無人機(jī)航測技術(shù)方案

一'基本要求及技術(shù)指標(biāo)

1.1坐標(biāo)和高程基準(zhǔn)

坐標(biāo)系統(tǒng)：采用2000國家大地坐標(biāo)系，高斯—克呂格投影，3度分帶；

高程基準(zhǔn)：1985國家高程基準(zhǔn)；

航攝比例尺：1:2000；

航攝高度：相對航高約：1200m。

1.2航攝要求

1）像片重疊度：

航向重疊度約為70%；旁向重疊度約為50%；

2）像片旋偏角：

a.旋偏角一般不大于12°,在像片航向和旁向重疊度符合規(guī)范要求的前

提下，最大不超過25°；

b.在一條航線上達(dá)到或接近最大旋偏角限差的像片數(shù)不得連續(xù)超過三片;

在一個(gè)攝區(qū)內(nèi)出現(xiàn)最大旋偏角的像片數(shù)不得超過攝區(qū)像片總數(shù)的

4%；

c.在高差特別大的地區(qū)，可以插補(bǔ)航線；

d.航線彎曲度不大于3%。

3）補(bǔ)攝與重?cái)z

a.航攝過程中出現(xiàn)的絕對漏洞、相對漏洞及其它嚴(yán)重缺陷必須及時(shí)補(bǔ)攝；

b.漏洞補(bǔ)攝必須按原設(shè)計(jì)航跡進(jìn)行。補(bǔ)攝航線的長度應(yīng)滿足用戶區(qū)域網(wǎng)

加密布點(diǎn)的要求；

c.對于不影響內(nèi)業(yè)加密選點(diǎn)和模型連接的相對漏洞及局部缺陷（如云、

云影、斑痕等），可只在漏洞處補(bǔ)攝。補(bǔ)攝航線的長度應(yīng)超出漏洞外

一條基線；

d.應(yīng)采用同一主距的數(shù)字航攝儀進(jìn)行補(bǔ)攝；

e.當(dāng)采用GPS、P0S等輔助航空攝影技術(shù)時(shí)，應(yīng)參照相應(yīng)的補(bǔ)攝與重?cái)z要

求進(jìn)行。

1.3數(shù)據(jù)文件命名要求

以圖幅組織數(shù)據(jù)：

1）DSCO_名稱.JPG,表示影像文件；

2）名稱.csv,表示POS文件；

其他文件類似上面命名。

1.4精度要求

1）數(shù)字正射影像（DOM）

a）地面分辨率：0.2米；

b）數(shù)據(jù)格式：格式為tif,并帶有tfw坐標(biāo)文件；

c）分幅尺寸：50cmx50cm正方形標(biāo)準(zhǔn)分幅；圖幅編號采用圖廓西南坐標(biāo)

公里數(shù)編號法,X坐標(biāo)公里數(shù)在前,Y坐標(biāo)公里數(shù)在后,編號如4261.000-384.500；

d）影像定位：D0M數(shù)據(jù)起始點(diǎn)為左下角像元中心點(diǎn)對應(yīng)的平面坐標(biāo)；

e）影像色彩模式：24位（比特）；

f）色彩特征：影像清晰，反差適中，顏色飽和，色彩鮮明，色調(diào)一致、紋

理清楚，層次豐富，無明顯失真，有較豐富的層次、能辨別與地面分辨率相適應(yīng)

的細(xì)小地物影像，滿足外業(yè)全要素精確調(diào)繪和室內(nèi)判讀的要求；

g）影像噪音：影像應(yīng)無噪聲、污點(diǎn)、劃痕。

2）數(shù)字高程模型（DEM）

a）地面分辨率：2米；

b）數(shù)據(jù)格式：*.tif；

c）分幅尺寸：50cmx50cm正方形標(biāo)準(zhǔn)分幅；

d）接邊：相鄰數(shù)字地表模型數(shù)據(jù)應(yīng)接邊，接邊后數(shù)據(jù)應(yīng)連續(xù)，無裂縫現(xiàn)象，

相鄰圖幅重疊部分的地形高度信息和建筑物高度信息應(yīng)一致；

e）數(shù)據(jù)存儲：數(shù)字地表模型存儲時(shí)應(yīng)由起始格網(wǎng)點(diǎn)起，按從西向東，由北

向南的順序排列；

f）水體：靜止水體范圍內(nèi)的地形高度信息應(yīng)一致，雙線河內(nèi)的地形高程值

應(yīng)自上而下平緩過渡，高程值應(yīng)低于兩側(cè)地形高程;

g）空白區(qū)域：空白區(qū)域在所獲取高程數(shù)據(jù)源出現(xiàn)局部中斷的情況下使用,

位于空白區(qū)域的格網(wǎng)應(yīng)賦予高程值-9999,對空白區(qū)的處理有記錄。

二、儀器設(shè)備和軟件

2.1儀器設(shè)備和軟件

儀器設(shè)備一覽表

序號儀器、軟件名稱標(biāo)稱精度數(shù)量

1無人機(jī)1套

2航空攝影儀1套

3機(jī)載差分設(shè)備5nlm+1ppm1套

4南方測繪GPS接收機(jī)5mm+lppm2臺

5臺式電腦5臺

6筆記本電腦2臺

7PDA掌上電腦1臺

8南方CASS成圖系統(tǒng)1套

9Inpho處理軟件5套

10Pix4d處理軟件2套

11Waypoint解算軟件4套

12繪圖儀1臺

2.2航測設(shè)備參數(shù)

本次項(xiàng)目采用機(jī)載差分航空攝影技術(shù)，設(shè)備為河北翔鷹科技有限公司PPK

差分設(shè)備和翔鷹XY-1000型無人機(jī)。相機(jī)為日本SONY公司的全畫幅RXlRm2（像

素4200萬）和RX1（像素2400萬）相機(jī)。設(shè)備參數(shù)見下表：

設(shè)備詳細(xì)參數(shù)

外形尺寸：

llOOx1718x200mm

機(jī)身X翼展X高度

動(dòng)力電動(dòng)

飛行操作全自彈射起飛、傘降回收

機(jī)身材質(zhì)EPO聚苯乙烯聚乙烯混合材質(zhì)

起飛重量：3.3kg

任務(wù)載荷：SONYRX1

空中拍攝面積：10km2(GSD5cm),20km2(GSD10cm)(GSD:地面分辨

率)

巡航速度：60-70km/h

續(xù)航時(shí)間：60-80min(電動(dòng))

升限海拔4500米

控制半徑：20km

適應(yīng)環(huán)境風(fēng)力5級（風(fēng)速35Km/h）、小雨

三'項(xiàng)目實(shí)施總體技術(shù)路線

3.1項(xiàng)目實(shí)施總體技術(shù)路線和流程圖

項(xiàng)目開始前，需要準(zhǔn)備測區(qū)的范圍和控制點(diǎn)資料，向軍事和航管相關(guān)部門申

請航飛批文，按規(guī)程要求到相關(guān)接洽部門協(xié)調(diào)，地面控制測量組開始進(jìn)場查找控

制點(diǎn)、參考面數(shù)據(jù)采集和靜態(tài)GPS聯(lián)測等地面工作，航飛得到許可后，安排飛機(jī)

進(jìn)場，安裝調(diào)試最佳狀態(tài)后，飛機(jī)起飛進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)按照航飛設(shè)

計(jì)指標(biāo)進(jìn)行，如果出現(xiàn)漏飛、數(shù)據(jù)質(zhì)量差等問題，立即進(jìn)行補(bǔ)飛，如果原航線滿

足補(bǔ)飛要求，可按原航線補(bǔ)飛、也可以按新航線補(bǔ)飛。內(nèi)業(yè)采用INPHO、pix4d

等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終得到DEM、DOM、DSM等成果數(shù)據(jù)。公司技術(shù)部將對所

有數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)業(yè)檢查后，有重點(diǎn)的進(jìn)行外業(yè)檢查，編寫檢查報(bào)告后交給總工審核，

項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)路線流程圖

3.2測區(qū)航線布設(shè)

測區(qū)航攝飛行設(shè)計(jì)從高效、經(jīng)濟(jì)的原則出發(fā)，綜合考慮儀器設(shè)備的性能、地

形、地勢、高差、攝區(qū)形狀、航高、航向重疊度、旁向重疊度和航行協(xié)調(diào)等一系

列要素進(jìn)行設(shè)計(jì)。

航飛設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)表

設(shè)備型號Sonyrxl

視角（°）45

相對航高H（m）550

飛機(jī)地速（m/s）20

影像地面分辨率（m）0.09

影像數(shù)量（張）3825

像片一般航向重疊度％70

像片一般旁向重疊度%50

航線間隔（m）906

航線數(shù)（條）85

航線總長度（km）1451

預(yù)計(jì)作業(yè)時(shí)間（h）22.2時(shí)速（km/h）150

3.3預(yù)處理過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

1）數(shù)據(jù)預(yù)處理中，導(dǎo)航數(shù)據(jù)導(dǎo)入pix4d后，要查看導(dǎo)航數(shù)據(jù)的起止時(shí)間是

否與實(shí)際飛行時(shí)間匹配，飛行軌跡是否完整，無中斷;

2）覆蓋數(shù)據(jù)檢查:檢查激光數(shù)據(jù)和影象數(shù)據(jù)是否覆蓋了整個(gè)測區(qū)范圍，是否

有數(shù)據(jù)漏洞、條帶遺失。

3）在進(jìn)行航帶調(diào)整時(shí)，航帶調(diào)整必須很細(xì)心。在航帶平面調(diào)整中，調(diào)整后

的地物要與參考面測量中的地物完全重合，否則需要重復(fù)以上步驟重新

調(diào)整，直到滿足要求為止。高程相對調(diào)整的結(jié)果要達(dá)到小于15cm的數(shù)據(jù)

精度指標(biāo)的要求，否則會影響到后續(xù)處理的精度。在航帶高程絕對調(diào)整

中，要查看生成的報(bào)告里面的平均誤差是否達(dá)到下面所述的數(shù)據(jù)精度指

標(biāo)的要求，在此基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行后面的處理；

4）數(shù)字高程模型（DEM）制作過程中要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行,制作過程中，

檢查房屋建筑是否過濾干凈，房屋周圍的樹木以及森林的植被是否大范

圍去除干凈，大面積的無激光點(diǎn)的水域是否內(nèi)插完全，沒有空洞?？傊?，

DEM中須無明顯的地物殘留，去除率應(yīng)達(dá)到95臨這樣有利于后面的分類

處理，有利于提高點(diǎn)云分類的精度。

5）正射影像（DOM）檢查:檢查正射影像中是否有黑洞，是否有影像變形，

是否有影像缺失；影像拼接處是否存在錯(cuò)位（特別是注意道路和房屋的

拼接處），是否有拼接縫；影像整體色彩應(yīng)均衡；圖幅結(jié)合表須無錯(cuò)誤，

無細(xì)縫；無存在其他缺陷。

3.4DEM制作

1）制作方法

DEM是用立體成像技術(shù)生成的起伏的地面模型。

a.格網(wǎng)化

應(yīng)將經(jīng)過校正的點(diǎn)云數(shù)據(jù)根據(jù)點(diǎn)云的坐標(biāo)值按照一定的點(diǎn)間隔插入到

規(guī)則格網(wǎng)中，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)分成指定大小的一系列圖幅。

b.填補(bǔ)小縫隙

應(yīng)將經(jīng)過格網(wǎng)化的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行填充處理，將影象中的小縫隙，小黑洞

用周圍點(diǎn)的灰度值填充起來，使其有高程值。使影像中無黑洞。

c.去除粗差點(diǎn)

將經(jīng)過填充處理的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去除高點(diǎn)處理，將比地面點(diǎn)或者地物點(diǎn)

高很多的粗差點(diǎn)去除。

d.生成浮雕影像

將經(jīng)過填充和去除粗差點(diǎn)處理的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成浮雕影像，使點(diǎn)云數(shù)據(jù)生

成三維模型，以便更直觀的反映地表的情況。

e.過濾

在經(jīng)過填充和去除粗差點(diǎn)處理的點(diǎn)云數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行過濾處理，應(yīng)將

地表的一些地物（如房屋，植被地物等）濾除掉，以便后面的處理中生成地

表模型。

在進(jìn)行過濾時(shí)，應(yīng)首先要做的就是進(jìn)行過濾參數(shù)的試驗(yàn)，過濾參數(shù)選的

好，才能過濾的好，才能保證數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量，也能減少很多手工工作量，

是個(gè)很重要的步驟。試驗(yàn)好了參數(shù)后，然后將參數(shù)應(yīng)用于所有的過濾命令中。

f.手工編輯

在進(jìn)行了過濾處理后，影像上有很多黑洞，那些黑洞就是過濾掉地物后

留下的。但是用程序自動(dòng)過濾，很多地物都沒有過濾干凈，因此需要進(jìn)行人

工干預(yù)處理，應(yīng)將未過濾掉的地物手工擦除。上一步中，如果參數(shù)設(shè)置的很

好，將減少很多人工編輯的工作量。

g.內(nèi)插

手工編輯后，影像上存有很多黑洞，需要經(jīng)過內(nèi)插處理，應(yīng)用黑洞周圍

的那些高程點(diǎn)將黑洞內(nèi)插上，使地面平坦。經(jīng)過內(nèi)插處理后的影像，地面上

的地物基本上被去掉，地面都是比較平坦光滑的。

h.裁剪重疊區(qū)

裁剪經(jīng)過內(nèi)插后的DTM影像，應(yīng)將每幅影像邊緣的重疊區(qū)裁剪掉。生成

DTM模型。

3.5DOM制作

1）使用的軟件

作業(yè)軟件

序列號設(shè)備數(shù)量備注

1Pix4d2套粗處理

2INPlIO_orthovista軟件2套影像處理

2）