1、無人飛機航攝與測制帶狀地形圖中的應用張惠均（江蘇省地質測繪院，高樓門20號210008）摘要 非測量數(shù)碼相機應用于航空攝影測量是目前攝影測量界關注的焦點。為此，我們在江蘇阜建高速公路用無人駕駛飛機數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)，進行了航空攝影測量試驗，試驗取得的精度，滿足了大比例 尺成圖的精度要求。本文詳細敘述了阜建公路利用無人駕駛飛機航測成圖整個實驗過程，通過對工程的實 施以及對結果所取的精度進行了分析，給岀了本系統(tǒng)的優(yōu)缺點，提岀克服系統(tǒng)缺點的方案。本系統(tǒng)的應用，給岀了數(shù)碼相機和無人駕駛飛機應用于航空攝影測量的方法，加快了航空攝影測量內(nèi)外業(yè)一體化的進程。關鍵詞 無人駕駛飛機；數(shù)碼相機；航空攝影；GPS

2、;像片控制；畸變糾正；空三加密；JX4-C測圖1引言基于傳感器類型 CMOS的數(shù)碼相機正廣泛地應用于攝影測量，由于數(shù)碼相機體積小、 重量輕、像元的幾何位置精度高、無需框標標定內(nèi)方位元素坐標系、無需標準格網(wǎng)以改變底片變形，特別是生成的影像信號可立即存放于影像存儲卡，或直接與計算機相連實現(xiàn)在線作業(yè)，實現(xiàn)數(shù)字（而不是數(shù)字化）攝影測量乃至實時攝影測量。本次試驗采用了無人駕駛飛機， 機載遙感設備-數(shù)碼相機、GPS等，大大降低了成本。飛行時間為2010年11月27日11月28日。試驗測區(qū)，地勢比較平坦，屬平地。交通便利，機場選于緊靠航攝區(qū)域的已收割 的稻田及無通車的公路上。2飛行器、遙感設備及其參數(shù)a.飛

3、行器選用固定翼型無人機翼展2.5m巡航速度110km/h機長2.05m最大爬升率15m/s機高0.58m升限5000m起飛重量18kg抗風能力5級空重10kg續(xù)航時間2h最大載何6kg最大航程280kmb.機載遙感設備-傳感器類型CMOS報告正文州機.疔：Canon EOS PMnrifTT工、 強我塔卡悸帕椅桂口期1 2010年11耳2C 13乩UfV盤乗傅幅砥舸悚案.?!貳丨歸6 41XUDI1左上1X0282722492主 j.iyo1911 2900然血f5551 M 594種問變需數(shù)山0 a0OWCOO29?Z3C4535牲向曬交累社込 UXJCOOMXK WOOOO12 56魅補鞘

4、究兀故PL0 (MQOOW40?962S?*61機心埼黑殺故P!0 0006M noi 4006 ? 48 5甘CCD胖正力用比器系妝-UXhAUjUL刈 MU9CCD卄IIPT眄:芟殺0-00OD5H3379Z崔1夔標JK庖3選定試驗航線根據(jù)測區(qū)范圍形狀，及成圖比例尺1 : 2000 （攝影比例尺1 : 10000）進行區(qū)域網(wǎng)航攝。采用GPS飛控管理系統(tǒng)進行定點曝光，共四條航線（如圖1所示），共159張航片。最大絕對航高744米，航攝地面分解力為14 cm,平均基高比0.24，航向重疊65%、旁向重疊30%、 旋偏角一般不大于 8圖14像控設計點布設方案1.飛行略圖和POS坐標數(shù)據(jù):2. 像

5、控點布設：兩條和兩條以上的平行航線按區(qū)域網(wǎng)布點法布設平高控制點，每對像控點不超過4條基線，在需布點像片的上下標準點位處布設控制點。為提高像控加密的精度，不規(guī)則區(qū)域網(wǎng)，應在凸角處增補平高點，凹角處增補高程點。但當凹凸角之間距離超過2條基線時，凹角處亦應布平高點。圖中O為像控點，+像片3.像控點應選刺在棱角分明的地物上，刺點片要求反差適中。5像控點聯(lián)測5.1 采用GPS-RTK作業(yè)模式聯(lián)測像控點為提高加密精度，在作高程控制點聯(lián)測時，同時測定其平面坐標， 提供內(nèi)業(yè)加密糾錯使用。5.2 像控點高程測量采用GPS-RTK作業(yè)模式時，選用已有的基礎控制點成果基礎上，直接得到像控點的三 維坐標。5.3 像控

6、點數(shù)量野外測量-共觀測像控點48點平高點。6空三加密6.1原始影像的畸變糾正由于機載的非測量相機，空三加密前要對其原始數(shù)碼影像用適普公司推出的Aberrati onsCorrection System程序模塊進行徑向畸變和切向畸變糾正。6.2區(qū)域網(wǎng)整體平差利用VirtuZo AAT自動空中三角測量軟件對755m航高進行區(qū)域網(wǎng)加密和平差。整體平差計算的控制點中誤差為：MX=0.100934最大殘差為 0.229MY=0.110708最大殘差為 0.203MZ=0.077410最大殘差為 0.1837立體模型數(shù)據(jù)采集直接利用空三加密成果，全數(shù)字攝影測量工作站JX4-C建立以單像對為單位的立體模型，

7、并采集建筑物、其它地物、高程點數(shù)據(jù)等。8精度統(tǒng)計根據(jù)全數(shù)字攝影測量工作站JX4-C采集的數(shù)據(jù)，進行野外實地測量，獲得的數(shù)據(jù)與立體采集的數(shù)據(jù)進行比較分析，并統(tǒng)計、計算其中誤差。平面中誤差統(tǒng)計表中誤差(M)Max( X)Max( Y)備注建筑物0.3330.2830.312其它地物0.6460.4830.564咼程中誤差統(tǒng)計表：中誤差(M)Max( H)備注高程點1.632.779結論以上的平面中誤差能滿足于“交通部JTG C10-2007公路勘測規(guī)范、交通部 JTG/TC10-2007公路勘測細則”1 : 2000的地形圖的精度。高程注記點中誤差不能滿足“高程注記點相對于最近野外控制點的高程中誤

8、差：平地w 0.27m ”。平面中誤差也能滿足于“ CJJ8-99城市測量規(guī)范、GB15967-19951 : 500、1 : 1000、 1 : 2000地形圖航空攝影測量數(shù)字化測圖規(guī)范的圖上地物點相對于鄰近平面控制點的平面位置中誤差不超過圖上土 0.5mm” 1 : 2000的地形圖的精度。優(yōu)點：1. 數(shù)碼相機代替了傳統(tǒng)的膠片航攝儀，影像無需沖洗和掃描，降低了成本，縮短了成圖 周期，增強了地圖的現(xiàn)勢性。2. 數(shù)碼相機體積小、 重量輕、耗電、耗油少等特點。使用固定翼型無人飛機，在測區(qū)內(nèi)、外部利用草地，公路就地起飛，起飛方便，成本低。3. 飛行高度低，提高了地面分辨率。4. 由于航高低，可以在

9、云下和輕霧天拍攝。對飛行天氣的要求大大低于傳統(tǒng)相機和國外 的數(shù)碼相機要求，節(jié)約了時間，降低了成本。5. 由于采用GPS定點曝光，用相片漏洞檢查軟件檢查航飛區(qū)域內(nèi)是否有漏洞，當時就能進行定點補拍。大飛機航拍，不能及時檢查漏洞，補飛代價高，所以加大重疊度，造成航線增加，效率降低。6. 控制點的外業(yè)測量、航飛、內(nèi)業(yè)資料檢查和補拍可以同時在測區(qū)進行，加快了航測內(nèi) 外業(yè)一體化的進程。7. 影像為 RGB 自然彩色，比融合彩色更加逼真。缺點：1. 由于每個像對覆蓋面積小，導致航線數(shù)量和像對數(shù)量增多。參照現(xiàn)行規(guī)范，則觀測像 控點的數(shù)量也增多。像控制點布點較多，增加了像控設計人員大量的工作量，由于像 幅小，像

10、片大量增加，也增加了空三加密人員十倍于以前的工作量。2. 低的飛行高度，焦距只有 35MM ，在高樓大城市區(qū)域拍照正攝影像時，投影差太大， 不太合適。3. 由于相機為非測量相機，鏡頭的畸變必須要糾正，還存在大氣壓、風、氣流、溫度等 不確定因素。因此， 數(shù)碼相機潛力巨大， 使航空攝影測量由膠片時代邁進了普通數(shù)碼相機時代。 固定 翼型無人飛機使用、 RTK 像控點測量、 GPS 定點導航型航拍、自動相關軟件檢查航向旁向 漏洞、 GPS 定點補拍、空三、立體測圖均在測區(qū)一次完成，大大縮短航測成圖周期，并滿 足了大比例尺成圖的精度要求，加快了航測內(nèi)外業(yè)一體化的進程。通過精度比較可以看出平面精度可以滿足本次1 : 2000測圖需要，但高程還有待進一步提高。該技術屬于比較新的領域 ,相關的技術配套、設備、人員到軟件 ,到相關的技術流程與 質量控制都不太成熟。在國家開放低空空域， 深化低空空域管理改革的背景下， 無人機低空遙感技術是近年快 速發(fā)展起來的一項地理信息數(shù)據(jù)快速獲取技術， 隨著無人機的逐漸完善， 精度也會越來越高， 應用領域將會更加廣泛，前景將會越來越好。參考文獻1 交通部 JTG C10-2007 公路