固定翼无人机航空摄影测量精度探讨

固定翼无人机航空摄影测量精度探讨

王冬新   曹柱

69250部队邮编830000

摘要:在国内从城市化发展越来越快的背景下，以往的摄影测量技术因为无法实现纯方位场景感知以及模型重建的功能，无法跟上现代城市发展的需求。在此背景下，固定翼无人机的航空摄影技术得到了更大的运用空间。通过固定翼无人机航空摄影技术来获取，高分辨率的图像已经在学术界习以为常。文章重点针对固定翼无人机航空摄影测量技术进行研究，分析影响摄影精度的因素，并相应的提出一些策略，为有关研究者提纲参考意见。

关键词:固定翼无人机;航空摄影;测量精度;

前言

随着科学技术的不断发展，航空摄影测绘技术的水平也在不断提高，现阶段中，通过使用无人机技术，有效的提高了测绘质量。无人机摄影技术拥有低成本、高质量拍摄效果、能长时间工作的优势，被现代学者广泛重视。因此对无人机航空摄影技术的研究，与我国现阶段的科学发展趋势非常吻合。使用固定翼无人机摄影测绘技术能够有效填补以往航空测绘技术中的不足，且无人机具有极高的灵活性、高效性、精准性的优势。深得研究人员的重视。

无人机的专业名称为无人驾驶飞行器。大体可分为3种类型，分别是发展最多的固定翼型无人机、采用螺旋浆进行工作的无人驾驶直升机、通过气囊实现飞行的无人驾驶飞艇。其中应用最为广泛的是固定翼型无人机，具有良好的遥控飞行和程控飞行的能力，并且具有良好的抗风性能，也是现阶段中类型最多的无人机。在现阶段的航空摄影测绘技术中，选择以固定翼无人机作为基础，建立一个高效率的无人机测量平台，该平台由传感器、无人机、飞行系统、地面控制以及运输安全部门联合构成。其中又包含了保证飞机正常飞行的垂直陀螺与微处理器，信号传输的天线，实现定位的GPS功能，地面传输指令的笔记本电脑以及相关控制软件，多种硬件，软件共同辅助。高效完成飞机升降与飞行遥控的工作，实现高质量的航摄测量工作。

1固定翼无人机航空摄影

现阶段中的固定翼无人机摄影测量技术尚处于发展环节，缺乏完善的操作规范。当年那航测规范都是大多数测绘单位拥有的技术条件以及设备仪器而拟定的。无人机属于一种新式的底空对地观测平台，工作范围主要处在1km以下的高度空间，并搭载高温面绿的数码相机进行成像处理，相较于以往的摄影测量方式有很大的差别。传统胶片相机进行航摄测绘工作当中。需要使用摄影比例尺，结合最终成图要求明确比例尺的数值，进一步以测量比例尺为基础，对比设备的焦距数值决定飞行工作的高度，以及确定摄影基线等数值。而数码相机由于比胶片相机焦距要小上许多，故此行高焦距的比例尺较小，经常造成误导。在使用数码相机摄影测量过程中，规划航线时，参考要求明确地面分辨率，并以地面分辨率为基础来决定航高；其次，无人机航摄技术与以往技术也有相同的地方，就是两者都需要涉及航线、补飞或重飞等需求。而其中的差别是，无人机测绘的航线覆盖面积相对较小，无需考虑地球曲率，而且工作人员在现场立刻就能完成对于摄影图像的质量检测。不像传统技术需要等待照片冲印。在正式进行测绘工作前，应当结合任务要求明确地面分辨率，当工作要求的最小分辨率于成图所需分辨率时，应当及时更改对地面分辨率，直至与要求相符合。

2误差因素

经有关测量系统研究，结合固定翼无人机摄影测量的实际数据，最终归纳总结出主要的误差成因有以下3点:

(1)设备误差。因为设备设计或生产过程中存在缺陷，又或者在校验过程中留有误差。此类误差常见有传感器量化过程所造成的系统误差。

(2)人为误差。工作人员是导致误差的一个根源，人类的鉴别能力终究有所上限，同时，工作者自身的能力以及工作认真程度都会造成结果的误差。

(3)外界因素导致的误差。此类误差主要是因为天气情况以及外界因素影响到了无人机本身的飞行姿态，以及成像效果。

因为天气这种外界因素存在不确定性，故事本文着重对另外两项不差因素进行分析。而且设备误差对于成品结果的影响最为严重，他将直接决定最终测绘精度是否符合国家有关技术标准。

2.1传感器仪器误差

因为受到固定翼无人机体型的限制，所以有一些常规的航摄仪无法被搭载在无人机上，当前在无人机上所使用的摄影设备，都是通过电路改装处理。将中幅面设置成为传感器，构成一个具有良好稳定性数码摄像机。然而这种摄影设备由于内部感光单元存在一定程度上的畸变差，而畸变差的存在，会导致最终获取的成品难以符合精度标准。存在畸变差的一个主要原因是由于物理镜头的影响，想要解决该问题，可以用过构建畸变差数字纠正模型，获取畸变差系数，进而针对影响完成修正，最终得到可测量的影像，并且还可以获得到其他误差的因素参数。简单的说，绝大多数情况下，经过后期技术处理而获取到的固定预计无人机摄影采集摄影材料都能够很好的满足测量以及其他工作的需求标准。在航空摄影测绘过程中，设备误差问题是绝对不能容忍的。一定要通过标定的方式，有效的消除误差，控制其在一定范围内，确保航空摄影测量工作具有良好的精准，可靠性。

2.2人为误差

人为误差包括了内业数据采集测量误差:(1)数据预处理又涵盖了原始影像、控点文件、相机校验的导入完成工程各项参数的处理;(2)通过光束法区域网完成空中三角测量控制点加密的处理;(3)以倾斜影像空中三角测量完成基础并符合精度的情况下，通过在密集匹配处理过程中应用特征匹配策略，快速、高可靠性地匹配密集DSM点云;(4)在生成DSM后，进行多视匹配的时候构建完善的同名像点与可视对应关系，结合纠正结果进行记录，最终生成倾斜三维模型。

3航摄影像检查

在完成航摄工作后，一定要对拍摄的数据进行检查，确保每一张原始影像都能使用，验证所有有关的信息是否都有完整保存下来。选择在合适的空间条件下，将拍摄的图像数据进行归纳整理。在检查工作中要要检查影像的基本内容。包括影像数、航带数，并且抽查图像内有无云、雾等遮挡物，图像是否够清楚。之后还要对展会曝光点坐标进行检查，确保坐标与真实飞行路线相符合。当发现拍摄路线与预计曝光点不同时，应当第一时间进行记录。最后是检查航向、旁向的重叠度。需要详细检查影像的航向、旁向重叠度以及旋片角与设计目标是否相同。

结束语

摄影测量工作当中固定翼无人机在使用具有诸多优势，拥有极大的发展空间。并且在现阶段中，通过使用无人机能够有效提高航摄测绘质量，是现阶段中提高测绘结果最有效的方式，能够帮助有关部门更好的了解掌握地理信息情况，加快地理信息数据更新速度，有效提高测绘工作对于经济社会发展中的保障作用。

参考文献

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