无人机在DOM生产中的应用

引言

传统的摄影测量技术周期长、成本高,无人机航空摄影测量的发展有效补充了传统航空摄影测量的空白,具有广阔的应用前景。无人机航空摄影测量技术具有实用性强、运输便利、能够快速到达指定测区、更新陈旧地理资料等诸多优点,无人机航空摄影作为一种新的测绘手段已经不断运用在外业工作中。本文通过无人机航空摄影测量获取影像数据,对获取的影像数据资料通过计算机软件进行处理,重点突出无人机获取航空影像手段在测绘生产中的优势,结果表明无人机航空摄影测量生成的数字正射影像成图精度可满足精度要求。

1数据来源

本次试验以拓普康天狼星PRO无人机作为航空摄影测量的平台,高分辨率航空影像获取的时间为2015年3月24日,飞行区域为吉林省某地区。本次无人机航摄飞行设置7条航线,其中6条航线在研究区范围内,无人机飞行速度为80km/h,拍摄约81张航摄相片,分辨率为4592×3448,飞行高度约为187m,飞行时间约为25min。本次试验高分辨率航空影像以及外业样地GPS坐标位置点全部转换到统一的坐标系下,采用西安80坐标系。无人机在作业时严格按照技术设计要求进行航摄飞行。外业调查时间为2015年3月15日一20日,利用GPS、全站仪测定点位的平面位置和高程,测定完毕后记录全站仪读取的数据,为内业数据处理做充足准备。

2外业工作流程

无人机航空摄影所获得的数字正射影像图(DOM)和传统的地图相比,具有信息量丰富、直观、清晰度高等优点:无人机航空摄影生产周期短,实时性好。目前,航空摄影主要用于城市规划、国情和资源普查、地级管理等。因此,为充分了解无人机航空摄影获取DOM的全部过程,有效掌握其核心技术与内容,提高工作效率,本文将利用无人机航空摄影测量获取影像数据,将得到的影像数据资料通过计算机软件进行处理,进一步研究无人机在DOM生产中的应用。

目前,无人机航空摄影测量基本上使用的都是基于GPS辅助空中三角测量的方案,外业工作流程如图1所示。

3内业数据处理

本次无人机航空摄影测量内业处理使用的软件是拓普康公司设计并研发的MAVinciDeSktop系统,可以得到快速可视化的数据成果,能够实时计算等高线、坡度和坡向,成果直接导出到CAD中。无人机航空摄影测量内业数据处理的主要工作流程包括数据准备、模型定向与生成核线影像、影像匹配与匹配后的编辑、建立DEM及制作正射影像以及图幅整饰与产品数据格式输出等。无人机航空摄影测量内业数据处理工作流程如图2所示。

天狼星PRO无人机在飞行过程中,采集相片的同时进行RTK测量,每张相片的位置信息都具有RTK固定解的精度。数据处理过程中将原始相片信息与地面实测数据进行整合,通过整合精密测量和高精度定位技术,使得天狼星PRO无人机在空中即可完成传统的地面控制。相机的位置与图像重叠如图3所示。

图3相机的位置与图像重叠

像控点的分布与错误分析如图4所示,椭圆的颜色代表Z误差的大小,椭圆的形状代表X、y误差的大小,估计相机位置由黑色圆点标记。

图5为重建的数字高程模型(DEM),图6为已知点图层与正射影像叠加对比。

通过表l精度检验,天狼星PRO无人机航空摄影测量获得的数据完全满足精度要求,X、y、Z各方向的精度可达到5cm以内,满足用户对于大比例尺测图的精度需求。

4结语

本文构建了以天狼星SIRIUSPRO无人机为平台的航空摄影测量系统,利用得到的数据成果,对DOM进行合理分析,在相片上进行解译和量测,处理后的影像精度结果偏差在5cm以内,完全能够满足精度要求。