浅谈无人机航空摄影测量空三加密精度分析

浅谈无人机航空摄影测量空三加密精度分析作者：李文昌
来源：《名城绘》2020年第10期
摘要：随着社会的发展，我国的测绘工程建设的发展也有了改善。

借助全数字化的摄影测量系统实行空三加密技术有着高度自动化等诸多特点，其目前也得到了工作站当中各个部门的广泛应用，就现阶段的应用情况来看，它已经使得相关工作效率得到了显著提升。

为此，文章就对当前无人机航空摄影测量空三加密技术的应用现状进行了深入分析，同时阐述了其生产的流程，希望借此可以使空三加密技术的精度得到进一步提升。

关键词：无人机航空摄影测量;空三加密;精度分析
1 无人机航空摄影测量空三加密的阐述
实际上空三加密就是空中三角测量，该技术能够借助极少的控制点物方还有像方坐标，求出未知点具体的坐标，并以此使得模型之中已知点的数量能够提升至四个乃至更多，同时通过上述已知点还可以进一步分析与研究位于影像外方向上的各种元素。

倘若空三加密精度达不到标准，那么便极有可能会出现航空摄影测量外业像控点的量测以及航飞环节被迫返工等情况，从而导致航空摄影测量内业的后续流程无法正常进行。

相较于传统的航空摄影测量，应用无人机进行航空摄影测量所需要投入的成本较少，并且时效性也要更强，其近些年在绘制地形图以及三维建模等工作当中得到了极为广泛的运用。

然而，凡事皆有弊端，该技术同样也不例外，例如影像畸变较大、姿态的稳定性不够以及基高比偏小、高程的精度较低与模型的切换过于频繁等等。

当前我国市场上还未出现一款可以完全解决上述所有问题的无人机航空摄影测量空三加密软件，现有的精度几乎无法满足我国传统航测的标准与要求。

2 数据与研究方法
2.1 数据获取
首先，选取了图书馆侧面的拐点，道路交叉点等20个控制点，然后使用DronesMap软件进行航线设计，通过全景图查看收藏位置并获取实景图，预览最佳航拍点。

飞行前设定相关参数，保证有效的航向和旁向重叠，旁向重叠度设置为15%—60%，最小不小于8%，航向重叠度设置为60%—80%，最小不应小于53%。

最后基于2次正摄和6次倾斜摄影的飞行路线拍摄到162张建筑物序列影像。

将本次拍摄的影像数据分为两组，数据一和数据二的拍摄高度和影像数量均有差异，数据一的航拍高度和影像数量均大于数据二，数据源的差异便于后期对建模影响因素的分析。

2.2 研究方法
本文研究步骤如下：1）以无人机获取的影像为数据源，通过PIX4D软件筛选出有效数据;2）利用控制点建立航片和地物的对应关系，自动进行空中三角测量、光束区域网平差;3）相机自动校验后，进行点云加密，生成高密度和精细的三维点云，然后快速生成三角网格;4）在PIX4D自动亮度和颜色校正后，结合图像坐标系、地理定位和方向、相机的型号完成带有纹理的建筑物三维建模。

3 优化与完善相机的检校方式
目前，绝大多数的生产单位在无人机的航空摄影测量生产工作中，所使用的均为非量测相机，而为了能够取得一个理想的航测精度，对非量测相机做必要的检校便成为了其中一个必不可少的环节，而且非量测相机的畸变差参数稳定性较差，因此需要隔一段時间便对其进行一次全面的检校。

现阶段，主要借助比较一下几种方案来对相机检校实施的具体方案进行确定。

3.1 相机的自检较
自检较其实就是指借助定焦相机内部镜头自身的光学结构并不会因主距转变而随之发生改变的特点，利用预检校获取内方位元素的具体变化规律，以此来尽可能的减少在检校过程中未知数出现的数量，最终实现模型简化等目标。

在无需构建检校场的基础上，仅通过目标附近的影响以及影像间对应的关系便可完成相机检校，此类方案成本较低，整体操作也相对简单，只需要使用一些软件与影响便可完成，然而在经过了项目实验之后发现，这一方案最大的弊端即稳健性低，空三机密技术的精度几乎得不到有效的提升，只适用于相机参数相对准确的影像之中，倘若相机的参数已经发生了明显变化，那么优化的最终结果往往会与预期存在较大出入。

3.2 物理检校
经实现发现，通过这一方案所得到的参数相对准确，借助该相机的检校参数可以让空三加密精度得到大幅提升。

然而这一方法同样也有一些不足之处，例如整体的费用偏高，耗费的时间相对较长，极有可能会对其它的项目航摄产生影响，而且还需要投入大量资金相机在运送工作中，并且运送风险也极高。

3.3 依据测区的特点对软件配置进行优化
3.3.1; Pixelgrid软件
就目前来看，Pixelgrid软件在我国现有的空三软件中处于绝对的领先地位，因为它有着极为可靠的稳定性，同时也可以对其质量进行适当控制，所以目前被广泛应用到了航测领域中的
信息处理工作中。

在借助Pixelgrid软件处理相关的航测数据时，软件对于步骤进行了极为细致的划分，程序整体较为稳定、任何一个环节均可以进行质量控制以及人工干预、对于无人机的飞行姿态无严格要求是其优点，而其缺点则为数据处理效率较低、自动化水平较弱以及无法达到项目的工期标准等。

3.3.2; Inpho软件
相较于Pixelgrid软件，Inpho的表现更为出色，它是目前国际上极为先进且可靠的一个数据信息处理系统。

极高的自动化水平与匹配精度是Inpho软件最突出的优点，而其缺点也同样显著，例如对地物纹理还有无人机在飞行状态下的姿态等有着极高的要求，在条件较差的测量区域中错误匹配的概率明显增加等。

除此之外，该软件所需的人工干预量比较少，很难保证在困难区域的加密精度。

在传统航空摄影测量工作中，往往使用一个软件来进行空三加密，因此经常会出现返工现象还有点位中的误差超过限制等情况。

4 结语
本篇文章对无人机航空摄影测量空三加密技术进行了深入分析，同时还对提高其精度的方法进行了研究，借助对比不同的相机检校方案，结合精度、成本投入还有效率等因素，对软件组合以及配置等进行了科学优化，最终实现了对传统的空三加密方案的优化与完善。

在经过了一段时间的时间应用之后，发现完成优化工作的空三加密技术能够有效解决无人机航空摄影测量工作中存在的精度偏低等问题，而且空三结果可以满足由国家制定的1：1000与1：2000地形图的精度标准，进而让航测的成图精度得到了进一步提升。

总而言之，本篇文章给无人机航空摄影测量成图等工作提供了全新的思路以及较为科学的方案，希望借此能够为相关的工作人员提供一定的帮助。

除此之外，我们坚信相信随着互联网与计算机技术不断地完善与发展，未来测量的速度还有精度必将得到显著提升，从而促使测绘从数字化逐渐转变为信息化，最终在我国的国民建设工作中展现出无可替代的作用。

参考文献：
[1]李欢.低空无人机倾斜摄影测量成果精度研究[J].甘肃科学学报，2020，32（02）：27-33.
[2]张富兰.无人机航空摄影测量在河道地形图测绘中的应用[J].智能城市，2019，5（06）：51-52.
（作者单位：西安大地测绘股份有限公司）。