无人机航摄影像测绘地形图的精度探讨

江 涛

（安徽省地矿局313地质队，安徽 六安 237010）

1 低空航测工作技术流程

低空无人飞机航空测量主要包括准备阶段、外业实施阶段以及业内数据处理阶段。

1.1 准备阶段

低空航测的准备阶段工作主要是对飞机机型进行选择，收集所需的资料以及进行现场环境的勘察，飞机航线的设计等。在对现场进行勘察的时候，主要是派遣组织经验技术纯熟的技术以及航空摄影人员对现场进行踏勘，对于航摄区域的基准面情况、航摄的困难程度以及航摄区的四角坐标是不是在规定的范围内进行勘察检测，最后需要对低空无人机起飞降落的地点进行确定。

1.2 外业实施阶段

外业实施阶段工作主要是进行航摄飞行、对像控点的布设方案进行制定，同时还要检查飞行的质量。除此之外，还要进行外业的调绘工作以及进行像控点的测量工作。

现阶段通过GPS测量像控点的方式分为静态、快速静态以及GPS-RTK测量，其中后续DLG生产的基础是外业调绘的成果。在对像控点进行选刺的时候，首先要航摄像片的影像与点位的实地目标达到一致，点位刺点的目标一定要有利于业内转刺。通常情况下，会选择在道路较为明显的标志、地角等位置上。其次相片的控制点要定位在旁向重叠中线周围，离开方位线的距离大于4.5cm，当旁向重叠过大时，离开方位线的距离不得小于3cm，否则应分别布点。当旁向重叠过小时，也应分别布点，控制范围所裂开的垂直距离不得大于1cm。

1.3 内业数据处理阶段

内业数据处理阶段的工作组要是对空三进行加密，改正影响畸变差，完成影像的同名点匹配以及DEM编辑、DEM和DOM制作、DLG制作（外业调绘制作精编DLG）。

利用无人飞机航摄影像来进行大比例尺的地形图业内处理，首先是要通过GPS数据来对航带内以及航带间的拓扑关系进行自动建立，其次是通过拓扑关系网以及POS数据获取连接点，之后通过大量的平差点来去除其中的粗差点。

2 像控点布设方案谈讨

通常情况下，无人机航空影像的向幅小，并且航片之间的重叠度较大，在相同面积以及制作同比例尺地形图的时候，无人机航空摄影的航线数以及像片总数都会比常规航片大出许多，这就导致了外业工作量的大大增加。因此无人飞机航空摄影测绘地形图的关键就是对像控点布设方案的探讨，像控点布设方案的制定是需要满足测图精度要求的。

2.1 无人机航空影像

本文使用的无人机影像是2010年7月采用固定翼轻型无人飞机获取的，影像地址：安徽省霍邱县刘寺铁矿，成图比例尺1:2000，主矿区加测1:1000地形图，无人机型号：大白一号，相机类型：佳能5DmarkⅡ数码相机；焦距：24.30300mm；相对航高：810m；航向重叠：70%～75%；旁向重叠：40%～50%；基线长度约为210m；旋偏角：最大2.1度；影像色彩：真色彩；像素大小：6.4um；地面分辨率为21cm；单张原始影像尺寸为3744×5616像素，畸变改正后影像尺寸为3820×5712像素，覆盖地面面积约为802m×1200m。

2.2 试验区选取

不同的像控点布设方案区域网平差解算的试验区选为平坦地区，面积为15.5平方公里，一共有五条航线，包括了125张像片。其中，1:2000地形图的测制试验区占地有四分之三是平地，四分之一是丘陵，总面积为4平方公里。然后选取1:2000地形图区域内的平地区域进行1:1000的地形图测制试验，试验选取的面积为1平方公里。

2.3 像控点不同布设方案区域平差试验

2.3.1 像控点布设方案

分别选取了2条、4条、6条、8条、12条、18条、24条基线跨度（分别布设119个、64个、44个、36个、26个、17个外业像控点作为定向点）对同一区域网进行了空中三角测量平差解算，利用相同的142个野外检查点分别对不同布点方案的区域网平差解算结果进行检测。

2.3.2 区域网平差结果分析

1:2000比例尺的地形图区域网平差的精度，已经在《数字航空摄影测量 空中三角测量规范》有所规定。本文中的试验，是通过对相同的142个野外检查点的不同布设方案区域网平差进行解算的。在经过对不同布设方案及评查结果进行分析之后，可以得出以下结论：①若要布设野外控制点的方案区域网平差的平面以及高程精度达到规范中规定的1:1000、1：2000平地、丘陵精度要求，则需要设置的基线跨度数≤6。②若要平面精度达到规范中所规定的1:1000、1:2000平地、丘陵的精度要求，则需要将基线跨度数设置为24＞基线跨度数＞6，但是这种情况下，就无法满足高程精度对1:1000、1:2000平地、丘陵的精度要求了。

3 地形图精度检测及分析

按照《测绘成果质量检查与验收》GB/T24356-2009中所规定的，选取了检验点，对4幅1:2000地形图的平面精度以及高程精度以及1幅1:1000地形图的平面精度进行了检验。

通过检验对比分析，可以确定1:2000地形图的平面精度以及高程精度均满足业内规范中对1:2000平地丘陵的成图要求；而1:1000地形图的平面精度满足业内规范中的对1:1000平地、丘陵的成图要求，但是对于高程精度却不够理想。

结语

现如今，现有航空航天影像获取体系最有力的补充就是低空无人机数码获取体系的重要内容。通过无人飞机航摄系统制作出来的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）及三维景观模型等方法在数字城市建设、新农村建设、工程建设以及灾祸重建、应急抢险、地理国情监测方面起到了至关重要的作用。

[1]GB/T 7931-2008，1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范[S].

[2]GB/T 23236-2009，数字航空摄影测量 空中三角测量规范[S].