无人机航测在地形测量中的应用

《无人机航测在地形测量中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、无人机航测在地形测量中的应用信阳珠峰测绘信息技术有限公司【摘要】无人机航测具有测量速度快、成木低、分辨率高、机动灵活等优点，因而在大比例尺航测成图方面获得广泛应用。木文对无人机航测系统组成与地形测量方法进行了分析，并结合工程案例展示了它在地形测量方面的应用。【关键词】无人机航测；地形测量；应用无人机航测是以无人机作为飞行平台，利用高分辨率数码相机获取影像的测量技术。它是继卫星遥感、大飞机航测之后又一项重要的技术，因其具有成木低、成图快、机动灵活的突出优势，而在近些年来迅速推广应用［1］。目前，无人机航测己在城市规划、地质监测、应急救灾、

2、地籍调查、工程测量等领域获得很好的应用［2,3］,无疑其应用前景一片光明。地形测量是上述应用的基础，因此木文对无人机航测在地形测量中的应用进行了探讨。1无人机航测系统组成与地形测量方法1.1系统组成无人机航测系统由飞行平台、飞控系统、任务设备、地面监控系统、数据处理系统、地面保障设备等组成。飞行平台是具有无线遥控及自身程序控制功能的无人驾驶飞行器，目前主要釆用固定翼无人机、旋翼无人机(无人直升机)和无人飞艇三种类型飞行器，但航测以固定翼无人机最为典型，《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010)也以固定翼轻型无人机作为飞行平

3、台，这是因为固定翼无人机作业效率要比旋翼无人机高得多，同时它对飞控的要求也比旋翼无人机低，而无人飞艇速度较慢、悬停时间长，更适于监视用途而非航测。飞控系统是对飞行器的飞行姿态和运行参数进行控制的系统，也就是对无人机飞行进行控制和对各种任务进行管理，由飞控计算机、GPS导航定位系统、飞行控制器及气压高度表、空速传感器等组成，以实现航测所需要的导航、定位及自主飞行功能。任务设备即数码相机，用以摄取高质量的影像。地面监控系统包括监控计算机、遥控设备、数传电台及天线、地面电源、监控软件等。数据处理系统主要任务是对航测资料进行处理以获取所需的测量

4、成果，如通过影像畸变校正、自动空三测量等获得数字正射影像图（DOM）、数字线划图（DLG）、数字地面模型（DTM）等成果。地面保障系统包括运输车辆、无人机支持系统等。1.2地形测量方法无人机航测的工作流程如图1所示。根据测量任务，确定航测的范围及飞行路线，设定航摄参数及绘制领航图。其中航摄参数和飞行路线的确定是重点。根据相机分辨率、测图比例与精度要求可确定作业高度。航高与地面分辨率存在的关系（为镜头焦距，为航高，为像元尺、？，为地面分辨率）。以Canon5DMarkII相机为例，采用35.4735mm焦距镜头，像元大小6.4μm,

5、现航测范围确定为10km2,地形图比例尺为1:1000,当高差不人吋地面分辨率取10cm，可算出航高=554m，所以相对航高可选择550rru飞行路线要覆盖所测区域，航线之间要奋所重叠，冋吋又要提高作业效率，避免重叠过多，这样就需要仔细策划设计，如把测区分段，段再分带。为了避免漏点，航向覆盖要求重叠度在60%〜80%之间，旁向覆盖要求重叠度在15%〜60%之间。将这些数据输入航线设计软件，就可以确定飞行路线、拍片数、基线长度等参数。飞行方向可选择东西向，或南北向，也可根据地貌特征沿河流、海岸、测区边界方向。飞行转弯吋倾斜角＞15°

6、;,以免GPS信号失锁。航摄吋应天气晴朗，能见度高，风力3级以内，吋间则以9:00〜16:00为好，地面物体阴影较小，有利于清晰显现地表细节。像控点应选择特征清晰、垂直方向无重叠的地物，例如道路行车线与斑马线、花台角、平房屋角等物，或者影像尺T不超过0.2mm的点状物中心。如果现场无可用地物，也可分别布设平面控制点和高程控制点。像控点密度应满足«1：5001：10001：2000地形图航空摄影测量内业规范》(GB/T7930-2008)的精度要求，并应在飞行架次首尾航带及航带首尾航片处布设像控点，并且不规则区域适当增加像控点的数量［4

7、】。2无人机航测在地形测量中的应用2.1工程概况某测区为丘陵地，海拔高度113〜160m，面积1.55km2,测图比例1:1000。如图2所示。2.2航摄系统无人机巡航速度为80km/h,数码相机镜头焦距15.8292mm,分辨率1400万像素，像元大小5.1μm。2.3项S设计按照《低空数字航空摄影规范》(CHZ3005-2010)5.2.1表1规定,测图比例尺1:1000吋的地面分辨率为8〜10cm,据此可算出无人机以1:1000比例航测曝光瞬间相机位移产生的成像噪点应小于40mm，而本系统快门速度1/600S的噪点尺寸为37

8、mm,所以本系统快门速度小于l/600s吋即可满足航摄地面分辨率要求。相对航高310m,地面分辨率0.1m,南北向4条航线，如图2所示。2.4航空摄影选择合适天气进行无人机航摄，总共拍摄了223张相片。2.