固定翼轻型无人机航摄系统建设与应用介绍-桂木政

固定翼轻型无人机航摄系统二O一一年十一月建设与应用情况介绍四川省遥感信息测绘院一、概况二、队伍建设三、应用情况四、体会与建议2010年4月，国家测绘地理信息局在全国范围内推广应用国产固定翼轻型无人机航摄系统(ZC-1)，四川测绘地理信息局作为首批16个省级测绘单位之一进行了系统的配备。四川测绘地理信息局将“固定翼轻型无人机航摄系统ZC-1”沉淀于四川省遥感信息测绘院。系统配置以来，我院积极开展队伍建设、制度建设、无人机试验、人员培训、装备建设等工作，并很快形成生产力。该系统已为应急抢险、灾后重建、新农村建设、数字城市建设、地理国情监测以及工程建设等诸多领域发挥了重要作用，提供了及时的测绘保障服务。一、概况二、队伍建设三、应用情况四、体会与建议人员组成：成立了无人机分队，分队成员5人成立了无人机影像数据处理小组（包括2名操控手、1名地面控制人员、1名机务人员，1名保障人员）配置设备装备：佳能5DmarkII定焦数码相机3台(24mm、35mm、50mm)地面运输与保障系统：汽车、大功率电池、手持GPS、

对讲机安全保障装备：警示衣、警示筒、警示绳、遮阳伞、

野外用便携式桌椅数据后处理设备：便携式计算机2台及软件教练机3架制定规章制度：《无人机组岗位职责》《无人机安全生产规定》《无人机维修保养手册》《无人机航摄成果质量检验与整理技术规定》组织系列培训：参加国家测绘地理信息局和中测新图联合举办的第一届“无人机航摄技术培训”4人参加国家测绘地理信息局举办的“无人机低空航空摄影测量国家标准学习”培训班3人选派2名操控手在成都进行专业培训开展技术试验：低空无人机航摄影像测绘地形图是新型的测绘技术和测绘工艺，为了能尽快形成生产力，我院积极开展相关课题研究和技术试验，分别在三个试验区进行了低空无人机航摄影像测绘1：1000、1：2000地形图的试验。四川省都江堰市玉堂镇、绵阳市近郊1:1000试验四川省德阳市黄许镇1:2000试验开展了“固定翼轻型无人飞机航摄系统生产技术体系研究”课题研究开展技术试验：

试验区一：四川省都江堰市玉堂镇（丘陵）摄影时间：2010年6月，焦距：35CM，地面分辨率：9CM区域网平差试验：分别选取了1条、2条、3条、4条、6条基线跨度布设野外像片控制点对同一区域网进行空中三角测量平差解算，利用相同的野外检查点进行检测。

检测结果：基于区域网布设方案6条基线跨度布设的平高点参与定向进行空中三角测量平差解算，其平面和高程精度均可达到《数字航空摄影测量空中三角测量规范》对1：1000丘陵地的精度要求。开展技术试验：

试验区二：四川省绵阳市近郊石马镇（丘陵）摄影时间：2011年1月，焦距：35CM，地面分辨率：10CM区域网平差试验：按6条基线跨度布设了113个野外像片控制点作为定向点进行空中三角测量平差解算，利用135个野外检查点对平差结果进行检测，其平面、高程精度均满足《数字航空摄影测量空中三角测量规范》对1：1000丘陵地的精度要求。开展技术试验：地形图精度检测：将外业实测高程点导入立体模型检测立体模型高程精度。检测结果如下（单位：米）：

单位：米图号地形类别检查点个数高程中误差最大误差航内规范中误差（1:1000）3496.0-474.5丘陵610.2600.7620.53495.5-474.5丘陵600.1880.6660.5

试验区二：四川省绵阳市近郊石马镇（丘陵）开展技术试验：

试验区三：四川省德阳市黄许镇摄影时间：2010年7月，焦距：24CM，地面分辨率：21CM地形类别为平地、丘陵地。区域网平差试验：分别选取了2条、4条、6条、8条、12条、18条、24基线跨度布设野外像片控制点对同一区域网进行空中三角测量平差解算，利用相同的野外检查点进行检测。开展技术试验：区域网平差检测结果：单位：米

试验区三：四川省德阳市黄许镇方案基线跨度数定向点个数检查点个数定向点最大误差检查点最大误差规范限差(平地)（1:1000）平面高程平面高程平面高程一21191420.288-0.1900.330-0.187基本定向点：0.3检查点：0.5基本定向点：0.2检查点：0.28二4641420.289

0.1600.3800.206三6441420.277-0.1760.3900.244四8361420.278-0.1570.3820.469五12261420.285-0.1650.4020.708六18261420.2860.1430.423-0.758七24171420.2950.1420.4040.661开展技术试验：地形图精度检测（平面）：单位：米

试验区三：四川省德阳市黄许镇1:1000DLG精度汇总表

图号地形类别检查点个数平面中误差最大误差航内规范中误差462.5-503.0平地690.270.570.61:2000DLG精度汇总表

图号地形类别检查点个数平面中误差最大误差航内规范中误差462.0-501.0平地860.461.061.2462.0-502.0平地700.370.941.2462.0-503.0平地510.400.951.2462.0-504.0丘陵580.580.951.2开展技术试验：地形图精度检测（高程）：

试验区三：四川省德阳市黄许镇图号地形类别检查点个数高程中误差最大误差航内规范中误差(1:2000)462.0-501.0平地490.290.650.4462.0-502.0平地390.320.710.4462.0-503.0平地530.280.680.4462.0-504.0丘陵530.360.790.5开展技术试验：

试验结论：利用“固定翼轻型无人飞机航摄系统”，基于区域网布设方案6条基线跨度布设一对野外平高像片控制点的方法，可进行：①丘陵地区1:1000地形图测制。②平地、丘陵地区1:2000地形图测制。一、概况二、队伍建设三、应用情况四、体会与建议无人飞机航摄系统配备以来，完成了1500多平方公里航空摄影，制作了1:1000、1:2000数字正射影像图（DOM）、数字线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）及三维景观模型等系列成果，这些成果在应急抢险、灾后重建、新农村建设、数字城市建设、地理国情监测以及工程建设等诸多领域发挥了重要作用。2010年8月13日，四川省多处地区因强降雨引发了泥石流、崩塌等地质灾害，我院立即启动应急测绘保障预案，派遣无人机分队赶赴受灾地点，对清平、映秀、虹口、龙池等地受灾区域进行航空摄影，及时获取了灾区60多平方公里的最新影像，并制作影像专题图，提供“8.13”抢险救灾指挥部及各级政府决策使用。（一）服务于应急抢险测绘保障文家沟清平乡（二）服务于灾后重建测绘保障以无人机航摄系统获取的0.05米、0.2米高分辨率航空影像，在新、老北川县城三维景观模型建设中得到了很好的应用，为整个灾后恢复重建工程提供了有力的测绘保障。5.12地震后，老北川县城房屋倒塌80%以上，变成一片废墟。老北川县城基本不具备恢复重建的条件，在县城旧址建立“北川地震博物馆”。随着时间的推移，老北川县城地震遗迹不断发生变化，为了更好保存震后现状，为地震研究、地震博物馆展览和地震预防宣传提供翔实史料。我院利用无人机获取的老北川县城高分辨率影像为基础数据源，采用三维建模技术，实现了对老北川县城三维模拟仿真表现。1、老北川县城三维景观模型建设数字正射影像(DOM)数字高程模型(DEM)数字地面模型(DOM+DEM)老北川震后三维模型2011年4月，在北川新县城进行了0.05米地面分辨率、30平方公里的无人机航空影像，制作完成了1:500DOM、DEM数据，该数据已很好地用于新北川三维模型建设，同时还建立了新北川数字城市公共服务平台，为政府规划决策、城市管理、公安、消防、环保、卫生、交通等提供服务。2、新北川县城三维景观模型建设数字正射影像(DOM)数字高程模型(DEM)数字地面模型(DOM+DEM)国家测绘地理信息局以及新华网网站上公布了新老北川三维景观模型视频，通过视频，公众通过网络直观地了解了5.12汶川地震对老北川县城造成的巨大破坏，同时看到了全国人民支援灾区，重建新北川的巨大成果。我院先后利用无人机航摄系统在德阳市黄许镇、蒲江县成佳镇进行航空摄影，获取了110多平方公里0.2米得航空影像，以获取的影像为数据源，制作完成了1:2000DOM、DLG成果，为德阳市黄许镇和浦江县成佳镇灾后重建新农村建设整体规划提供了可靠的测绘保障。（三）服务于新农村建设德阳市黄许镇蒲江县成佳镇我院利用无人机航摄系统在北川老县城至唐家山堰塞湖区域、汶川县水磨镇和北川新县城进行进行了航空摄影，为唐家山堰塞湖地质灾害治理监测，为水磨镇、新北川城市变迁监测提供最