低空无人机航测1_1000地形图

低空无人机航测1_1000地形图 1 000低空无人机航测 地 形 图 1? 昶林莉黄 ( ,61010)0四川省遥感信息测绘院四川成都 TopographicM ap of 1? 1 000Sc ale by Means of Aerial Survey with Pilotless Aircraft in Low Altitude Lin Huang Chang Li 1? 1 000 ,摘 要 提出了利用固定翼轻型低空无人飞机航摄测绘 地形图的研究了从航空摄 、、、, 影像片控制内业加密描调编一体化成图的工艺流程以及精度实现对影像获取困难地区完成航测以 。,及快速成图有着重要的现实意义随着固定翼轻型无人飞机航摄系统的推广应用也将在数字城市建 、、。设国家应急救灾及灾后重建地理国情监测和新农村测绘保障等方面发挥积极的作用 关键词 无人飞机航摄 工艺流程 精度 一体化成图 + U212. 24 1; P231::B 文献标识码 中图分类号 GPS随着固定翼轻型低空无人飞机技术的发展和 1. 1系统硬件 , 自动驾驶技术的运用利用无人飞机进行应用于测绘: 、 硬件系统由五部分组成无人机飞行平台传感器 。,, 的航空摄影成为现实无人飞机体积小巧机动灵活( ) 、、数码相机飞 控 系 统地面监控系统与 遥 控 器 以 及 ,,不需专用跑道起降受天气和空域管制的影响很小能 。 地面运输与保障系统 。够在极短的时间内快速获取影像研究利用无人飞机 : 、、无人机飞行平台无人机由机体操纵系统动力 ,获取的航空影像进行地形图测绘对影像获取困难地 。系统三部分组成 ,区以及需要快速成图的地区有着重要的现实意义其 : 5D mark 传感器航摄用传感器配备佳能 ?定焦 、,、、 快速现时性强等特点将在城市规划数字城市建设,35 mm 24 mm。数码相机焦距分别为 和 相机像素大 小、国家应急救灾地理国情监测和新农村测绘保障等方 6. 4 m,5 616× 3 7442 100 ( 为 μ像幅大小为像素 像素万 。面发挥积极的作用 ) 。像素 : UP30,飞控系统飞控采用自 动 驾 驶 仪 它 高 度 集 1低空无人飞机航摄系统 GPS 、、、成了 接收机气压传感器空速传感器飞行控制 , 系统等部件可以稳定控制各种气动布局的中低速无2011-11-23: 收稿日期 ,、。 人机实现导航定位和自主飞行第一作者简介: 林 莉( 1972—) ,女,1996 年毕业于西南交通大学航空 ,。摄影测量与遥感专业工程师 : 地面监控系统与遥控器地面监控系统包括地面 櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆 ,,,,要求除提供江底隧道轴线地形的对比剖面图外还提 设计并指导施工达到了信息化施工的目的为以后的 。。供类似陆域盾构监测的报表 工程作了技术准备 参 考 文 献7结束语 ,1,,, ,M,, : 夏明耀曾进伦地下工程设计施工手 册北 京中 国 建 筑 工 ,1999业出版社 ,在盾构隧道施工过程中通过江底沉降监测掌握 ,,, GPS , : ,M,2,,周忠谟易杰军周琪卫星测量原理与应用北京测绘 了钱塘江江底土层在地铁盾构隧道施工过程中的动态 ,1999出版社 1 。、UP30 ( ) 、所示的对应关系如表 监控工作站联想便携式计算机飞控软件电 。UP30 台和天线其中在 飞控软件中设计编辑航线和 1表 地面分辨率对应 ,, 航路点能够实时修改无人机的飞行姿态和目标航点成图比例尺 地面分辨率 。 同时可实时显示无人机的各种飞行参数和电池电压1? 5005 cm 1?1 00010 cm 左右 。 所有这些数据均通过电台和天线与无人机进行通讯20 cm 1?2 000左右 ,遥控器是手动控制无人机飞行的远程控制设备技术 50 cm1?5 000? 娴熟的操控手利用遥控器可以实现无人机滑跑起飞和 1 ? 10 000 100 cm ? 。降落 35 mm ,本次航摄采用 焦距的数码相机其焦距和 : 地面运输与保障系统地面运输与保障系统配有 ,, 像元尺寸是确定的航高与地面分辨率有关它们存在,。一辆汽车可长距离装载运输无人机设备另外还配 以下比例关系、、。有警示筒警示衣警示绳等安全保障设备 f / H = , / GSD 1. 2配套软件 f 35 m)m ,H ,, ( 上式中 为 焦 距 为 航 高为 像 元 尺 寸 、、 包括曝光点设计软件航摄质量快速检查软件影( 6. 4 m) ,GSD μ为地面分辨 。像预处理软件 。率 根据以上公式可计算出本次航摄的相对航高约为2地形图航空摄影测量 550 m,1 070 m。绝对航高 1,项目位于四川 绵 阳 某 地是 关 于 火 车 站 扩 建 的 , 根据航测要求本次航摄航向重叠度设定为 1 000 ,规划用图前期使用全野外测图并已经开 ? 65% ,35% ,旁向重叠 度 设 定 为 按照计算的航高和重 叠2 ,,10 10 km。展但工期甚急无法满足 天完成 的 要 求 、,,度地面分辨率等参数输入航线设计软件计算曝 光 ,520 m,测区地形类别为丘陵平 均 高 程 约 交 通 较 发 ,、、点坐标并可确定本次航摄的航线数相片数基线 ,( ) ( ) , 达宝鸡成都铁路纵穿其内农村居民地零 星 分、、。 长度旁向间距总航程等参数2 ,10 km。布较多面积约 ,2011 天气允许即可进行航摄本次摄影时间为 年 2000 、1985 甲方提供绵 阳 坐 标 系国 家 高 程 基 准 1 4 2。,月 日获取影像参数见表 2 表 影像参数 CORS 2000 ,,的 参数及 账 号成图亦采用绵阳 坐 标 系 2 23 km测区名称 绵阳 摄区面积 1985 。国家高程基准 35. 473 5m m佳能 5Dmark? 数码相机焦距 相机类型 1 。工艺流程如图 所示 总片数 632600 m90 m相对航高 基线长度 真彩色 航向重叠 65% : 70% 旁向重叠 35% : 40% 影像色彩 6. 4 m 11 cm像素大小 地面分辩率 μ 2. 2像片控制 ( 1) 布点及要求 ,《》,本次航摄为 南 北 飞 行根 据航 外 规 范的 要 求 6 ,该区域外业按 条基线逐航带布设平高像控点并在 测区铺装路面布设高程点以检查加密和成 图 的 高 程 。 精度 、、、像控点尽量选在平房房角道路行车线斑马线 、0. 2 mm 花台角影像小 于 的点状地物中心等明显的 ; ,、,地方若确无明显地方可分开布设平面高程控制点 1 图 工艺流程 、、但不能选在人字顶房角有草丛的田埂有弧度的田角 ,,等当布设的点高于地面时还 应提供该点至地面的 2. 1航空摄影 。比高 GSD ( ,使用数码 相 机 航 摄 时航 线 设 计 以 地 面 分 ( 2) 像片控制点及检查点的施测 ) ,GSD,辨率为出发点先由成图比例尺确定 进而确定 CORS ,本次像片控制测量采用绵阳市 系 统根 据 。,GSD 航高在高差较小的地区航摄时成图比例尺与 2000 1985 提供的参 数直接获取绵阳 坐 标 和 国 家 高 3 像控点测量主要技术要求应符合表 的 精 度、; 。协调合理?平面和高程的精度检测 : 。 清绘编辑的基本内容包括?将调绘的各类属性 规定 ; 、、; 上图?导入全野外采集的新增遗漏补测的地物? 3 表 像控点精度规定 ; 进行房檐改正以及新增的距离交会地物?修改外业 / m 点位中误差 等 级 高程中误差 观测次数 ; 1 /10 发现的采集错误并将地理名称上图?按照图式处理 ? 0. 2 像控点 等高距? 1 ; 。编辑各类图形关系并配置符号?整饰图幅并接边 113 、135 。本次共测量了 个像控点个检查点 2. 5成图精度评估 2. 3 内业加密 1? 1 000 ,根据规范 要 求丘 陵 地 区地 形 图 明 显 , 进行区域网空中三角测量平差前需对经畸变差 物点对最近野外控制点的平面点位中误差不得大于图 地 ,改正后的原始航空影像进行无控制自由网平差如果 0. 6 m(m 0. 6 )m ,2 上 实地 最大平面误差为 倍平面中 2 /3 ,个像素像点收敛值不大于相对定向误差不大于 。误差高程注记点对最近野外控制点的高程中误差不 2 /3 ,,个像素则该原始航空影像畸变差改正正确可开 0. 5 ,m得大于 等高线对最近野外控 制点的高程中误 。 展后续工作 0. 7 ,m2 。 差不得大于 最大高程误差为 倍高程中误差VirtuoZoAAT 3. 5 利用 空三加密软件进 行 无 人 机 ,抽样对一幅样本图幅进行了精度检测按照像控 点精,4。航空影像区域网平差精度情况见表 69 44 度采集了 个平面检查点和 个高程检查点进 行成4 、《表 中 平 面 限 差高 程 限 差 为数 字 航 空 摄 影 测 ,。图精度检测完全满足规范要求成图精度情况 》1? 1 000 量 空中三角测量规范对 丘陵的精度要 6。见表 。求 m4表 区域网平差精度 m6表 成图精度检测 平面最大误差 平面限差 高程最大误差 高程限差 0. 2960. 30. 2420. 26内容 检查点个数 中误差 最大误差 规范中误差 定向点 690. 270. 570. 6 0. 3580. 50. 3990. 4平面 检查点 440. 350. 720. 5高程 1 ? 1 000 测区有部分外 业 全 野 外 测 绘 地 形 图 数 3结论 ,, 据为了进一步检测高程精度将图内内已有外业实测 1?1 000利用固定翼轻型低空无人飞机航摄测绘 ,高程点导入立体模型检测立体模型高程精度精度情 地形图在丘陵或者山地完全能够满足规范 的 精 度 要 5。况见表 m5 表 高程精度检测 ,,,求其平面精度优于高程精度根据常规航测的经验 检查点 高程中 航内规范中 在平坦地区是否满足高程精度还需要更多的试验进行 图号 地形类别 最大误差 ( d)个数 误差 误差Δ 。 验证3496. 0 , 474. 5610. 2600. 7620. 5丘陵 10 ,本项目从航飞开始到上交成果只用了 天时间 3495. 5 , 474. 5600. 1880. 6660. 5丘陵 10 ,是全野外测图效率的 倍以上这对快速获取中小面 2. 4一体化成图 。 积规划用途或者应急用图具有十分明显的优势“—采用内业 数 据 采 集外业调绘编辑一体考 文 献 参 ”。 技术路线化的首先利用全数字空中三角测量成果恢复立 GB / T 7931—2008 1? 5001? 1 000 ?1 2 000 ,1, 地 形 图 航 S, ,影测量外业规范,、, 体模型并 对 相 对 定 向绝对定向进行检查再 根 据空 摄 GB / T 7930—2008 1? 《》、《》《》、, 内业规范图 式及代 码采 集 地 物地 貌 要 素,2,5001? 1 000 2 000 地 形 图 航 空 摄 S,,影测量内业规范 1 ? ,并在进行简单编辑并打印外业根据打印图纸和测图 ,3,B / T 23236—2009 S,G,数字航空摄影测量 空中三角测量规范 ,《》、、,数据根据外 业 规 范进 行 外 业 修 测补 测调 绘采 CH / T 1009—2010 S,( RTK) ,,4,全球定位实时动态测量 ,100% 用电子清绘与编辑一体化 作 业经 两 级 检 查 后 提GB / T 20257. 1—2007 1 1 ?,5,国家基本比例尺地图图式第 部 分 交成果 500 1? 1 000 2 000 S,,地形图图式 1? : 调绘的基本内容包括?对内业采集的所有要素 ,6,,, ,M,, : 张祖勋张剑清数字摄影 测 量武 汉武汉测绘科技大学出 ,1996; 、、;版社 进行定性?补测补调隐蔽新增和采集遗漏的地物