无人机遥感技术的测绘应用

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1、无人机遥感技术的测绘应用　　摘要：本文对无人机遥感平台及在测量中的应用作了阐述。关键词：无人机遥感平台；摄影测量；技术应用中图分类号：P231文献标识码：A引言：无人机遥感技术作为一种新型的航空摄影测量方式，经过近几十年的发展，已成为传统航空摄影的有效补充。无人机遥感技术以其具有结构简单、使用成本低、起飞迅速等技术优点，在地理国情监测、应对重大突发事件、数字城市建设、国土资源调查测绘等诸多领域发挥了积极的作用。1无人机遥感技术无人机遥感是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，快速获取国土、资源、环境等空

2、间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。6技术特点：第一，对场地要求低，作业方式灵活快捷，能快速响应拍摄任务；第二，平台构建，维护以及作业成本相对较低；第三，因其飞行高度低，能够获取大比例尺高精度的影像，在局部信息获取方面有着巨大的优势；第四，飞行高度一般低于1000m，不必申请空域；第五，能够获取高重叠度的影像，增强后续处理的可靠性；第六，便于携带转移方便。2无人机获得的遥感数据的特点通常飞机会在2km~12km的对流层或者12km~25km的平流层底部飞行，飞机在这一高度高速飞行时姿态平稳。超低空航空飞行时影响因素很多，阵风、热空气的升力、高压输电

3、线发出的电磁干扰、通讯高塔等对飞机的飞行、控制都有影响。所以飞机获取的数据姿态角通常较大，尤其是航偏角，影像比例尺变化也非常明显。使用这一数据获取方式通常测区的范围较小，在短时间内就可以完成数据获取的任务。传统的方法很难快速检测获取数据质量，当发现数据有问题再将飞机等设备重新运到测区补飞，成本过高。这就需要一种可以快速地处理原始数据，拼接出测区概略图的方法，虽说不能用于精确测量定位，但也具有很高的实用价值。3在测量中的应用3.1无人机平台摄影测量系统构成基于无人机遥感平台构建的摄影测量系统主要由以下几部分组成（如图1所示）：1无人机飞行平台；2飞行控制系统；3影像获取

4、设备；4通信设备；5遥控设备；6地面信息接收与处理设备。其飞行控制系统主要包括：稳定飞行姿态的垂直陀螺，获取飞行平台位置信息的GPS6接收天线，以及控制飞机自主飞行的微处理器。地面配套设备主要包括：实时影像的接收与显示的数据接收终端，数码相机获取的地面高清影像的数据处理终端，以及控制飞机起降、飞行和拍摄的遥控设备。作业过程中，垂直陀螺能测量飞机的俯仰/翻滚姿态角，同时垂直陀螺与微处理技术的结合，使飞机可以在在自主飞行时保持在近似“水平”状态。机载通信设备将摄像头获取的实时影像、GPS位置数据等传回地面数据接收终端，以使地面控制中心对飞机的飞行和拍摄情况进行监控，及时修

5、正航向、飞行姿态等。最终获取的高清影像通过地面相配套的数字摄影测量工作站进行处理，由于这些影像重叠度较大(可达到90%)、倾斜角与传统摄影测量相比较大等特点，其具体处理方法与传统的方法有一定的区别。3.2系统主要技术指标3.2.1飞行平台的技术指标。基于无人机的摄影测量遥感平台还处于起步阶段，还没有一套完整的作业规范。现行的航测规范主要是参照大多数测绘单位现有的技术条件和仪器设备制定的，而无人机作为一种新型的低空对地观测平台，主要在1000m以下的高度进行航拍，且其采用的是高分辨率的数码相机作为成像设备，与传统的航空摄影测量有较大的不同。因此，已有的摄影测量规范在这种

6、新型摄影平台上并不一定能适用。按照传统的航测作业准则，有以下几点参考指标：6（1）飞行速度宜在50～100km/h之内；（2）发动机宜在飞机前进方向的后部(以避免湍流的影响)；（3）在发动机出故障时，飞机应可以安全滑翔降落；（4）相对地面的飞行高度的变化应小于5%；（5）相邻摄站飞行高度的变化应小于5%；（6）航摄平台在作业时其水平误差不得大于3°；（7）测量飞行速度的误差不大于5%；（8）偏离航线的绝对误差不得大于相片旁向覆盖域的5%；（9）因发动机引起的相机谐振，其振幅偏摆角在曝光时间内不大于8.6″。从现有的相应硬件设备来看，满足以上这些要求几乎不存在任何问题。

7、3.2.2平台稳定度指标航摄影像质量的优劣直接关系着摄影测量过程的繁简、摄影成图的工效和精度的，因此，空中摄影测量对飞行的质量的要求是比较高的。无人机平台发展到今天，其自身的稳定度有了较大的提高，有实验数据表明，在侧风小于4级的情况下，装载了飞行控制系统的无人机自主飞行时，其沿预定直线飞行的俯仰角和横滚角一般都在3°以内。另外，飞行平台的稳定性主要取决于传感器的自身精度。GPS6卫星定位接收机的位置精度一般在+/-50英尺范围内；AP30和AP50的气压高度传感器的高度精度约为+/-10英尺；使用GPS高度时，约为+/-50英尺；空速传感器的速度精度