无人机航测技术及生产制作探讨

无人机航测技术及生产制作探讨【摘要】本文分析了无人机工作的基本原理；阐述了无人机航测的总体流程图；讲解了航空摄影的具体流程；剖析了航测数据的处理与生产。【关键词】像控；空三；DOM；DEM前言随着我国经济建设迅猛发展，新的遥感技术为日益发展的经济建设和文化事业服务。以无人驾驶飞机为空中遥感平台的技术，正是适应这一需要而发展起来的一项新型应用性技术，能够较好地满足现阶段我国对航空遥感业务的需求，对陈旧的地理资料进行更新。1航测工作原理无人机空间信息采集完整的工作平台可分为四个部分：飞行器系统部分、测控及信息传输系统部分、信息获取与处理部分、保障系统部分。工作流程如下：（1）航前检查：为保证任务的安全进行，起飞前结合飞行控制软件进行自动检测，确保飞机的GPS、罗盘、空速管及其俯仰翻滚等状态良好，避免在航拍中危险情况的发生。（2）飞行任务规划：在区域空照、导航、混合三种模式下进行飞行任务的规划。（3）航飞监控：实时掌握飞机的姿态、方位、空速、位置、电池电压、即时风速风向、任务时间等重要状态，便于操作人员实时判断任务的可执行性，进一步保证任务的安全。2总体流程图无人机航测技术及生产制作总体流程图如图1所示：图1无人机航测技术及生产制作总体流程图3航空摄影3.1季节和航摄时间的选择航摄季节应选择本摄区最有利的气象条件，并要尽可能的避免或减少地表植被和其他覆盖物对摄影和测图的不良影响并确保航摄像片能够真实地显现地面细部。选择航摄时间既要保证具有充足的光照度又要避免过大的阴影。3.2路线设计选择现势性较好的地形图作为航摄设计用图。为确保航线敷设和导航的准确性，设计用图的比例尺一般应根据航摄比例尺选用。在避开航摄范围内高压电力线和军民航空器的前提下，保证航摄飞行路线的直线性，并把项目区分成若干测段，每一测段再分为若干航带，这样便于航摄作业。3.3飞行质量3.3.1像片重叠度航向重叠度一般应为60%-80%最小不应小于53%。相邻航线的像片旁向重叠度一般应为15%-60%个别最小不应小于8%。3.3.2像片倾斜角像片倾斜角一般不大于5°，个别最大不大于12°。3.3.3像片旋偏角旋偏角一般不大于15°，在确保像片航向和旁向重叠度满足要求的前提下，个别最大不超过30°。在同一条航线上旋偏角超过20°的像片数不应超过三片。超过15°旋偏角的像片数不应超过摄区像片总数的10%.3.3.4摄区、分区、图廓覆盖保证航向覆盖、旁向覆盖边界保证摄区及分区影像制作范围全覆盖。3.3.5漏洞补摄与重摄航摄过程中出现的相对漏洞和绝对漏洞应及时补摄漏洞补摄应按原设计要求进行。对不影响内业加密模型连接的相对漏洞，可只在漏洞处补摄，补摄航线的长度应超出漏洞之外一条基线。3.3.6记录资料的填写每次飞行均应认真填写飞行报告表和摄影处理参考表等原始记录资料，并随所摄航片送交摄影处理工序存查。4数据处理与生产本文航测数据处理主要以MapMatrix系统为基础处理。4.1像片控制测量在像控测量之前，首先对测区内收集到的已知控制点进行联测，检核控制点情况；为满足后续像控测量，联测已知点的同时加密了N个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测，采用边连式的布网形式。4.2空三加密4.2.1内定向MapMatrix提供的内定向过程有三种方式：全自动内定向、批处理内定向和手动内定向，鉴于数据的现势性与复杂性，本文采用手动内定向，手动内定向的步骤如下：（1）在左上方的项目浏览器中用鼠标左键单击需要进行内定向的影像，然后单击显示按钮，内定向结果将显示在作业区。用鼠标左键单击某个箭头，就可以选中箭头指向的框标。中间的4个箭头分别指向4个方向上的框标（还有些有8个框标的，即既有角框标，又有边框标）。（2）同时，打开影像工具窗口，其中将实时显示框标的放大影像，如下图所示。用户可以根据影像的颜色来挑选中间十字丝的颜色，以便让其更明显。在弹出的色板中单击一个色块来挑选一种十字丝的颜色。左键单击图中窗口上的方向箭头对框标中的十字丝进行微调，让其居中对准。另外鼠标左键在影像上单击，可以让框标跳到指定的地方。（3）编辑完成后，关闭内定向页面，程序提示“内定向参数已经修改，是否保存？”单击是，保存编辑结果。4.2.1相对定向人机相互操作相对定向步骤如下：（1）首先进行全自动相对定向。（2）查看主界面右边的“对象属性窗口”中的影像点残差。用户可以选中残差不符合要求的点，然后单击工具栏上的相应图标删除该点。如果所有的点都不符合要求，用户可以单击工具栏上的相应图标，将所有匹配点都删除。4.2.3绝对定向相对定向完成后，用户需要在此立体像对上添加至少3对控制点，然后再进行绝对定向。4.3DEM生产生成DEM的步骤如下：（1）在工程浏览器中选中一个立体像对。（2）单击工程浏览窗口上的生成DEM的图标，或在右键菜单中单击“新建DEM”选项，系统自动在工程浏览器中“产品”里面DEM节点下创建一个DEM的名称。该名称与模型名称一样。（3）单击DEM生成图标，系统自动完成DEM生成。并将处理过程和结果显示在主界面中下部的“输出窗口”中。成功完成DEM生成后，该输出窗口给出“DEM内插完成”的提示。如果前面的步骤有问题，缺乏必要的数据，系统也会给出提示。4.4DOM生产基于上一步骤已生成了DEM文件，可以利用DEM文件方便快捷进行DOM生产。在主界面的“工程浏览窗口”中，用鼠标左键单击选中“产品”节点下需要用来生成DOM的DEM文件。配置好相应参数，点击自动输出即可。由于正射影像的某些区域可能会出现变形（如：扭曲、模糊或重影等），可通过贴补一小块影像的方法进行修补。操作步骤如下：（1）把相机文件*.cmr拷贝至测区下的Images文件夹；（2）待修补的影像，影像的格式为：*.orl；（3）参考影像的路径，一般路径为：测区下的Images文件夹；（4）选择已编辑好的DEM成果文件，格式为：*.dem；（5）进入软件后，选择快捷键“S”，然后选择要修补的区域，然后点击鼠标右键确认，即可快速完成影像的修补工作。5结束语本文细致分析了无人机航测技术及生产制作整体流程，运用结果表明，无人机航测技术及生产制作技术可应用于地理国情普查，农村土地承包经营权发证等各种大型项目，有着广阔的应用前景。参考文献：[1]张宝安.定西市数字线划图精度分析[J].甘肃科技，2007（10）.[2]崔红霞，李杰，林宗坚，储美华.非量测数码相机的畸变差检测研究[J].测绘科学，2005（1）.