無人機(jī)航測技術(shù)在公路帶狀地形測量中的應(yīng)用實(shí)踐探究

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1、無人機(jī)航測技術(shù)在公路帶狀地形測量中的應(yīng)用實(shí)踐探究浙江省測繪質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站浙江杭州310012摘要：無人機(jī)航測技術(shù)具有精細(xì)準(zhǔn)確、高效快速、機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，在很多領(lǐng)域內(nèi)都廣泛應(yīng)用。木文主要基于無人機(jī)航測技術(shù)在公路帶狀地形測量中的流程設(shè)計(jì),結(jié)合某公路工程外業(yè)牛產(chǎn)，利用JX4-G數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)進(jìn)行測圖及檢查。結(jié)果顯示，該方法測的地形圖地物點(diǎn)點(diǎn)位誤差、等高線差值都非常小，滿足公路設(shè)計(jì)及地形圖測量要求，是公路帶狀地形測量中具有廣闊應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：無人機(jī)；航測技術(shù)；帶狀地形；地形圖；測量現(xiàn)階段，對(duì)公路帶狀地形圖測量時(shí)，主要采用傳統(tǒng)航空測量法、GNSSPTK測量

2、法及全站儀測量法等。傳統(tǒng)航空測量法盡管技術(shù)層面己經(jīng)比較成熟，應(yīng)用也比較廣泛，但該方法受機(jī)場條件、天氣條件的影響較大，而且成木比較高，攝影周期長，限制了該技術(shù)的發(fā)展。而GNSSPTK測量與全站儀測量方法，需要投入大量人力，對(duì)于建筑密集、地形破碎處，測量難度非常大。近幾年，無人機(jī)技術(shù)和攝影技術(shù)發(fā)展較快，無人機(jī)機(jī)構(gòu)簡單、使用成木低，對(duì)于危險(xiǎn)區(qū)域的測量測繪非常適用，其所得影像具有分辨率高、清晰度高、面積小、比例尺大等優(yōu)勢，而且操作簡單，容易轉(zhuǎn)場，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。一、無人機(jī)技術(shù)簡介選擇ZC?II型無人機(jī)航飛系統(tǒng)，用于木次公路帶狀地形測量。利用機(jī)載計(jì)

3、算機(jī)程控系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行操作，無人機(jī)航空攝影是利用無人機(jī)作為平臺(tái)，使用相機(jī)獲取低空高分辨率照片，通過計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，繪制一定精度的地形圖。無人機(jī)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中具有一定的特征，能夠集成遙測技術(shù)、高空拍攝、視頻影像微波傳輸、遙控及計(jì)算機(jī)影像信息處理計(jì)數(shù)等。二、公路帶狀地形測量技術(shù)流程利用無人機(jī)航測技術(shù)對(duì)公路帶狀地形進(jìn)行測量中，從接受任務(wù)開始流程為可劃分為五個(gè)大的階段：室內(nèi)方案設(shè)計(jì)、外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)空三、內(nèi)業(yè)測量及資料整理，其步驟可細(xì)化為16個(gè)小步驟，如圖1所示:圖1公路帶狀地形測量技術(shù)流程三、無人機(jī)航測公路帶狀地形作業(yè)方法該測量項(xiàng)目位于云南省，計(jì)劃

4、建設(shè)公路全長22.5公里，作業(yè)范圍按照設(shè)計(jì)要求，以1:50000線路中線方案中線比較線兩側(cè)各200米。該線路全部位于山地地形，海拔最好約1255m,最低663m位于起點(diǎn)處。線路所穿過地區(qū)地形非常復(fù)雜，一般地形與隱蔽地形均有分布，地物非常'多，植被包含果園、旱地、水田、灌木、樹林等。線路所過部分地區(qū)地物雜亂無章、樹林密集，沿線道路交通不便，視覺通透性較差。1、控制測量采用全站儀及GPS進(jìn)行線路控制測量。沿著線路5公路左右布設(shè)兩個(gè)四等GPS控制點(diǎn)，兩個(gè)控制點(diǎn)間加密一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)，間距500m左右，對(duì)高程導(dǎo)線測距采用布設(shè)四等電磁波進(jìn)行測量。2、無人機(jī)航空攝

5、影(1)設(shè)計(jì)航線。按照設(shè)計(jì)線路的走向，對(duì)無人機(jī)航拍線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)飛行架次為4次，按照需要測量線路的實(shí)際寬度，要求每架次無人機(jī)都要飛行四條航線。(2)航飛。無人機(jī)基于ZC?II平臺(tái)，飛控系統(tǒng)為YS09,攝像機(jī)選擇佳能EOS5DMarkII型單反相機(jī),焦距35.52mm。選擇最佳的航拍吋間,航拍的范圍，橫向以每側(cè)覆蓋成圖區(qū)域以外一個(gè)20%寬度的航帶，縱向攝影基線向外延伸2條。航拍分辨率設(shè)置為0.12mo(3)照片控制點(diǎn)布設(shè)與測量。首先，設(shè)計(jì)照片控制點(diǎn)標(biāo)志，本組測量中照片控制點(diǎn)標(biāo)志采用方形噴繪紙，尺寸1.5m×1.5m,設(shè)計(jì)成黑白間隔的

6、三角形圖案。其次，由于該測量區(qū)域內(nèi)樹林比較茂密，為了確保成圖精度，在無人機(jī)航測前，在設(shè)計(jì)公路中線附近事前用人工布標(biāo)設(shè)置測量控制點(diǎn)。布標(biāo)材料用普通的噴繪布制成，尺寸為1.5m&tirnes;1.5m,在布標(biāo)上面噴涂兩個(gè)三角形，三角形對(duì)頂，形成黑白間隔的4個(gè)三角形，保證無人機(jī)航拍照片能夠清艙看到該標(biāo)志。從線路的起點(diǎn)開始，在起點(diǎn)、終點(diǎn)以及無人機(jī)架次交叉點(diǎn)補(bǔ)扌白五個(gè)相片控制點(diǎn)。最后，測量相片控制點(diǎn)。采用GNSS靜態(tài)測量、GNSSPTK測量及全站儀測導(dǎo)線測量幾種方法集合對(duì)像片控制點(diǎn)進(jìn)行測量，可以有效的提高像片控制點(diǎn)的精確度，同時(shí)測量的工作效率也得到有效的提

7、高。3、空中三角測量如果無人機(jī)攜帶普通數(shù)碼相機(jī)拍攝，成像的質(zhì)量比測量相機(jī)要差很多,無法提供精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)，無人機(jī)在飛行過程中，本身會(huì)受到外界環(huán)境因素的干擾，航拍質(zhì)量也會(huì)下降，因此，在無人機(jī)影像處理中，光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量是重要的測量方法，該方法與無人機(jī)影像多變的像控條件、不規(guī)范的拍攝結(jié)果及復(fù)雜的誤差處理方法是相符的。光束法區(qū)域網(wǎng)評(píng)查，將每一張相片構(gòu)成的一束光線看做一個(gè)平差單元，平差基礎(chǔ)方程采用中心投影的共線方程，利用不同光線在空間的平移和旋轉(zhuǎn)，促使模型中多種光線實(shí)現(xiàn)最佳的交會(huì)效果，在控制點(diǎn)坐標(biāo)體系中納入整體區(qū)域最佳地點(diǎn)，確定加密點(diǎn)相片的外方位

8、元素及地面坐標(biāo)。對(duì)自檢校光束法利用中，可以自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)誤差對(duì)平差結(jié)果帶來的影響。光束法區(qū)域網(wǎng)平差平成形式為：式中，第一式是像點(diǎn)坐標(biāo)觀測誤