吴亨

摘 要：本文研究提高大比例尺航测精度的方法。本文包括四部分，第一部分进行概述，第二部分论述相关技术，第三部分进行案例分析，第四部分进行总结。

关键词：低空 大比例尺航测 可量测型航测相机 高程精度 生产技术

针对传统航空摄影生产技术在制作的时候遇到的影响大比例尺测图准确度的问题，这篇文章探讨低空航测生产大比例尺地形图的关键技术。

1、概论

随着科技的进步，使用航测法成图被相关工作人员所了解，使用这个方法作图有着非常高的准确度。航测法中小比例尺成图很早就出现了，随着测量仪器的进步，测图技术获得了很大的发展。航测法技术方案的选择是相当关键的，原则是使其工作量最小，还能够准确成图。1：500、1：1000、1：2000是大比例尺，使用这个技术进行大比例尺测图已经有很多年的历史。以前的航测技术没有彻底处理大比例尺测图的所有问题。我国的规范对平坦地方测图以及丘陵地区一比五百航测成图准确度阙如，这表明这个技术无法达到此准确度的要求。这个技术在大比例尺测图方面还有很多问题，这篇文章使用低空航测方法，研究处理上面难题的重要技术。

2、相关技术

由相关原理可以知道，像场角对航测准确度的作用是相当大的。在空中三角测量的时候，不论使用哪种方程求解外方位元素值，都无法改变像场角对准确度的作用。在使用固定翼型无人飞机进行低空航测的时候，应该使用可量测型航测相机。

2.1低空航摄

众所周知，得到非常清楚的图像是高准确度航测的条件。按照光度学的相关理论，低空航测能够得到距离平方倍的好处。然而，这种航摄应该选择没有危险性的飞行器。这种航摄的领域比较散，分布非常广，地貌复杂，这篇文章中使用NavGT航线软件，可以在制定领域内不仅达到航摄规范航向百分之六十、旁向百分之三十重叠，还达到安全飞行的高度。在气候和地理状况很好的条件下，需要执行构架航线飞行计划，其航摄成果可以有效提高测区周边准确度。

2.2提高三角测量准确度

以前的摄影测量一直有很大的问题，低空飞行器为处理这种摄影测量中的问题提供了非常好的机会，这篇文章使用我院（温州市勘察测绘研究院）大鹏CW-20垂直起降固定翼无人搭载专业的可量测型航测相机：飞思iXU-RS1000（有效像素：1亿像素，最高分辨率：11608×8708，画幅：53.4×40mm），在五百米到一千米的空中进行摄影，得到了大比例尺航测需要的宽角、基高比等。经过改良，得到了全网平高控制点中的错误小于十厘米，模型连接点中的错误小于十五厘米的高准确度空三成果。

在这个测量中，飞行之前安排作业方式减少了产品的生产时间，提高了像控点的准确度，提前安排能够防止几何变形的标志，把它安排在通视条件非常好的地方。大量经验证明：在测区内等距离安排，测区周围加控制点组，加上构架航线，使用相关模型可以生产满足全能化一比五百的空三成果。

安排科学的标志点能够提高准确度。因为成像光谱会相互作用，有颜色的图像有着白吃黑的状况。在选择控制点的时候不要只选择有颜色差别的地方。

同一个地面控制资料使用不一样的软件解算出来的图像外方位元素是不一样的，原因是：从平面图向立体图的转变的过程是病态的过程，另外受到很多误差以及误匹配点的作用，空中三角测量网是一个柔性网。

2.3航测产品生产技术的准确化

使用专业的可量测型航测相机，在一千米以下空中摄影制作一个1：：2000的地形图需要使用四个立体模型，四个立体模型关涉到六个宽角影像和二十四个子影像。和以前的胶片摄影比较，需要耗费较大的电脑资源，但这个技术具备快速、效率高、采集数据量大的特點，可以为新的时代提供相当多的地理信息产品。

3、案例分析

3.1低空大比例尺航测飞行体系

使用航测体系，实现了对某省内三十多个县市一千平方千米大比例尺地图的航测的生产任务。使用的飞行器是当前没有危险性的低空航测飞行器、专业的可量测型航测相机。这篇文章使用的相机综合标定模式可以保证航摄图像的准确度。

3.2城区航测生产

作者参与的温州市西部山区高分辨率影像动态更新（2016）项目中，实施包括对测区进行无人机航摄、像片匀光、像控测量、空中三角测量、DEM制作、DOM制作等作业环节，总计为419平方公里。

该项目数码航摄采用我院大鹏CW-20固定翼无人飞机具有可按预定飞行航线自主飞行、拍摄，垂直起降的特点。机身长度2.8米，展翼宽度3.2米，搭载高性能的尼康D800单反相机，可持续飞行约3小时，采集地面分辨率优于10cm的影像数据。该机型可按预定航线自主飞行、拍摄，航线控制精度高，飞行姿态平稳，巡航速度快，抗风性能好，负责区域影像采集任务。搭载的可量测型航测相机为飞思iXU-RS1000（有效像素：1亿像素，最高分辨率：11608×8708，画幅：53.4×40mm）

该项目布点的方案是：在测区内根据架次覆盖范围，采用区域网布控方式对像控点进行布设，目标选在控制区域地形高程变化较小的地方，目标影像清晰、易于判别、选在交角良好的细小线状地物的交点、明显地物拐角点或影像上小于3像素×3像素的点状地物中心，像控点测量精度优于±5cm。使用无人机摄影测量数据自动处理系统为GodWork，采用GodWork软件的GodWork-AT模块进行空中三角测量。平差方法采用区域网光束法平差。统计空三精度平面精度最大为0.184m，高程精度最大为0.129m。

4、结语

无人机航摄系统软硬件技术难点不断突破，已经达到实用化阶段，越来越成为现代数据采集的主要手段。将无人机航空摄影测量技术应用于大比例尺地形图测绘，具有机动性强、作业效率高、适应范围广等特点，可快速获取3D数字测绘成果，将是未来新型基础测绘体系服务的发展趋势。

通过无人机航空摄影测量技术完成大比例尺地形图测绘，完全可满足《城市测量规范》规定的精度要求，能够有效提升大比例尺地形图测绘的生产效率，丰富地形图测绘成果。但也存在一定局限性，主要表现在地形图无法同时满足规划、国土和房产复合型需求时的精度要求；采用无人机航空摄影测量技术测制的地形图仍难于满足对一、二类地物点的精度要求；无人机门槛高、维护费用大、培养稳定的无人机航摄队伍耗时长。

参考文献

[1]吴博义，苏国中.低空大比例尺地形图航测生产关键技术[J/OL].测绘科学，2016（08）.

[2]刘明军，林宗坚，苏国中.无人飞艇低空航测系统在1：500大比例尺地形图航测中的应用[J].遥感信息，2013，（04）：69-74.