关于无人机航测系统外业像控的探讨

【摘要】本文主要针对无人机航测系统外业像控展开分析，思考了无人机航测系统外业像控的主要内容和关键点，并对无人机航测系统外业像控的方法和措施进行了总结，可供今后的无人机航测系统外业像控工作参考。

【关键词】无人机航测系统;外业像控

1、传统测绘存在的缺点

在经济飞速发展的今天，航测数字化成图已成为我国城市测绘的一种主要手段，而随着航空摄影测量在各个测绘应用领域的普及，关于影像像控点的测量任务在各生产单位也日趋增多。像控点测量是指根据像片上内业的布点方案，在实地根据影像的灰度和形状找到并确定像控点的位置，测量并记录该点平面坐标及其高程。目前像控作业基本采用GPS进行测量，GPS定位技术以其灵活方便、作业周期短、劳动强度低等优点广泛应用于诸多测绘领域，极大地提高了工作效率。但是像控数据的载体却仍旧停留于纸质。这样的工作模式会产生一系列的问题：

1.1相片存在着洗印成本，查找和管理均不便。

1.2不同的作业小组有可能会用到同一张相片，存在受相片资源限制，影响工作进度。

1.3纸质的影像，不可能放得很大，影像细节常常难以辨认，影响刺点精度，甚至导致返工。同时也会带来内业判读的不便。

1.4作业小组回到室内还需要重辨认，绘制。产生了重复劳动的中间环节，也增加了成果质量不高的风险。为了解决以上问题，提出通过实行航测外业作业数字化，以节约成本，简化作业流程，提高成果精度，真正达到航测内外业一体化的目的。

2、无人机在工程项目使用验收方面的应用实践

无人机飞行员在验收现场用无人机获取相关部位照片数据。主要通过固定航线采集现场，然后通过倾斜摄影方式分5个角度采集房屋立面照片数据，采集足够的照片数据才能制作出楼房的立体模型。

将采集的照片数据用3D建模软件制作成立体模型。模型建成后可任意转换角度，对图片进行放大、缩小操作，因图片格式均为4000*3000像素的高清图片，所以无论如何放大都不会降低图片质量。

对航拍获得的高清图片通过PIX4D软件生成3D模型，用LSV、Smart3D软件进行相关部位测量，测量方式支持任意两点取值，断点取值、面积读数以及不规则图型生成面积多种形式，满足不同数据测量需求。关于数据测量的准确性，经施工、审价单位提供的工程结算数据及“中心”工程师现场测量验证，3D模型测量数据与实地测量数据误差在±0.30m之内，符合《摄影测量与遥感测绘产品质量监督抽检实施细则》第5.7.4.2条中点位精度、间距精度分别为±0.30m与±0.27m的规定。

目前，无人机项目通过理论到使用现场拍摄的实践中不断摸索经验，查找漏洞，验算数据，经过多次飞行、测算、对比，经过大量实践能做到覆盖密度高，精确度高，易保存，易调取，影像高清，勘察效果好，时效高等绝对优势。

对无人机航测系统外业像控点精度进行分析时一般会使用误差统计的方法，对各个测试模型中平差后控制点的检查点的精度进行统计和分析。在使用误差分析法时常有的指标有五个，分别为：平均数、标准差、中误差、粗差剔除和最大值。首先，平均值是对样本平均值的估算;然后是标准差，标准差是估算出总体的标准偏差，以平均值为参照标准反应离散程度。其次，中误差的计算是在同一观测条件下对一组真误差平方中数求平方根。再次，进行粗差剔除时一般以正态分布为标准，使用观测值的95%概率对误差做粗差剔除。最后，最大值的选取一般是建立在粗差剔除基础上的，将已经完成粗差剔除的控制点和检查点进行对比，数值大的将被视作最大值。

3、无人机航测系统外业像控点布设与精度分析

3.1无人机航测系统外业像控点布设

利用无人机航测系统进行航摄外业布点一般包含测量部位全部位全景布点和具体施工部位布点两种形式。因无人机拍摄影像分辨率高，飞行时效快，利用前者所布设的像控点具有精度高、测量范围广的特点，方便施工面其他部位的观测及辅助，所以使用的比较多;使用后者布设则是通过测定少量控制点作为内业加密的基础，效率低，影像数据单一，是不建议的无人机航测的布点方式。

在利用无人机进行航测时，像控点的布设对于后续精度的分析有十分重要的作用。在布设外业像控点时，根据其稀疏程度有4种方案。第一种是在测区的4个角落各布设一个测控点，总共布设4个;第二种是将12个测控点平均布设在3排，每排4个;第三种是将16个测控点平均布设在4排，每排4个;最后一种是将28个测控点平均布设在7排，每排4个。那么通过测算检查点与加密点之间的精度就可以评价出一个测区平差结果。

3.2无人机航测系统外业像控点精度分析

3.2.1精度分析指标

在对无人机航测系统外业像控点精度进行分析时一般会使用误差统计的方法，对各个测试模型中平差后控制点的检查点的精度进行统计和分析。在使用误差分析法时常有的指标有5个，分别为：平均数、标准差、中误差、粗差剔除和最大值。首先，平均值是对样本平均值的估算，其公式为：  ;然后是标准差，标准差是估算出总体的标准偏差，以平均值为参照标准反应离散程度，标准差的公式为  。其次，中误差的计算是在同一观测条件下对一组真误差平方中数求平方根，求中误差公式  中，m的单位为米，是检查点的中误差值，n是需要评定精度的所有检查点的数量之和，△单位为米，是对检查点进行实测后所得数值与计算值的误差。再次，进行粗差剔除时一般以正态分布为标准，使用观测值的95%概率对误差做粗差剔除。最后，最大值的选取一般是建立在粗差剔除基础上的，将已经完成粗差剔除的控制点和检查点进行对比，数值大的将被视作最大值。

3.2.2精度分析注意事项

在对无人机航测系统外业像控的精度进行分析时应注意要满足航测内业的精度要求。若无法达到航测内业精度的要求，可在对测区的自由网进行平差后，通过向外业加入控制点，其平面精度就可以达到1∶2000，接近1∶1000的航测内业精度要求。

结语：

综上所述，本文对无人机航测系统外业像控的具体的方法和措施进行了总结，提出了一些比较可行的方法和对策，并针对无人机航测系统外业像控的具体的应用方案进行了总结，可供参考。

参考文献：

[1]韩文军，雷远华，周学文.无人机航测技术及其在电网工程建设中的应用探讨[J].电力勘测设计，2017，03（26）：62-67

[2]李兴华，罗秀兰，龚绪才.无人机航测技术应用于公路崩滑陡峭地段测量分析[J].公路交通技術，2017，04（11）：49-53.

作者简介：

王晶，齐齐哈尔市房屋维修资金管理中心，黑龙江齐齐哈尔。