机的飞行状况。2.2软件系统2.2.1航线设计软件航线设计在无人机航空摄影测量系统中扮演着十分重要的角色，其直接决定 了整个系统工作的方向和精准度。这一分支系统作为信息采集的关键步骤，需要 对于系统运行经过的作业范围、地形地貌特点、属性精度要求、摄影测量参数以 及摄影测量的结果进行综合设定。航线设计软件需要对相关的工作参数进行综合 设定，诸如计算行高、重叠度和地面分辨率等飞行参数，进而获得飞行所需的曝 光点坐标、基线长度等参数。此外，航线设计软件还有一个十分重要的功能，那 就是对于

5、设计好的航线进行检查，诸如：航线走向、摄影基面、行高、地面分辨率和像片重叠度等。2.2.2数据接受与预处理系统这是无人机系统中最为重要的软件系统，也是无人机航空摄影测量系统室外 作业的最后一步，直接影响到后续的图像数据处理质量。一般情况下，无人机航 空摄影测量系统在影像获取过程中，由于受外界和内部因素的影响，可能降低获 取的原始图像的质量。为避免原始图像后续处理的质量问题，在影像配准、拼接 之前，必须对原始影像进行预处理。这一预处理的过程，先后涵盖了图像校正、 图像增强等方面。3、项目应用实践3.1工程概况井山水库位于抚河流域东乡河南港支流黎圩水上游，地处江西省抚州市东乡 县黎坪镇内，坝址位于

6、南港支流东乡县黎坪镇井山村上游河段1.0km狭谷段，坝 址区距黎圩镇约5km，距东乡县县城约25km，控制流域面积25.2km2,正常蓄水 位83.00m （黄海高程，下同），总库容2250 x104m3，是一座灌溉、供水等综合 效益的中型水利枢纽工程。3.2外业测量3.2.1航摄航摄仪采用Sonya7R，焦距35mm，相幅大小为：7360 x4192，像元分辨率为 4.88um。本次无人机航摄分两个架次进行，由GPS领航数据计算相对飞行高度为 724m，地面分辨率为0.09m，航摄面积约10km2。两个架次飞行质量和影像良好， 影像清晰度较高，且照片色彩均匀，饱和度良好，能够表达真实的地物信

7、息，可 以满足1:2000成图要求。本次飞行航向重叠度为75%，旁向重叠度为50%。3.2.2像控测量像控点的布设应能够有效控制成图的范围，测区的四周及中心位置必须布设 控制点，根据测区的情况，每个测区布设控制点20多个，且都设置为平高点。3.2.3空中三角测量本项目采用SVS软件进行空三加密，根据航空飞行及影像分布情况，将空三 区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密，即采用自 动匹配进行像点量测，剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求，保证在 2/3个像素以内。加入外业像控点对本区大地定向，进行计算、检查，最终加密 成果符合1:2000数据采集要求。3.2.4数据采集

8、数据采集由内业作业人员根据航摄像片上的信息和参照可用的辅助材料，在 Mapmatrix软件下，通过立体影像模型对地形要素进行判读。要素实体以点、线、 面以及注记方式进行图形采集、分层存放。外业对室内判读有误、判读过程中有 疑问和无法判读的地形要素进行补充调查。3.2.5调绘采用综合判读调绘法，也就是先室内判读调绘、后野外检核、调查和定性， 最后室内清绘整饰的方法。调绘的内容包括：居民地、独立地物、道路及附属设 施、管线及垣栅、水系及附属设施、植被等。3.2.6外业高程采集无人机航测成图平面精度可以满足工程项目要求，但是高程精度较低，不能 满足要求，外业用RTK、全站仪实测高程，考虑到测区部分区域植被覆盖较为严 重，在外业测绘过程中还应清除部分灌木等植被，加密测量部分高程点。4、结语测绘产品的生产工艺不断在进步，