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1非测量数码相机在1：1000航测成图中的应用吴建良马克委（江苏省地质测绘院，高楼门20号210008）摘要利用无人飞机作为遥感平台搭载非测量数码相机进行于航空摄影测量，是常规摄影测量的有力补充。本文结合东台市的一个实例，讨论了基于无人机进行1:1000比例尺地形图的航空摄影测量作业流程及关键技术，并对其可行性进行分析和论证。关键词无人飞机；非测量数码相机；大比例尺；像片控制；畸变纠正；空三加密；立体测绘地形图1引言以无人机为平台，基于CCD传感器的数码相机正广泛地应用于摄影测量。数码相机体积小、重量轻、像元的几何位置精度高、无需框标标定内方位元素坐标系、无需标准格网以改变底片变形，特别是生成的影像信号可立即存放于影像存储卡，或直接与计算机相连实现在线作业，实现数字摄影测量乃至实时摄影测量，是常规摄影测量的有力补充。本文结合一个实例，讨论了基于无人机进行1:1000比例尺航空摄影测量的作业流程及关键技术，并对其可行性进行分析和论证。本次作业采用LY-Z100型无人机、Hasselblad-H4D-40型数码相机。飞行时间为2012年3月18日。2.无人飞行器、遥感设备及其参数2.1飞行器使用LY-Z100型无人机，其参数为翼展4.0m巡航速度130km/h机长3.0m最大起飞重量100kg机高0.80m升限3500m起飞重量18kg抗风能力5级空重10kg最大续航时间4h最大载荷20kg最大航程280km控制半径50/100km发动机功率16.2kw起飞方式助推或车载起飞降落方式滑降或伞降2.2数码相机参数2传感器类型CCD3.航空摄影实例测区地形比较平坦，微有起伏，根据测区范围及成图比例尺（1︰1000）进行区域网航摄。采用GPS飞控管理系统进行定点曝光，共12条航线（如图1），共639张航片。航向重叠一般为65%，最大航向重叠70%，最小航向重叠60%，旁向重叠一般为35%左右，最大旁向重叠40%，最小旁向重叠25%，旋偏角一般不大于10°。图13.1像控设计点布设方案1）两条和两条以上的平行航线按区域网布点，为提高像控加密的精度，在区域网的两端中部位置，各加一个平高点，对地形起伏较大且需要内业立体采集高程注记点和等高线时，采取全野外或双模型布设像控点，如图2。不规则区域网，在凸角处增补平高点，凹角处增补高程点。当凹凸角之间距离超过2条基线时，凹角处亦布设平高点，如图3。3图2图32）像控制点刺在上下航线六片（或五片）重叠范围内。3）像控点选刺在棱角分明的地物上，刺点片反差适中。4）相邻航线控制点一般都能公用，点位位于旁向重叠中线附近，离开方位线的距离大于4cm，离开通过像主点且垂直于方位线的直线小于像片上1.0cm，个别困难时小于1.5㎝，公用点在邻航线的目标影像清楚。3.2像控点联测1）本测区利用JSCORS系统，采用网络RTK方法测量像片控制点的平面坐标及高程。依据相应的GPS测量规范要求，作业开始前进行己知点检核或重复测量点检核，检核限差设置:平面坐标和高程较差均小于5cm。对像片控制点进行测量时，重置模糊度观测两次，两次观测值较差小于2cm时，像片控制点成果取中数，提供内业加密纠正使用。2）像控点数量野外共观测平高点188个。3.3空三加密1）原始影像的畸变纠正由于非测量相机存在较大的光学畸变，不能直接应用于测绘生产。因此，空三加密前对其原始数码影像用适普公司推出的AberrationsCorrectionSystem程序模块进行径向畸变和切向畸变纠正。2）区域网整体平差利用VirtuZoAAT自动空中三角测量软件对550m航高进行区域网加密和平差，平差结果见表1基本定向点平面残余误差和高程残余误差。表1基本定向点平面残余误差和高程残余误差单位：米区域平面残余误差最大值高程残余误差最大值平面残余误差限差高程残余误差限差01区0.3210.2610.350.2801区-10.3130.1740.350.2802区0.3040.1750.350.2802区-10.3000.1610.350.2803区0.2560.2160.350.2804区0.3160.1560.350.283.4立体模型数据采集使用JX4数字摄影测量工作站作业，采用与自动空三一致的数码影像数据和自动空三成果，自动导入测图模块定向测图，以单像对为单位的立体模型，并采集建筑物、其它地物、高程点数据等。3.5外业修测调绘4数字测图完成后用回放图进行外业调绘和全面修补测。高程注记点外业实测。4精度统计分析根据各空三区域，均匀选取20幅图，外业采用网络RTK实地采集地物点、地形点坐标，与立体采集的数据进行比较分析，并按图幅统计、计算中误差。统计结果见表2平面位置中误差统计表。表2平面位置中误差统计表单位：米序号标准中误差检测中误差△总点数序号标准中误差M检测中误差△总点数1±0.50.3752411±0.50.378232±0.50.4982812±0.50.478223±0.50.3362113±0.50.290244±0.50.4512114±0.50.382225±0.50.3422715±0.50.419236±0.50.3613216±0.50.336317±0.50.3932617±0.50.442228±0.50.21432618±0.50.415269±0.50.4142419±0.50.3612310±0.50.3742620±0.50.335235结论通过精度比较可以看出平面中误差能满足“CJJ8-99《城市测量规范》“地物点相对于邻近平面控制点的点位中误差，平地、丘陵地≤0.5mm（图上）”及GB15967-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》的地物点对最近野外控制点图上点位中误差不得大于0.6mm”的要求。可以满足小区域1﹕1000测图需要。与传统摄影测量比较，无人飞机摄影测量具有以下优势：○1灵活快速响应，低空飞行，飞行系统升空准备时间短，操作简单，运输方便，可以利用测区内、外部公路等场地就地起飞，起飞方便，成本低。○2平台构建、维护以及作业成本低。○3获取局部信息的优势大，影像无需冲洗和扫描，降低了成本。○4影像的重叠度高，增大了后续处理的可靠性。○5采用GPS定点曝光，能进行定点补拍。其不足之处为：○1每个像对覆盖面积小，航线数量和像对数量多，像控设计及空三加密人工工作量增加。○2航高低，在有高楼的城市区域拍照正摄影像时投影差大，不太合适。○3非测量相机，存在镜头畸变，必须要纠正，还存在大气压、风、气流、温度等不确定因素。5固定翼型无人飞机使用、RTK像控点测量、GPS定点导航型航拍、自动相关软件检查航向旁向漏洞、GPS定点补拍、空三、立体测图均在测区一次完成，大大缩短航测成图周期，并满足了大比例尺成图的精度要求，加快了航测内外业一体化的进程。在国家开放低空空域，深化低空空域管理改革的背景下，无人机低空遥感技术是近年快速发展起来的一项地理信息数据快速获取技术，随着无人机的逐渐完善，精度也会越来越高，应用领域将会更加广泛，前景将会越来越好。TheUseofNon-MeasuringDigitalCamerain1:1000AerialMappingWorkWUJian-Liang，MAKe-Wei（JiangsuGeologicSurveyingandMappingInstitute，NanjingJiansu210008，China）Abstract:TheusingofUAVequippedwithnon-Measuringdigitalcamerainaerialphotogrammetryisapowerfulsupplementtoconventionalphotogrammetry.WithanexampleprojectofDongtai,theworkflowandkeytechnologiesofaerialphotogrammetryin1:1000scaletopographicmapbasedonUAVAerialphotographywerediscussedinthispaper.Andalsotheirsfeasibilitywereanalysisedanddemonstrated.Keywords:UAV,Non-MeasuringDigitalCamera,PhotoControl,distortionrectification,Three-dimensionalTriangulation,stereomapping,topographicmap参考文献[1]CHZ3005-2010《低空数字航空摄影规范》[2]CHZ3004-2010《低空数字航空摄影测量外业规范》[3]CJJ/T8-2011《城市测量规范》[4]GB15967-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》