大鹏CW-10C无人机在弃渣场测量中的应用

肖 垚

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

1 概 况

弃渣场位于东部平原地区，该项目特点是任务比较分散，飞行面积大，飞行架次多，区块多，测区较为复杂，这些都是此次外业航测中需要解决的一些难题，为此利用大鹏CW-1OC无人机进行航空摄影测量，为测区提供1∶500倾斜摄影图像和数字线画图(DLG)。

2 大鹏CW-10C无人机简介

大鹏CW-10C是一款垂直起降的电动无人机，该无人机是成都纵横自动化技术有限公司在CW-10测绘无人机基础上推出的一款垂直起降无人机，飞机主要性能参数如下表：

表1 大鹏CW-10C基本参数

该飞机采用模块化设计，拆装无需工具，可以快速拆解为9个部分，分别为中段机翼、左右机翼、旋翼臂、玻璃钢天线、机舱、垂尾、数传天线、前拉动力装置。飞机规划好航线可以实现全自主飞行，可以实现GPS、RTK定点一键起降，定位精度准确。该飞机可以搭载多种载荷作业模块，根据生产需要可购买五镜头倾斜模块和正摄模块。该飞机的突出特点是相对于弹射伞降无人机和手抛伞降无人机对起降场地和空域要求较小，起飞降落都比较安全，可操控性强且续航时间长，能极大提高无人机外业作业效率[1]。组装完毕的大鹏CW-10C无人机见图1。

图1 组装完毕的大鹏CW-10C无人机

3 像控点的布设

到达作业区后，无人机起飞前做前期必要的准备工作--布设像控点，像控点布设材料可以是布料，也可以是涂料油漆，边长大小约为1.2m，形状为直角，使用RTK采点时应采直角内角，夏季像控点的颜色尽量布设成白色，冬天布设成红色，以区别于雪地确保内业人员能够辨别。像控点相对于最近基础控制点的平面位置中误差≤0.2m，高程中误差≤0.2m。在测区内均匀布设像控点并收集像控点坐标及照片后，一切准备工作就绪后进入飞机飞行环节。

4 飞机的起飞

利用地面站软件对测区进行航线规划，由于此次飞行要求1∶500倾斜摄影图像，故地面分辨率5cm，飞行任务航向重叠率80%，旁向重叠度70%，飞机相对地面飞行高度为220m，单次作业面积2km2，单次作业时长90min左右。设置好参数后，对无人机组装，确保飞机卡扣锁紧，相机安装正确，储存卡格式化完毕，在对飞机进行飞行前检查后，飞机进入带飞状态，确保周围环境安全情况下，飞机起飞进行航拍任务。

当飞机降落后需将进行断电操作，取下飞机吊舱中的相机内存卡和飞行照片、机载POS文件及地面站数据文件拷贝到电脑中，用于后期的三维建模的基础数据文件。

5 内业处理流程

外业无人机测量任务结束后，对全部68个区块进行分类整理，将飞行照片与飞行POS数据一一对应检查，将完成的数据导入工作站当中，使用Smart3D软件进行处理，Smart3D是本特利公司生产的一款用于构建三维模型的数据软件，通过视频、照片，经过一系列的空三运算(摄影测量)，得到各种格式的三维模型、正摄影像(DOM)、数字地表模型(DSM)[2]。

新建工程后，按照软件提示，将外业航测的照片及POS数据导入到新建工程当中，将每个镜头的照片与每个镜头的POS数据对应，导入外业控制点坐标，调好相机焦距大小，选好飞行用的坐标系、输出坐标系、经度、纬度、高度等一系列数据后，提交第一步生产。待第一步生产完成后，需要对像控点进行刺点，刺点的目的是将测好的像控点位置刺到照片上，以便于进行空三解算，使每个点的坐标数据准确。刺点完成后提交第二遍生产，以便达到精化的目的。得到第二遍刺点结果后，根据软件的提示，输出用于数字线划图所需的三维模型地图[3]。

Smart3D输出的产品格式为OSDB格式，生成的是三维模型，需要运用Idate数据工厂软件进行数字化生产所需的数字线划图。Idate是南方测绘公司生产的一款GIS数据处理平台，软件的界面和操作习惯与国内外主流CAD平台一致，使得Idate在拥有强大数据处理功能具有良好的操作性。

6 与传统测量的比较

传统测量在外业工作需要的人数、车辆多，需要把测量人员送到测区后在进行测量，若测区的交通条件不好的话，可能需要的时间更长，外业人员白天测量后晚上还要将白天的散点成图，后期清图处理，不仅测量的周期长，效率低，耗费的人力物力也是巨大。

相对于传统测绘来说，无人机测量具有成图快、效率高、低成本等优点，传统测量工作完全的交给了飞机和后处理的电脑，这样把外业的时间进一步压缩，将飞行的照片及POS数据转至内业处理，大大的减少了外业人员的工作量，节省成本的同时大大的提升了工作效率，提高了生产的产值。

7 结 语

无人机测量是现代化测量的重要组成部分，运用无人机对水利项目进行航拍测量，从外业航拍数据采集到内业倾斜三维模型建模、正摄影像图DOM生产再到利用倾斜模型及DOM进行DLG数字化生产的一整套流程，可以有效提高测量成果现势性，促进创新测量模式，积极推动测量行业高速发展，在保证高效率的情况下，创造更多的经济价值。