无人机航测系统的海岛礁测绘应用研究.pdf

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1、第34卷第4期海洋测绘Vo1．34．No．42014年7月HYDRoGRAPHICSURVEYINGANDCHARTINGJu1．．2014DOI：10．3969／j．issn．1671—3O4_4．2014．04．015无人机航测系统的海岛礁测绘应用研究郭忠磊，翟京生，张靓，辛宪会，闸旋(1．海军大连舰艇学院海洋测绘系，辽宁大连116018；2．海军海洋测绘研究所，天津300061)摘要：介绍了三型基于无人飞行器为平台的航测系统，分析了影响海岛区域无人机影像数据处理精度的因素，无人机航测系统在海岛区应用的技术特点。以该三型系统在我国某海岛区域进行了摄影作业，对

2、实验数据质量、空中三角测量精度、正射影像精度等进行分析。实验结果表明，无人机低空航测系统在海岛区域大比例尺地形测绘或海图修测等领域具有良好的应用前景。关键词：低空无人机；海岛礁；航测外业；空中三角测量；正射影像中图分类号：P237文献标志码：B文章编号：1671—3044(2014)04—0055—03海岛区域进行低空无人机航测作业，利用不同类型1引言传感器获取的影像数据，在不同数量与测量精度的近年来，无人机遥感监测技术发展迅速，成为国地面控制点约束下进行空中三角测量解算及正射影内外研究的热点。基于航空摄影获取的影像数据及像制作，从成果精度、作业效率等方面进行分

3、析，以其机载辅助定位数据可用于制作海岛礁区域的3D期为海岸带、岛礁区域无人机航测系统的应用提供产品：数字线划图(DLG)、数字高程模型(DEM)、数参考。字正射影像(DOM)。海岸带、岛礁区域特殊的地理2海岛区域无人机航测作业环境及海岛地形测量作业的精度要求，使得航空摄影技术用于海岸带及岛礁作业对传感器有特殊要2．1空中三角测量影响因素分析求_1]：采用大像幅的数码相机传感器；具有较高的海岸带、岛礁地形图测绘中尤为关注的是高程基高比；搭载高精度的定位定姿系统(POS系统)。精度问题，影响无人机空中三角测量成果精度的因目前，海岛区域航空摄影作业的主要方式是常规航素

4、有：空摄影。然而，常规航空摄影作业成本高、周期长，(1)控制点受天气及飞机场地等因素制约，难以满足实时获取无人机影像数据空中三角测量的精度主要依赖目标区域地理信息数据的要求。无人机作为一种新地面控制点的精度，且地面控制点数量越多，测量的型遥感监测平台，飞行操作智能化程度高，可按预定精度越高，分布均匀，空中三角测量成果的精度也就航线自主飞行、摄影，实时提供遥感监测数据和低空越高。视频监控，具有机动性强、便捷、成本低等特点。(2)飞行速度将无人机航测技术应用于海岸带及海岛礁的测图生飞机飞行速度须与数码相机快门时间匹配，若产或海图更新是其在海洋测绘领域中应用的拓展。航

5、速过快则造成相机拍摄的影像存在拖尾现象，造如何选择适应海岸带、海岛区域作业的低空遥感系成地物影像变形。影像模糊变形对影像同名点的匹统及影像数据的后处理方法是当前需要研究的配有负面影响。问题。(3)拍摄时间无人机航测系统飞行平台主要有固定翼无人航测作业时间最好选择在正午前后，此时建筑机]、无人直升机_8]、无人飞艇；搭载的影像传感物的阴影范围小。如果在下午甚至黄昏时段内，由器主要有两款：佳能EOS5D和尼康D800。其中佳于太阳的光照影响，使得高大的建筑物产生过长的能EOS5D数码相机应用更为普遍¨。本文通过在阴影，在后续处理过程中会带来较大的匹配误差。收稿日期：

6、2013—12-20；修回日期：2014—02—11作者简介：郭忠磊(1986．)，男，山东临沂人，博士研究生，主要从事海洋大地测量技术研究。56海洋测绘第34卷另外，在海岛测区作业需要获取最大范围的海岸、滩旁向重叠度为50％左右；N2型无人机飞行高度涂信息，所以航摄作业时一般选择在退潮时段内开470m，航向重叠度为70％左右，旁向重叠度为50％展作业。左右；N3型无人机飞行高度810m，航向重叠度为(4)气象条件70％左右，旁向重叠度40％～60％。对影像数据预无人机遥感平台在云层下方飞行作业，受云层览，检查影像清晰度，剔除云雾遮严重及大面积落水的影响较小，在

7、多云天气甚至阴天也能执行海岛遥的影像。感任务u。但是，良好的气象条件对于获取高质量表1三型无人机搭载的传感器参数的外业影像数据仍然至关重要。能见度好、无浮云天气条件下获取的影像纹理清晰，内业同名点匹配的数量也会较多，且精度好；制作的正射影像在光线亮度、色调方面也会比较好。2．2海岛区域无人机航测作业特点3．2控制点布设无人机航测系统获取的外业影像数据质量关系限于实际情况，地面控制点基于测区已有到后续处理的效率与精度。无人机航测系统在海岛1：5000正射影像(DOM)与数字高程模型(DEM)成区域的应用与陆地测区作业的差异性体现在以下几果采集。N1机型获取的数据采

8、用7个地面控制点个方面：