无人机低空摄影测量成图精度研究

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无人机摄影测量测绘大比例尺地形图的精度分析

无人机摄影测量测绘大比例尺地形图的精度分析

表 1 两个测区的航摄技术参数
技术条件 航高(m) 正射焦距(mm) 地面分辨率(cm) 航向重叠度(%) 旁向重叠度(%) 相片总数
I测区 180 35 4 80 70 2155
II测区 200 50 4 80 70 615
2 布置测绘像控点与内业数据处理
在上述内容的基础上,该文在现场布置了测绘像控 点。像控点的作用是决定影像中测绘地形图坐标点与实际 坐标对应关系的关键 [4]。像控点布置方案的好坏,将直接 影响空三坐标的准确性,为保证无人机测量的外业图像质 量和内业大比例尺测绘的准确性,当布置像控点时,应遵
3.3 无人机摄影测量精度对比
在测量区域内,采用 RTK 对多个野外控制点的坐标 进行采集,并进行空中三角测量定向点的精度评定。在此 基础上,利用 RTK 测定得出各个检查点坐标,并将其作 为精度检核点坐标对其进行精度的评定,以此对比无人 机摄影测量精度。在这一过程中,为方便操作可以选择在 MapMatrix3D 软件中建立一个新的工程文件,并加载生成 一个 OSGB 格式的三维模型。在模型中进行对无人机摄影 测量精度的对比,可以确保得到的结果不会受到外界因 素的干扰,保证结果客观。平面坐标精度和高程精度都是 用于衡量 DLG 精度的可靠依据。因此,为实现对无人机 摄影测量精度的对比,该试验在不同区域使用不同无人 机获取影像,布设相同的像控点方式。分别利用 Pix4D 和 Smart3D 对影像进行处理,得到不同的影像成果。为验证 两个区域的精度,从区域内均匀选取 50 个测点,并使用 GPS-RTK 获取测点的三维坐标。通过与影像上测量的坐 标进行对比,得出坐标中的误差。统计结果见表 3。
误差更小,垂直测量误差更大。综合分析,采用倾斜测量
得到的精度效果更好,但两种方法均满足大比例尺地形图

1∶10000地形测图中无人机精度分析研究

1∶10000地形测图中无人机精度分析研究

DOI:10.16661/ki.1672-3791.2018.02.0041∶10000地形测图中无人机精度分析研究马建伟(61206部队 北京 100088)摘 要:针对低空无人机航摄系统工作效能与测量精度方面的问题,笔者所在团队实现了一套无人机航摄系统,在新疆和田某荒漠区开展了航摄试验,对无人机航摄系统获取的航摄影像平面精度及测高精度进行评估,结果表明,成像结果可以满足1∶1000地形图测图的平面精度要求。

关键词:无人机 航摄系统 大比例尺测图中图分类号:P231 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)01(b)-0004-02本研究实现了一套中型固定翼无人机摄影测量系统,为了验证该自主低空航摄系统的测量精度,设计试验于和田某区域进行实际航飞作业,布设一个具有大量地面控制点的飞行试验场,采用无人机搭载非量测型数码相机进行摄影作业,然后对航飞数据通过区域网空中三角测量的自检法来计算全部系统误差对像点位置坐标的综合改正值,从而确定内方位元素和物镜的光学畸变值,实现相机的高精度标定,并将标定结果用于测绘产品生产,以此来对无人机航空摄影测量系统在小区域大比例尺地形图立体测绘中所能达到的精度水平进行评估和验证。

1 航摄系统组成本检校试验采用的航摄系统组成部分有:固定翼无人机飞行平台、飞行控制系统和非量测型面阵CCD数码相机,以及地面站、远程无线通信装置、地面数据处理系统等辅助设施。

此次试验搭载的遥感设备为135画幅单反相机及广角定焦镜头,镜头标称焦距28m m;CMOS传感器尺寸:36m m×24m m,最大像素:6048像素×4032像素;CMOS 传感器像点尺寸:5.95μm。

飞行过程中采取飞控系统控制快门定点曝光,将对焦环固定在无穷远处锁定相机的内方位元素,并采用固定光圈以保证统一物镜畸变参数。

2 地面检校场的建立为保证无人机飞行试验的安全性,该检校场选址于和田某荒漠地区,地理位置为80.2°E,36.97°N,所选检校场总面积约为3km2,区域内地形高差约90m。

低空无人机航测数据精度影响因素及控制措施

低空无人机航测数据精度影响因素及控制措施

TheSocialAngle社会广角低空无人机航测数据精度影响因素及控制措施文/李致鹏摘要:我国测绘领域广泛应用低空无人机航测,应用时需要考虑的重要指标就是精度。

通过分析无人机航测数据产生流程,分析影响数据精度的主要因素,最后结合实践分析提高无人机数据精度的建议,推动我国无人机航测技术进步与发展。

关键词:低空无人机;航测数据;精度控制传统测绘测量行业中的航空摄影测量,自身受到空域申请、航摄周期等因素影响,但却无法满足精准测绘快速响应、小区域的需求。

低空无人机航测灵活性强、成本低、周期短,有助于补充传统航测的不足。

应用无人机航测试时需要考虑精度问题。

无人机航测数据精度受到诸多因素影响,通过系统总结分析这些因素,可以提高航测精度,推动无人机的进一步应用。

1 低空无人机航测数据精度的主要影响因素1.1 无人机平台虽然无人机航测具有显著优势,但也存在一些问题。

如,姿态稳定性不足。

大部分无人机都是小型飞行设备,自身载荷量小,容易受到空中气流影响,相比于传统航测来说各种角度变化较快,幅度远高于传统航测要求;像幅小且影响数量大。

无人家航测时相机大多选择非量测性的单反相机,这类相机像幅较小,通过提高航向与庞向重叠度的方法提高测区的全面性,这就造成相片数量增加,影响到最终数据的精度。

随着无人机航测技术进步,上述问题会得到有效解决。

1.2 相机相机本事就受像素、光线、对焦、曝光等因素的影响,众所周知,相机像素越大,在其他条件不变时,所拍摄的图像就越清晰,反之若像素越小,图片就越模糊。

所以在利用无人机进行航拍时,首先要考虑的问题就是相机本身像素的大小,以此对无人机航飞高度进行调整。

而且由于光线因素的影响,无人机航拍时最好选择光线明媚,阳光充足的时间段,尽可能避免下午或者晚上,而且在拍摄时尽可能避免逆光拍摄,以免光线太强导致曝光过度,使图像失真。

另外,对焦时间和曝光度等也会对图像质量产生影响,所以,在无人机航飞之前,需要对飞机上的摄像装置进行提前对焦,比如预定飞行高度为300米,就需要选择距离为300米左右的物体进行对焦处理。

无人机低空摄影测量在地形图测绘中的应用

无人机低空摄影测量在地形图测绘中的应用

无人机低空摄影测量在地形图测绘中的应用摘要:新时期社会发展下地形图测绘应用范围逐渐扩大,无人机低空摄影测量在地形图测绘工作中发挥了重要作用。

文章对无人机低空摄影测量的优势、关键技术进行分析,探讨无人机低空摄影测量在地形图测绘中的应用关键字:无人机;低空摄影;地形图;摄影测量引言无人机低空摄影测量是现代地形图测绘的关键载体与重要保障,在提升地形图测绘精度、促进测绘事业发展等方面扮演着不可替代的关键角色。

无人机低空摄影测量以专业化无人机等设备仪器为基本依托,对目标地形区域进行数据信息的分析研究与界定,是掌握地形信息数据的关键技术手段。

1无人机低空摄影测量概述1.1无人机低空航摄系统简介近些年,我国对无人机系统的研发及发展给予了足够的重视。

从行业领域来说,不论是自然灾害的应急事件、海洋环境的调查,还是精准农业等各个领域的研究需要,无人机的均做出重要贡献。

中国测绘学会通过多次低空无人机航测实验,在各种航空摄影测量设备的研制上也取得了重大突破。

经过几年的发展,无人机技术已逐渐成为满足我国社会经济发展、数字城市建设、应急救援、地质灾害、突发事件处置、环境监测、矿井监测、工程设计等多项需求的一项重要技术之一。

无人机航摄系统的快速发展,使其作为卫星遥感和航空遥感的有益补充手段,具有与其他遥感方式相比明显的优势。

作为一种新型的遥感手段,无人机航摄系统经常以无人飞艇、无人固定翼机、无人直升机、无人多旋翼飞行器和无人伞翼机等作为搭载平台。

其中,无人飞艇以其巡航速度慢,飞行平稳,留空时间长的优势在低空巡逻及监视方面表现优异。

直升飞机具有对起降场地要求不苛刻、抗风能力强、续航时间长、可灵活作业以及飞行稳定等特点。

而采用常规布局的固定翼无人机以其高机动性、高荷载性以及气动性能好等优点,能够搭载各种任务设备并且出色完成远距离航拍和巡线等任务。

1.2无人机航空摄影测量在地形图测绘中的发展跟随地理科技产业的开展和应用技术的普遍宣传,城乡建设发展遥遥领先,遥感技术是目前地理信息领域的推广逻辑,从而取得了广大工作人员的认可和关注,无人机遥感航拍科技的出现为测绘领域数据的获取渠道输入了新鲜的血液,卫星遥感的优势毫无疑问,因此无人机航摄得到了国家测绘地理信息局积极推广及宣传。

PPK技术辅助无人机航空摄影测量精度分析

PPK技术辅助无人机航空摄影测量精度分析

PPK技术辅助无人机航空摄影测量精度分析摘要:在科学技术不断发展的带动下,城市建设水平不断提升,特别是在进行城市规划的过程中,就需要对无人机摄影测量技术进行积极的运用,全面提升规划的合理性,为各项工作的顺利开展提供保障依据,推动可持续发展理念的有效推进。

目前,网络RTK技术受限于通信信号的强度,部分区域应用效果差。

基于此,以下对PPK技术辅助无人机航空摄影测量精度进行了探讨,以供参考。

关键词:PPK技术;无人机航空摄影测量;精度分析引言无人机是无人驾驶飞行器的简称,一般包括无人驾驶的固定无人翼机、多旋翼无人机和无人飞艇等。

近年来,随着航空摄影科学技术的不断发展,出现一种以无人机为载体携带数字航空摄影仪的新型测绘技术,即无人机航空摄影技术。

该技术的出现为很多领域内某些工作的开展带来了极大的方便,如在地质灾害应急救灾、城市规划、地理国情监测、地籍测图和工程测绘等方面发挥了积极作用。

1PPK技术的优势①可以与RTK、星站差分、单点定位同时进行。

②采用现有设备,不会增加额外成本。

③无论采用何种定位方式,最终提供的是拍摄瞬间相机位置的厘米级的坐标。

④RTK、星站差分浮动解或单点均可开展工作,不会影响到工作进度,提高生产效率。

⑤可完全采用单点定位的方式进行作业。

⑥PPK成果直接替换浮点解坐标或单点解坐标,无需复测。

⑦可不采用星站差分方式,节约星站差分信号服务费用。

2无人机航空摄影系统集成无人机航空摄影系统是以无人驾驶的固定翼、旋冀和飞艇等飞行器为飞行平台,搭载成像仪设备,获取地面信息的摄影测量方式。

无人机航空摄影系统一般由前期获取高精度航空影像数据的航空摄影部分(空中摄影和地面控制)和后期对影像数据处理的一系列过程(如利用航空摄影处理软件对图像的预处理,生成数字高程模型、数字正射影像图和地形图等产品)构成。

无人机载成像光谱仪技术具有强大的地物探测能力,具有光谱分辨率高的特点,能够进行探测地面目标和识别地物,可实现地物的精细分类。

低空无人机航测数据精度影响因素分析

低空无人机航测数据精度影响因素分析

低空无人机航测数据精度影响因素分析发表时间:2020-04-23T09:35:02.427Z 来源:《城镇建设》2020年2月4期作者:郭鹏[导读] 传统的航空摄影测量,受空域申请、航摄周期等影响摘要:近年来,低空无人机航测已广泛应用于大比例尺地形测绘、精细国土资源调查、地质灾害应急处理、实景三维建模等领域,并取得良好效果。

利用低空无人机作为飞行平台的航空摄影测量技术应用日趋广泛,但飞行器姿态不稳定、航摄像幅较小、镜头畸变检校精度难保证、外方位元素解算精度较低等原因造成低空无人机航测精度不稳定,后期像控测量、内业加密工作量较大,从而制约了低空无人机航测的应用发展空间。

本文就低空无人机航测数据精度影响因素展开探讨。

关键词:低空无人机;航测;精度;影响因素引言传统的航空摄影测量,受空域申请、航摄周期等影响,在快速响应和小区域的精准测绘中无法满足快速更新的需求。

低空无人机航测具有机动灵活、高效快速、作业成本低、生产周期短等优点,迅速成为了传统航测的有力补充。

无人机航测在广泛应用时,数据精度是必须考虑的指标。

无人机航测数据精度受到许多因素的影响,系统总结分析这些影响因素,有助于提高无人机航测精度,更好地促进无人机的应用。

1无人机摄影基本原理无人机是由航空摄影测量进一步发展而衍生的新的测绘技术,航空摄影测量单张像片测图的基本原理是透视成像,立体测图的基本原理是人眼投影过程的几何反转。

航空摄影测量的作业分外业和内业。

外业包括像片控制点联测。

像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点,也可选用像片上明显地物点,用测角交会、测距导线、等外水准、高程导线等普通测量方法测定其平面坐标和高程;内业包括加密测图控制点。

以像片控制点为基础,一般用空中三角测量方法,推求测图需要的控制点,检查其平面坐标和高程,测制地形原图。

2无人机航测数据生产流程无人机航测的数据的生产流程为:对航测地区的各项信息数据进行收集。

针对航测地区的地质情况,地理结构,地形结构等进行评估,并综合分析周边是不是存在特殊建筑结构,之后结合分析结果以及无人机飞行条件来判断无人机航测设备是不是能够飞行。

无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用研究

无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用研究

无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用研究摘要:随着无人机的出现,测绘行业已经逐渐克服了无人机航摄系统的组成、无人机外业航摄流程、无人机航测内业流程等困难,使得无人机倾斜摄影测量变得更加经济、更加高效。

对无人机倾斜摄影测量在地形图测绘的应用研究,不仅可以深入了解无人机的测绘优势,也可以更加全面地明确无人机倾斜摄影测量的概念,明确无人机测量的方式和保证无人机倾斜摄影技术的质量,从而推动无人机倾斜摄影测量技术的健康发展。

关键词:无人机;航空摄影测量;地形图测绘引言就国内而言,航拍技术在军事开发、矿山开采等领域使用广泛。

目前,在航拍测绘工作中,无人机航拍测绘技术日趋完善,所获成果也是非常优异。

它在使用中表现出了比较显著的优点,不但反应非常快,时间效率也很高。

由于具有上述优势,因此,在地理信息系统中得到了广泛的推广和使用,推动了航空摄影测量技术的发展,推动了我国测绘技术的发展。

1无人机航空摄影测量概述无人机航空摄影测量是指在测量人员通过操作无人机设备进行高空拍摄,以此获取地面信息资源的一种测量技术,当前该技术已经被广泛应用到了不同的领域中,在具体应用该技术时,测量人员需要根据不同的地形科学选择无人机。

且在开始测量前,也需要做好相关准备工作,科学规划飞行航线,确保方向明确,线路简洁,确保无人机运行安全,还需要科学布设像控点,根据像控点的分布情况及时处理航拍过程中的影像图。

该技术的出现可以有效解决传统无人机航空摄影测量技术下的弊端问题,可以拓宽应用范围,为地形图测绘工作的进行提供了新技术手段。

无人机航空摄影测量的工作原理为;在传统倾斜摄影测量方法的基础上,在作业范围区搭设无人机,在无人机上安装摄像头,通过垂直方向来拍摄地面物象,获取地面影响图,制作相关DOM或DSM。

此外,人们也可以采用旋翼无人机作为作业平台,在搭载摄像头后需要在不同的方位进行拍摄,后创建三维模型图,以此提高地形图测绘的精准度,有效满足测绘需求。

低空摄影测量在地形图测量中的应用探讨

低空摄影测量在地形图测量中的应用探讨

低空摄影测量在地形图测量中的应用探讨摘要:低空摄影测量在科技发展迅猛的今天成为现代地形图测量的重要载体,其重要性不言而喻。

为顺利完成地形图测绘的作业,如何采取有效的方法则是测绘工作的重心所在。

基于此,本文首先简要分析了低空摄影测量在地形图中的显著优势,随后借其显著优势对低空摄影在地形图测量的应用进行探讨,对低空摄影在地形图测绘中应用的几个要点进行详尽分析探讨,以供相关人士参考。

关键词:低空摄影测量;地形图测量;应用探讨引言:当前航空摄影测量手段因其成本过高的弊端,使行业内遭遇了些许困难,无人机的诞生,为在小面积情况下的低空摄影测量看到了新的希望。

最直观的就是,它能解决令行业头疼的航空问题成本过高的问题,其次,其具有高效,操作简单快捷而且所记录的低空摄像的清晰程度也不失所望,大大提升了测绘业的效率,这样就可以快速救援一些因恶劣环境造成的险情,以及帮助更好的发展城市建设和规划。

因此对低空摄影在地形图测量中的应用探究将十分有必要。

一、低空摄影测量在地形图测量中的显著优势当前低空摄影测量的技术大多是以无人机的操作展开的,它是一种可以转换多种功能,完成各种各样不同任务,可人为操作控制的小型机器,给整个测绘业带来了积极的影响[1]。

(一)影像高清,节约成本目前许多测绘工程所采用的传统测绘方法,无一例外都有着投入资金多,耗费的人力物力都多,但效率却跟不上的弊端,这大大阻碍了地形图测量的发展前景。

而无人机的出现带来了新的契机,最为突出的特点就在于它非常灵活生动,所以在航空摄影中它能测量的视野更加开阔[2]。

此外,它获取的数据精确,影像高清,且方便快捷,这更加有利于后续的工程推进,而且大大节约航空测量的成本。

(二)满足当前地形图测量作业要求无人机因为体积较小的特点,它能方便地穿梭在地形陡峭这些地理环境不太友好的情境中,弥补了传统的大飞机航空测量方法所不能达到的要求,当情况紧急,任务量大的情况下,无人机能够代替人力作为潜在工作力,不仅提高了工作效率还免去了人力在情况不明下的危险,更具安全性。

无人机低空摄影大比例尺地形图裸眼测绘

无人机低空摄影大比例尺地形图裸眼测绘

无人机低空摄影大比例尺地形图裸眼测绘摘要:无人机技术和非测量数码相机技术的快速发展有力地推动了低空摄影技术的进步,相应的测绘软件平台也越来越智能化,人机交互也越来越简单友好。

同时,社会经济的发展对测绘数据更新提出了越来越高的要求。

然而,传统的航拍立体测绘需要借助立体眼镜获取地物要素以及特殊的航测知识,这极大地限制了无人机低空摄影测量技术的推广应用。

本文以无人机低空航拍平台为基础,探讨了裸眼立体测绘的技术流程和方案。

在此基础上,研究了无人机低空摄影测量野外数据处理与内部数据处理相结合的裸眼立体测绘技术流程和方案。

关键词:无人机:低空摄影;地形测绘;睁眼立体测绘1.无人机低空摄影测绘地形图关键技术研究利用无人机航空摄影测量系统进行大比例尺测绘所涉及的理论和技术包括特征提取、图像匹配与拼接技术、相对定向与绝对定向、波束法面积网调整、4D产品制作等。

1.1特征提取无人机在低空摄影测量中可获得具有一定重叠度的数字图像,航向重叠度大于70%,侧面重叠度大于35%,为图像匹配和分析提供了大量信息。

图像匹配分析的关键是特征提取,这也是单幅图像处理的重要任务。

特征可以分为两种:点特征和线特征。

点特征一般是图像中比较明显的点,如特别明显的角点、中心点、拐点等,要求定位准确,易于识别。

线特征一般称为边,主要是边缘处有畸变的边缘线段。

1.2图像匹配与拼接技术图像匹配是无人机图像处理过程中的关键技术。

其本质是将两个或多个具有相同名称点的图像按照一定的匹配算法进行匹配,并找到它们之间的映射过程,即将两个或多个图像中具有一定重叠程度的空间上相同位置对应的点连接起来。

在数字摄影测量和计算机视觉图像处理过程中,图像匹配是一个至关重要的步骤。

三维建模、航空自动三角剖分、图像拼接等都需要图像匹配技术,其精度对后续处理结果有很大影响。

1.3相对朝向和绝对朝向相对方位是利用立体图像对中同名射线对应交点的几何关系,计算出两幅图像的相对方位角元。

低空摄影测量总结

低空摄影测量总结

低空摄影测量的总结摘要:为了解决传统摄影测量在小区域测量时存在的一系列问题,国内外不少学者一直致力于低空摄影测量的研究,并获得了不少的成果,无人机的发展和完善不断推动着低空摄影测量在各领域中的应用和发展。

本文主要介绍了低空摄影测量的特点、构成、关键技术、亟待解决的问题和应用领域等等。

关键词:低空摄影测量,无人机,高程精度,三维建模,组合相机在传统摄影测量用于小区域大比例尺地形数据采集时,航摄的成本高,生产周期长,满足不了特定条件下的成图精度和经济效益的要求。

同时也存在着高层建筑物遮挡,分辨率不够高等因素的影响,大大降低了数据采集的速度和质量。

然而低空摄影测量由于其高分辨率,高重叠度,低成本,受云雾影响小等优点,迅速成为了人们关注的热点,但是由于其像幅较小、畸变较大、影像数量多,影像倾角过大和重叠度不规则等不利因素,也引起了一系列问题。

因此在应用低空摄影时需解决低空本身存在的不足。

1.低空摄影测量的概述低空摄影测量通常指航高在1000m 以下的航空摄影测量,常用的摄影平台有轻型飞机、有人直升机、无人飞艇、无人机、气球等。

低空摄影测量具有获取成果快、生产周期短、运作成本低、可操作性强等特点。

特别是近几年发展起来的以无人飞艇、无人机为遥感平台的低空摄影系统,以数字遥感设备为任务载荷,以遥感数据快速处理系统为技术支撑,它是一种高机动性、低成本的小型化、专用化遥感系统。

其作为一种新的技术方式,更适合在危险区域图像的实时获取、土地变化监测、环境监测、应急指挥需求等方面应用。

其系统具有安全性高,低成本,能多角度,高分辨率的获取影像。

但与传统的航天和航空影像相比,它又有姿态稳定性差、旋偏角大,像幅小、数量多,影像畸变大等缺点。

2.国内外研究现状自从低空摄影测量成为人们关注的热点后,其在航拍和姿态平台,传感器,数据处理系统,数据处理方面和应用方面都取得了很大的发展。

在航拍平台上,常见的无人机遥感平台有:固定翼无人机,无人直升机,无人飞艇等。

无人机航摄影像测绘地形图的精度探讨

无人机航摄影像测绘地形图的精度探讨

2 2 试验 区选 取 .
像 控 点不 同布 设方 案 区域 网平 差解 算 试 验 区面
积 约 1. 5 5平方 公 里 ,涉 及 5条航 线 , 15张像 片 , 2
地 形类 别为平 地 ; 选取 其 中 4 方公 里 区域为 l 2 0 平 :0 0 地 形 图测制试 验 区 ,地 形类 别 :3 4为平地 、 14为 / /
利 用无人 机航 摄影 像测 绘地 形 图 的关 键 。
2 1无 人机航 空影 像 . 本 文 使用 的无 人机 影像 是 2 1 0 0年 7月采用 固定
▲定 向点
●检查点
。航线
图 1 区域 网平差试验像控 点、检查点分布 图
测绘第 3 卷第 4 21 年 8 5 期 02 月
精细 准 确 、成 本 低廉 等 显 著优 点 ,在 小块 区域 、常
影像 尺 寸 为 3 2 ×5 1 像 素 ,覆 盖 地 面面 积 约 为 80 72
80 m× 1 0 2 2 0m。
规航 摄 困难地 区 、突 发 自然 灾 害等 地 区进 行 高分 辨 率影 像 快 速 获取 方 面 具有 明显优 势 ,成 为传 统航 空 摄 影 的有力 补充 。 低 空 无人 机 航 摄 影像 测 绘 地形 图是 新 型 的测绘 技 术 和 测绘 工 艺 , 原有 航 空摄 影 测量 规 范 已不 能满 足 此 类 低 空数 字航 空摄 影测 量 的要求 。本 文 以利 用 固定 翼轻 型无人 机航 摄 系统测 制 1 1 0 、l 2 0 :0 0 :0 0地
14 7
测 绘 第 3 第 4 2 1 年 8月 5卷 期 02
无人机航摄影像测绘地形 图的精度探讨
杨 正银 桂 木政 李跃 宇

影响微型遥控无人机低空摄影测量精度主要因素分析

影响微型遥控无人机低空摄影测量精度主要因素分析

影响微型遥控无人机低空摄影测量精度主要因素分析摘要:随着经济建设的快速发展,对空间信息的需求日趋增多,资源调查、环境监测和防灾减灾等任务的周期越来越短,常规航天和航空遥感手段己难以满足当前快速变化的需要,特别是许多分辨率要求高、时间要求快的应急动态监测,缺乏有效可行的低空高精度三维地理信息的获取手段。

微型遥控无人机摄影测量平台为这些特殊需求提供了新的技术途径。

本文从微型遥控无人机结构特点、大气条件、飞行控制、技术方案及后续处理软件等方面阐述了影响微型遥控无人机低空摄影测量精度的主要因素,并向空间信息用户展现其广阔的应用前景。

关键词:微型遥控无人机、结构特点、飞行控制、技术方案、测量精度一、微型遥控无人机的特点无人驾驶飞行器按照系统组成和飞行特点,分为固定翼型无人机、无人驾驶直升机和无人驾驶飞艇等种类。

近几年来,微型遥控无人机变成了无人驾驶飞行器家族新的成员,它成为航天遥感、航空遥感和地面遥感平台的重要补充,它起着传统摄影平台不可替代的作用,在摄影测量中显现了它的优越性,它的特点有:1.安全性高。

遥控航空摄影的的作业现场许多是载人飞行器无法到达的空域或危险地区。

如高原、沙漠、沼泽、火山口等。

即使无人机出现故障,也不会出现人员伤亡。

2.成本低廉。

用户无须一次性大量投资,无需租用场地,不需转场,现场起降,运营成本、维护成本远远低于载人机系统。

3.不需任何审批手续。

它体积小,机动灵活,可在云层下做超低空、超视距飞行,降低了对天气条件的要求。

4.效率高。

摄影资料现场回放,不符合要求的可即时重拍,飞行时间基本是有效拍摄时长;工作现场集中,便于统筹安排。

二、影响微型无人机低空摄影测量精度的主要因素虽然微型遥控无人机因其机动、灵活、低成本、不受空管限制等特点,被广泛应用于大比例尺地图更新、新农村建设、土地整理、城镇规划建设等方面,但限于自身制造工艺和软件设计水平,在测绘1:500和1:1000大比例尺地形图方面,难以满足精度要求,结合使用经验,从其结构特点、飞行控制、自然条件及后续处理软件等方面阐述影响微型遥控无人机低空摄影测量精度的主要因素。

基于机器视觉的无人机航空摄影测量与三维重建技术研究

基于机器视觉的无人机航空摄影测量与三维重建技术研究

基于机器视觉的无人机航空摄影测量与三维重建技术研究无人机技术的快速发展和广泛应用已经引起了社会各界的关注,其中基于机器视觉的无人机航空摄影测量与三维重建技术是无人机领域的重要应用之一。

本文将就这一技术进行详细的研究和分析,探讨其应用前景和关键技术问题。

一、无人机航空摄影测量与三维重建技术的基本原理无人机航空摄影测量与三维重建技术是利用无人机搭载的相机、测距仪或光学设备进行空中摄影而得到一系列影像数据,通过图像处理和三维重建算法,快速、高效地生成大范围的三维模型。

其基本原理可以分为以下几个步骤:首先,通过无人机进行空中航拍,拍摄一系列包含地表物体的影像。

这些影像可以覆盖大范围的地面,具有高分辨率和高精度。

其次,利用机器视觉技术对航拍的影像进行处理和分析,提取出影像中的特征点、纹理特征等关键信息。

这些特征点可以包括地物边界、拐角、纹理等。

然后,基于特征点的位置信息,通过三角测量原理,计算出地物的三维坐标。

根据不同的算法和数据处理方法,可以得到高精度的地面三维点云。

最后,根据三维点云数据构建地物的三维模型。

这可以通过点云融合、曲面重建等算法来实现,生成真实且精确的三维模型。

二、无人机航空摄影测量与三维重建技术的应用领域无人机航空摄影测量与三维重建技术具有广泛的应用前景和潜力,可应用于以下领域:1. 土地测绘与规划:无人机航空摄影测量与三维重建技术可以快速获取地表地貌等信息,为土地测绘和规划提供高精度的地形数据。

例如,可以用于绘制数字高程模型、土地利用规划、城市建设和交通规划等。

2. 建筑与文化遗产保护:利用无人机航空摄影测量与三维重建技术,可以对建筑物、文化遗产等进行高精度的三维建模。

这可以为建筑工程、文物保护等领域提供重要的参考和决策支持。

3. 环境监测与资源管理:无人机航空摄影测量与三维重建技术可以用于自然资源的高精度测量和环境监测。

例如,可以实时监测植被覆盖、土壤侵蚀等情况,为环境保护和资源管理提供科学依据。

无人机1∶500数字航测成图关键技术研究

无人机1∶500数字航测成图关键技术研究

无人机1∶500数字航测成图关键技术研究徐夏炎;答星;吴克友;朱传勇;孔祥娟【摘要】无人机低空航测技术可以迅速、高效、准确的获取影像信息,已经成功应用重大项目建设、城市规划管理、政府决策等领域.本文设计了无人机进行1∶500数字航测外业航飞技术路线、内业空三加密、立体测图等技术流程,结合武汉市东西湖区新沟镇实际生产项目进行试验,分析了作业过程中的关键方法并进行精度检查,结果表明可生成平面精度约为10 cm的正射影像图,数字线划图也符合大比例成图精度要求.本文结合实际分析处理方法的关键步骤,同时为1∶500数字成图提供一些借鉴和思考.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2019(033)003【总页数】5页(P328-332)【关键词】无人机;航空摄影测量;空三加密;立体测图【作者】徐夏炎;答星;吴克友;朱传勇;孔祥娟【作者单位】武汉市测绘研究院,湖北武汉430022;武汉市测绘研究院,湖北武汉430022;武汉市测绘研究院,湖北武汉430022;武汉市测绘研究院,湖北武汉430022;武汉市测绘研究院,湖北武汉430022【正文语种】中文【中图分类】P2310 引言无人机航空摄影测量以其机动灵活、成本低廉、效率较高、支持云层下作业等技术优势,已广泛应用于重大项目建设、城市规划管理、政府决策等众多领域。

以无人机获取的影像信息,完成正射影像(DOM)图制作已较为成熟,由于DOM影像数据只包含二维坐标信息,无法反映地物的真实高程信息。

所以,利用相关高分辨率正射影像数据恢复三维立体模型完成1∶500数字线划图(DLG)的制作,针对外业规划核实测量、违法建筑监测等多项工作都具有借鉴意义。

因此、本文针对无人机航摄数字测图过程中若干关键技术问题,进行了相关研究[1]。

1 无人机航测系统简介无人机航空摄影系统由飞行平台、飞行导航与控制系统、机载传感器设备、地面监控系统、数据传输系统、地面保障系统、发射与回收系统等组成;概括来说,主要由高分辨率数码相机、高精度POS(GPS/IMU)定位、定姿系统或者GPS定位辅助系统组成。

无人机航测影像精度提升方法研究

无人机航测影像精度提升方法研究

无人机航测影像精度提升方法研究摘要:随着经济的快速发展和城市化进程的加快,传统数字化地形图的测制和更新越来越需要新测绘手段的加入与新测绘技术的支撑。

近年来,无人机航测技术在农业、建筑水利领域得到了广泛应用,但是在地图及地上物测绘精度上依然存在不足。

一般来说,Google Earth等遥感手段仍然是了解研究区域的最快和最简单的方法,但它仅具备20—50m的遥感精确度,对研究区域进行调查观察则可获得极高精度的基础资料,但过程复杂、耗时较长。

关键词:无人机航测;影像精度;提升方法引言当前,高分辨率无人机影像在大比例尺测图中应用广泛,像控点的布设方式是影响无人机地形图测绘效率及精度的关键因素。

传统无人机大比例尺测图需要大量野外像控点,探讨像控点的优化布设方案可使测图工作更加高效,成图精度更高。

平原地区承载大量经济、工程建设,对测绘地理信息产品需求更多,已有研究多针对某一具体工程应用中像控点布设方式进行分析,未深入研究平原地区像控点分布与成图精度间的关系以及精度提升措施。

另外,无人机航片高精度定位定向系统(POS)数据对空三加密成果以及测图成果精度有显著影响,目前对其尚缺乏研究分析和实践验证。

1倾斜摄影技术测量原理传统空三测量对倾斜影像数据处理效果不理想,所以需要结合飞机传感器提供的POS外方位元素数据进行联合平差,同时结合现场布设的控制点进行联合平差,通过误差方程解算出影像的外方位元素,以前方交会的形式求出点位的三维坐标。

倾斜摄影测量还用到了多影像密集匹配技术,利用求得的外方位元素构建立体像对,采用多影像匹配技术获取密集点云数据,由于多角度摄像形成了大量冗余点云数据,所以可以通过这些冗余数据校正错误的匹配信息,提高点云数据精度。

经过多影像密集匹配后得到了能够表达地物表面起伏的高分辨率数字模型(DSM),通过软件分析,将合适的影像像素与DSM融合,形成统一的数字表面模型。

再经过正射影像纠正步骤,建立全局优化采样策略,联合几何延伸特征进行纠正,最后才能得到我们所需要的数字模型。

低空无人机摄影测量精度分析

低空无人机摄影测量精度分析

低空无人机摄影测量精度分析摘要:目前,在自然资源部的支持下,无人机低空摄影测量系统在全国范围内大力推广。

无人机低空摄影测量在应急测绘保障、新农村建设用地测绘、复杂困难地区测绘、国土资源利用监测等应用方面具有特殊优势,取得了良好的社会效益和经济效益。

相关科研单位建立了完善的无人机航测服务体系,能够提供包括数据处理软硬件设施、技术培训、售后服务、设备维修保养等在内的一整套服务,解决生产单位的后顾之忧。

国内普遍采用的是经过检校的非量测型数码相机,其利用GPS/IMU定位导航系统定点曝光,通过POS辅助空三结算像片的外方位元素。

基于此,对低空无人机摄影测量精度分析进行研究,仅供参考。

关键词:无人机;低空;摄影测量;精度分析引言工程设计阶段,当前形势的地形图对优化调整设计方案和土地征用量估算具有重要意义。

与传统地形图相比,无人机Tilt摄影测量技术方案可以大大降低现场劳动强度,提高运行效率。

本项目采用实时动态相对定位技术(RTK)测量图像控制点的三维坐标,采用几何水准测量方法测量重要节点区域图像控制点的高度。

经过行业内的共同调整,最终构建了真实场景的三维模型。

结果表明,平面和高程精度满足了1:500大面积测绘的要求,有效提高了高程精度。

1倾斜摄影测量工作流程无人机倾斜摄影测量项目一般根据工作地点的不同划分为外业数据采集与内业数据处理2个阶段。

其中,外业数据采集包括资料搜集、测区踏勘、技术方案设计、像控点与检核点的布设和采集、飞行作业影像数据采集、数据检查等内容;内业数据处理包括数据整理、导入建模软件、控制点刺点、空中三角测量、模型构建、精度检核及精细化修模等内容。

外业的技术方案设计与内业的空中三角测量工作直接关系到生成的实景三维模型的位置精度及模型的精细程度。

2低空无人机系统组成在自然资源部的推动下,国内无人机航测遥感研发与应用成为一个热点领域。

国内的无人机航测遥感系统主要有北京安翔动力科技有限公司的“测绘鹰”无人机、中国科学院遥感应用研究所及其下属企业北京国遥万维信息技术有限公司的“快眼”无人机、中国兵器工业集团中兵光电科技股份有限公司研制的“华鹰”无人机、国家遥感中心资料服务部(中测新图公司)的“LARS-1”无人机等。

PPK辅助无人机摄影测量的精度分析

PPK辅助无人机摄影测量的精度分析

PPK 辅助无人机摄影测量的精度分析随着科技的发展,无人机摄影测量技术在地质、土地利用、城市规划、农业等领域得到广泛应用。

而在无人机摄影测量技术中,PPK 技术的出现被认为是一个重大进步,具有更高的精度和稳定性。

本文将对PPK辅助无人机摄影测量的精度进行分析,旨在探讨PPK 技术在无人机摄影测量中的优势和应用。

一、PPK 技术简介PPK(Post Processing Kinematics)指的是后处理运动学定位技术,它利用GPS 航拍时记录下的导航数据和大地坐标系下的地控点坐标,通过后处理软件来计算相机的精确位置和姿态,从而使测量结果更为准确。

相对于RTK(实时运动学定位)技术,PPK 技术不需要与地面的GPS 基站进行实时通讯,因此可以适应更广泛的环境,并且其精度也更高。

二、PPK 技术在无人机摄影测量中的应用在无人机摄影测量中,常用的定位方式有GPS 实时定位和GPS 后处理定位两种。

GPS 实时定位需要在地面设置GPS 基站,并且需要与无人机进行实时通讯,因此需要一定的技术和设备支持。

而PPK 技术在采集数据时只需要对数据进行记录,利用后处理软件对数据进行处理即可得到更精确的定位信息。

PPK 技术在无人机摄影测量中的应用具有以下优点:1.计算精度更高与GPS 实时定位相比,PPK 技术在定位精度方面更为准确,平均精度可以达到厘米级别,能够满足精细测量的需求。

2.容易操作PPK 技术对操作人员要求较低,只需要在航拍时进行记录即可,不需要进行实时通讯和在地面设置GPS 基站,因此操作更为简便。

3.更加稳定PPK 技术可以实现离线定位处理,因此可以避免GPS 信号不稳定、影响测量精度的因素。

同时由于不需要进行实时通讯,也可以避免通讯不稳定造成的影响。

三、PPK 技术在无人机摄影测量中的精度分析1.数据采集首先,我们需要对拍摄区域内的地面控制点进行测量和标记。

在飞行过程中,可以通过无人机搭载的GPS 模块自动记录飞行轨迹,并与地控点的大地坐标系进行对比,得出相机的精确位置和姿态信息。

无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨

无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨

无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨随着科技的进步和无人机技术的不断发展,无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用正变得越来越广泛。

相比传统的测量方法,无人机航空摄影测量技术具有成本低、效率高、精度高等优点,因此被广泛应用于地形图测绘领域。

本文将探讨无人机航空摄影测量技术在地形图测绘中的应用,包括其优势和挑战,以及未来的发展方向。

一、无人机航空摄影测量技术的优势1. 成本低相比传统的测量方法,使用无人机进行航空摄影测量可以大大降低测量成本。

传统的测量方法需要大量人力和物力投入,而无人机只需要少量人员即可完成测量任务,大大降低了成本。

2. 效率高无人机航空摄影测量技术可以快速、高效地完成测量任务。

由于无人机可以在空中自由飞行并进行自动化摄影,因此可以在较短的时间内完成大面积的地形图测绘,大大提高了测量效率。

3. 精度高无人机航空摄影测量技术可以实现高精度的测量。

通过使用高分辨率的航空摄影设备和先进的数据处理技术,可以获得地形图的高精度测量数据,满足不同需求的精度要求。

1. 地形图测绘无人机航空摄影测量技术被广泛应用于地形图的测绘工作中。

通过无人机航空摄影测量,可以获取大范围、高精度的地形数据,为城市规划、农业生产、水资源管理等领域提供重要的地理信息支持。

2. 灾害监测无人机航空摄影测量技术在灾害监测中也有重要应用。

在地震、洪涝、森林火灾等灾害发生后,无人机可以快速飞行并进行航空摄影,获取受灾区域的高分辨率影像,为灾害评估和救援工作提供重要数据支持。

3. 建筑测量无人机航空摄影测量技术可以用于建筑物的测量和监测。

通过使用无人机航空摄影测量技术,可以获取建筑物的立面图和三维模型,为建筑设计和监理提供数字化的技术支持。

1. 数据处理无人机航空摄影测量获取的大量数据需要进行高效、精确的处理,包括图像拼接、三维重建、数字模型等技术。

这需要专业的数据处理人员和先进的数据处理软件,是无人机航空摄影测量技术面临的挑战之一。

无人机航测成果精度分析

无人机航测成果精度分析

抚顺市东洲区千金乡1:1000数字线划图(DLG)航测成图项目 成果精度分析报告1.无人机航空摄影测量概述低空数字航空摄影测量相对传统摄影测量来说,机动快速,操作简单,云下摄影,能获取高分辨率航空影像,影像制作周期短,效率高,成本低,在应急测绘、困难地区测绘、小城镇测绘、重大工程项目测绘、小范围高精度测绘应用广泛。

但是,固定翼无人机舰空摄Array影侧量系统采用的传感器是由工业级CCD 改装的相机。

这种相机为非测量相机,较之传统的测绘航空摄影传惑器,存在着光学畸变差CCD阵面非正交性所产生的误差。

另外,由于CCD阵面为非正方形,其摄影机的放置方式也影响实际航空摄影的基线长度。

再加上后期像控点联测,立体量测的误差,形成了影像无人机航空摄影测量最终产品质量的主要因素。

2.影响无人机航测精度的几大要素固定翼无人机航空测量系统在进行地形测量时,存在着测量误差。

这些误差主要来源于仪器误差、人为误差、气候等外界因素影响产生的误差。

a)仪器误差。

由于仪器设计、制作不完善,或经校验还存在残余误差。

这部分误差主要是传感器量化过程带来的系统误差。

b)人为误差。

由于人的感官鉴别能力、技术水平和工作态度因素带来的误差,以及像控识别、空三加密、立体采集产生的人为误差。

c)外界因素。

由于天气状况对飞行器姿态和成像质量的影响产生的误差。

3.无人机航摄误差分析由于固定翼无人机的载重及体积的原因,无法搭载常规的航摄仪进行测绘航空摄影,自前选用的是中幅面CCD作为传感器的感光单元,经过加固和电路改装以后,成为具有稳定内方价元索豹数码相机。

由于感光单元的非正方形因子和非正交性以及畸变差的存在,畸变差的存在使测量成果无法满足精度要求。

4.像片控制测量误差分析像控点精度有刺点精度和观测精度。

在观测精度符合设计要求的情况下,刺点精度成为影响像片控制测量精度的主要因素。

由于固定翼无人机的像幅较小,可供选择像控点位的范围相对较小,经常会出现在像控点布设的范围内找不到明显地物刺点,尤其是在野外居民地稀少地区,像控点选刺在地物棱角是否明显,影像反差是否理想的地点,都是制约像控点精度的因素。

测绘工程中的无人机航测与空中摄影测量技术研究

测绘工程中的无人机航测与空中摄影测量技术研究

测绘工程中的无人机航测与空中摄影测量技术研究摘要:本论文探讨了无人机航测与空中摄影测量技术在测绘工程中的应用。

首先,介绍了无人机航测的概述,其独特的优势和广泛的应用领域。

接着,对空中摄影测量技术的定义、历史和基本原理进行了回顾。

随后,深入讨论了无人机航测技术,包括传感器与设备、航线规划与飞行控制,以及数据采集与处理。

最后,强调了空中摄影测量技术在地图制图、土地管理与规划,以及灾害监测与环境保护领域的重要应用。

这些技术的不断发展将为地理信息系统和测绘领域提供更多可能性。

关键词:无人机航测;空中摄影测量;地理信息系统引言无人机航测与空中摄影测量技术代表了现代测绘工程领域的重大突破。

这些技术的出现改变了传统测绘方法,为地理信息数据的获取和分析提供了更为灵活、高效、精确的途径。

本论文将深入探讨无人机在测绘工程中的应用,包括其优势、技术原理以及广泛的应用领域。

同时,我们也会回顾空中摄影测量技术的发展历程,以及其在地图制图、土地管理、环境保护等领域的作用。

通过本文的研究,我们旨在强调这些技术的关键作用,为未来的测绘工程和地理信息系统提供更多可能性。

一、无人机在测绘工程中的应用1. 无人机航测的概述无人机航测是一种利用无人驾驶飞行器(无人机)进行地表或地物的三维数据采集的测绘方法。

这一技术的出现源于对传统测绘方法的不足,包括成本高、数据获取速度慢、难以访问危险地区等问题。

无人机航测通过载载各种传感器的无人机,可以快速、精确地获取大范围的地理信息数据,包括数字地形模型(DTM)、数字表面模型(DSM)和高分辨率的影像数据。

2. 无人机航测的优势无人机航测技术具有多重优势,使其在测绘工程中备受青睐。

首先,它能够在不同类型的地形和环境中灵活应用,包括山地、森林、城市和水域等。

其次,相对于传统飞机或直升机,无人机的运营成本明显降低,包括燃料和人力成本。

此外,无人机可以进行低空飞行,因此可以获取更高分辨率的数据,从而提供更精确的地理信息。

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分类号__________ _单位代码___________学号_________ __密级___________本科毕业论文(设计)无人机低空摄影测量成图精度研究院(系)名称:专业名称:年级:学生姓名:指导教师:年月日目录摘要 (4)Abstract (5)前言 (6)一、无人机低空摄影测量系统及其关键技术 (6)(一)低空摄影测量系统 (6)1.快速机动的响应能力 (7)2.高分辨率遥感影像数据的获取能力 (7)3.成本低,安全可靠 (7)(二)低空摄影成图的关键技术 (8)1.摄影外业控制测量 (8)2.摄影内业处理技术 (8)二、无人机低空空摄影测量成图精度研究分析 (9)(一)无人机低空摄影测量成图精度的影响因素 (10)1.影像的重叠度 (11)2.像片倾斜角与旋偏角 (11)3.航带弯曲度 (12)4.航带内最大高差 (12)(二)测区像片控制点的分布 (12)(三)精度分析 (12)1. 理论精度分析 (15)2.实际地形图精度分析 (15)3.DOM实际精度分析 (17)结论及展望 (19)(一)结论 (19)(二)展望 (19)参考文献 (22)致谢 (22)摘要无人机技术由于其具有时效高、分辨率好以及较低的成本、风险、可重复性等优势,应用非常广泛,譬如在地震中测量中的应用,自然灾害的检测以及气象的检测等。

对于无人机低空摄影测量技术,由于可以实现大面积且常规方法难以摄影的地区、已发生突发自然灾害的地区的摄影测量,因而已成为现今获取地理数据常用的技术手段。

本文以低空数字摄影测量系统为研究对象,着重就无人机低空摄影测量成图精度进行分析,包括试验数据的获取,摄影质量的检测,测区的像片控制点分布以及数据处理精度,最后比较得出结论。

希望通过本文无人机低空摄影测量成图精度的分析,为相关人员提供借鉴和参考。

关键词:无人机技术;无人机低空摄影测量技术;成图精度研究AbstractDrone technology since it has limitation, good resolution, low cost, high risk, the advantages of the repeatability, application is very broad, such as the application of the measurement in the quake, the detection of natural disasters as well as the meteorological detection, etc. For unmanned aerial vehicle (uav) low-altitude photogrammetry technology, because the photography can be difficult to achieve large area and conventional methods of region, the sudden natural disasters has occurred of photogrammetry, and thus has become a current geographic data commonly used technical means. Taking low-altitude digital photogrammetric system as the research object, mainly on uav low-altitude photogrammetry mapping accuracy is analyzed, including the test data acquisition, photographic quality detection, the photo control point distribution and precision of data processing of measuring area, the final conclusion. Hope that through this article uav low-altitude photogrammetry mapping accuracy analysis, providing reference for relevant personnel.Key words:Unmanned aerial vehicle (uav) technology; Unmanned aerial vehicle (uav) low-altitude photogrammetry technology; Mapping accuracy前言近年来,我国经济不断发展,技术不断进步,信息化程度不断加深,人们对遥感影像的分辨率以及实时性和时效性都提出了很高的要求。

但传统的测绘方法很难满足这些要求,要借助常规测量仪器开展测量工作,存在效率低、周期长等不足,而卫星遥感技术获取的影像分辨率较低;在现有技术条件下,航空摄影测量成为获得高分辨影像的首选技术手段, 但是传统航空摄影测量对外界条件的依赖性较大,相关工作的开展也并不顺利。

基于无人机的低空摄影测量技术得以广泛应用,由于其特有优势,较低的成本以及较高的时效性、分辨率,同时由于其较低的消耗以及风险性等,且可实现较大面积,较难测绘以及较易发生冲突的地区的测量,应运而生。

作为一种新的测绘手段,对其成图精度的分析,探讨其影响因素,对于无人机低空摄影测量技术具有非常重要的作用。

基于此,本文探讨了基于无人机低空摄影测量成图的精度。

对于无人机低空摄影测量技术,国外已经进行相当广泛的研究。

国内研究虽然起步较晚,但也应经取得了很大的进步。

一、无人机低空摄影测量系统及其关键技术(一)低空摄影测量系统无人机是一种以无线电遥控设备或由自身程序控制为主的不载人飞机,即是利用无线电遥控设备,实现无人驾驶的飞机。

其搭载高分辨率CCD 数码相机作为遥感平台,形成了无人机低空航摄系统。

无人机低空摄影测量技术的测量系统,包括:无人飞行平台,飞行导航与控制平台,地面的监控,任务设备,数据传输系统等。

它可以快速高效地获取高分辨率遥感影像,并运用无人机航摄遥感影像内业处理工作站对数字影像数据进行批量处理,按照内业规范精度要求制作地形图、DOM、DEM、DSM 及相关专题图等地理信息产品。

总之,无人机低空航摄技术是集成了高空拍摄、遥控、遥感、以及航空摄影测量的新型应用测绘技术,以数据快速处理系统为技术支撑,具有对地快速实时调查监测能力。

无人机低空摄影测量技术具有在云下低空飞行的能力。

与卫星航天光学遥感和大飞机航空摄影等常规航摄系统相比,具有以下优点:1.快速机动的响应能力无人机运输便利,车载系统可快速到达指定目标区域,对天气依赖小,起降受地形条件影响小,无需专用机场支持,可以通过弹射或者地面方式如草地、空地、道路等多种地域快速起飞,用滑行或伞降的方式回收,可及时准确地获取实时、直观和可靠的遥感影像,有效地提高地理信息获取的时效性、针对性、准确性和科学性。

2.高分辨率遥感影像数据的获取能力无人机低空航摄系统可获取高分辨率遥感影像和POS 定位数据,并可搭载不同的传感器,获取多时相、多光谱、多分辨率的遥感数据。

无人机平台搭载的数码成像设备,具备面积覆盖、垂直或倾斜成像的技术能力,可获取厘米级分辨率的遥感影像,可制作大比例尺DLG、高分辨率DOM、高精度DEM 等数字地理信息产品。

3.成本低,安全可靠由于无人机的体型小,耗费低,无需专用的起飞和停放场地,其使用和维护成本远远低于载人飞机系统和遥感卫星。

无人机航摄系统可以通过测控地面站设计飞行航线,飞行导航控制系统保证无人机按规定航线飞行,影像数据可通过数据链实时或准实时传输至地面控制端,因此,即使无人机受损,也能保障人员安全和数据安全,并可进入沙漠、突发自然灾害和放射性灾害等困难地区进行航拍作业。

综上所述,与卫星、载人航空等遥感平台相比,无人机遥感具有明显的技术优势,但是仍存在缺陷,主要包括:复杂的地形条件对无人机飞行和操控的影像较大;恶劣的天气(如大风、大雾、大雨、大雪等)影响无人机的航拍工作,无法获取高质量清晰的遥感影像。

(二)低空摄影成图的关键技术摄影外业控制测量包括基础控制测量和像控点联测,主要任务是为空三加密提供像片控制点的物方大地坐标和影像上具体的刺点位置,目的在于把航摄数据与大地测绘成果联系起来,使航摄遥感影像量测具有与地面测量相同的数学关系。

像片控制点的量测精度直接影响数字产品的精度,因此,根据外业规范要求,提出像片控制点的布设和测量优化设计方案。

本文采用DPGrid 软件和Virtuozo 全数字摄影测量工作站进行无人机低空影像数据的内业处理过程,主要包括影像数据预处理、自动空三加密和3D 产品生产。

无人机低空摄影成图的关键技术是影响数据的预处理技术,影响匹配的技术以及3D产品的输出技术。

无人机低空摄影成图的处理关键是对这三个过程的处理。

对于影响匹配来讲,重点是进行特征点提取,匹配测度,以及匹配策略。

1.摄影外业控制测量外业控制测量由基础控制测量和像控点联测构成,通过前者与地面测量保持同步一致的数学关系,通过后者保证地理信息数字产品的精度。

像片控制点有三种类型可供选择,即平面控制点、高程控制点和平面高程控制点,结合航测成图精度的具体内容,各控制点的布设应满足全测区统一布设、统一测量、成图满幅等要求,对于地形较为复杂、对成图精度要求较高的摄影测量,应选择全野外布点,所用到的像片控制点均由外业测定; 而大地坐标像片控制点的布设,可进行非全野外布点,以空中三角测量方法便可获取加密点的大地坐标,根据实际情况选用航带网法布点方案或区域网法布点方案,联测通常采用分级控制的方式,在GPS 等控制测量基础上,参照低空数字航摄测量外业规范要求完成像片控制点的布设。

2.摄影内业处理技术内业数据处理包括数据预处理、自动空三加密和3D 产品生产三部分内容,其中数据预处理的流程为: 影像、相机和POS 资料→设置测区参数→影像预处理→导入POS、设置航带→调整航带对应关系,该流程核心部分影像预处理,包括畸变差改正、Wallis 滤波变换、生成快视图和金字塔影像等环节,畸变差是系统误差的一种,对其进行改正可从原始影像出发,运用相机检校,还可以对像点坐标进行纠正,结合灰度插值法来改正图像,即将彩色影像转变为灰度影像, 然后映射到给定的灰度方差值,通过局部影像的转变来干烧图像的质量,然后采取从粗到精、不断细化的分级匹配策略,建立金字塔影像。

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