无人机低空摄影测量技术在新农村建设中的应用

2018-04-14钱琛李欣

经纬天地 2018年3期

□钱琛李欣

（江苏省地质测绘院，江苏南京 211102）

0.引言

新农村建设是在我国社会不断发展的背景下形成农村建设理念，建设中强调对农村政治、经济、文化以及社会各个方面进行优化建设，改善农村人居环境，提升农民素质，促进新社会环境下农村地区的综合发展。在新农村建设中，需要不断对农村技术设施进行调研分析，在此基础上，对农村社会、人文环境进行改善。基于农村地形、地貌以及人居分布的特征，使用无人机低空摄影测量技术完成基础地理信息测绘，对于新农村建设有着积极的促进作用。

1.无人机低空摄影测量技术应用于新农村建设中的意义

新农村建设需要对农村基础设施、地理结构等基础信息进行调研分析，在此基础上，才能够合理规划农村建设范围与建设力度。传统的地理信息测绘中常常使用的是卫星遥感以及高空摄影测量的方式，这类型的技术手段一般使用成本较高，并且图像的分辨率难以得到保证[1]。同时，农村地理基础信息结构具有范围小、分布零散以及地形地貌多样的特点。因此，传统的测绘手段难以对农村地理信息进行快速、准确地测量。而使用无人机低空摄影测量技术能够使图像分辨率得到保证，并且基于技术的灵活性、机动性特征能够对不同环境下的农村地理信息进行测绘，并且在使用成本和操作方式上具有较大的优势。

2.无人机低空摄影测量技术的优势

第一，无人机能够在不同环境中获取高效率的影像信息，而且安全性较高，不会发生人员伤亡的状况。第二，无人机能够实现低空作业，相较于传统航测方式，图像的分辨率更高，地理信息的准确性更强[2]。第三，无人机低空摄影测量技术在成本费上也具有较大的优势，无人机的使用、维修以及保养的方式与途径较为简便，耗费的资金与精力均较小，只需要对操作员进行一定时期的培养后即可以操作[3]。另外，无人机低空航测还具有高精度以及高效率的优势，能够保证较高的图像精度以及测绘效率。

3.项目工程以及技术依据

某市新农村建设项目范围包含25个乡镇以及行政村，其中面积最小的行政村只有0.25㎞2，最大面积为4.56㎞2，并且测绘区包含山地、沟壑以及梁地等多种地形，测量的难度较大。项目测量的需求是利用无人机低空摄影测量技术制成比例为1∶1000的图像。

测绘中涉及的技术依据主要有《数字航空摄影测量空中三角测量规范》GB/T23236-2009,《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图航空摄影测量内业规范》GB/T-2008等8部技术标准与规范。

4.无人机低空摄影测量技术应用要点

4.1 无人机航空摄影要点

测绘中使用的无人机航摄系统为SWUA四维系统，数字航空相机型号为哈苏H4D-50型，焦距设定值为50.7mm，航摄中无人机的飞行方向为摄区延展区。对于无人机航摄获取的影像资料使用专业软件进行畸变修正，保证影像的清晰度、层次性以及反差，能够有效识别航摄区域的细小地物。

4.2 空中三角测量要点

在测绘过程中使用数字摄影测量系统的MATCH-AT模块，对测量成果进行空三加密，获得加密点的像点坐标、大地坐标以及外方位元素等。在测绘中保证内业连接点与野外控制点的平面误差值与高程中误差值在GB/T7930-2008的规范范围内[4]。对于测绘中的精度要保证其符合《低空数字航空摄影测量业内规范》要求，对于特别困难的区域可以将视差中误差放宽0.5倍。测量中要保证连接点平衡分布，不同标准点位区均设有连接点，在人工相对定向时，保证每个像对连接点至少9个，在自动相对定向时，像对连接点至少30个。

4.3 像片控制测量要点

测绘中根据区域网布设像片控制点，依据区域网周边布点的六点法布设平高控制点，高程控制点的布设比例为4条基线设置1个控制点，区域网内的航线数量要在6条以下，每条航线的基数线在30条以下。像片控制点的测量使用RTK测量方法实施，对每个像片控制点测量2次以上，保证测量结果准确性。另外，根据测绘区域零落分散、测量难度较大的特征，使用单点静态GPS进行测量，测量时间保证在8小时以上，获取D级GPS三维坐标。

4.4 立体模型构建

利用数字摄影测量系统将空中三角测量的成果导入相应的文件当中，构建立体模型，模型构建过程中对于模型的精度原则上要求不得进行调整。单模型定向精度应符合《1∶5001∶1000 1∶2000地形图航空摄影测量内业规范》GB/T-2008的精度要求。

4.5 数字地形图制作

数字地形图的制作采取先内后外的模式，利用数字摄影测量系统对立体模型中的居民地、交通、基础设施、地貌、土质等因素，将图幅作为单位，制作调绘底图，在此基础上开展野外调绘和补测，利用外业调绘结果与立体测图数据进行编辑，获得地形图数据。

5.优化无人机低空摄影测量技术应用的途径

在使用无人机低空摄影测量技术进行测绘时，能够通过对设备等级以及系统配置的调节提升测绘成果的精准度[5]。首先，在测绘中尽量使用高精度的无人机航摄系统，本文测绘中选取了SWUA四维航摄系统，使项目测绘的1∶1000地形图精度能够达到航摄测量的规范精度要求。其次，还可以通过提升POS数据精度的方式提升影像精度。POS数据精度能够对空三加密工作产生重要的影响，当POS数据精度相对较差时，空三加密只能够完成引导匹配的功能，而无法在平差中使用。所以，对无人机影像的POS数据精度进行提升是促进测绘效率与质量的重要途径。最后，适度对测绘中的相对定向精度进行调节能够使测绘工作的效率性得到保证。在《低空数字航空摄影测量内业规范》CH/Z3003-2010当中对于相对定向精度的要求放宽了1倍，在实际操作作业中能够更加高效率地完成，并且图像的精度也能够达到标准要求。