3.1. 項(xiàng)目概況

本工程測(cè)區(qū)1:2000航空攝影測(cè)量工作，此項(xiàng)目位于山東省濱州市境內(nèi)。測(cè)區(qū)范圍62km2。

3.2. 作業(yè)方案

鑒于測(cè)區(qū)面積較大，時(shí)間要求緊，本項(xiàng)目采用無人機(jī)航攝獲取測(cè)區(qū)地面分辨率優(yōu)于20cm的數(shù)碼影像數(shù)據(jù)，并采用航帶布點(diǎn)方式測(cè)設(shè)像控點(diǎn)，內(nèi)業(yè)空三加密后，采用全數(shù)字航空攝影測(cè)量工作站生產(chǎn)工藝制作測(cè)區(qū)1:2000數(shù)字地形圖。總體實(shí)施技術(shù)路線見圖2。

圖2. 實(shí)施技術(shù)路線圖

3.3. 采用的儀器設(shè)備

　　1) GPS接收機(jī)，中海達(dá)，精度指標(biāo)5 mm + 1 ppm，利用“差分GPS定位技術(shù)”RTK精度可以達(dá)到0.02米。

　　2) 無人機(jī)

　　此次作業(yè)采用KC1600型無人機(jī)遙感系統(tǒng)，經(jīng)過多次的測(cè)試飛行及測(cè)區(qū)實(shí)驗(yàn)成圖均滿足精度要求。該無人機(jī)具有可靠性高、飛行場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)、飛行姿態(tài)平穩(wěn)、航片質(zhì)量高、維護(hù)便捷等優(yōu)點(diǎn)。KC1600型無人機(jī)外觀(見圖3)。

　　3) 航空攝影采用NikonD800碼相機(jī)進(jìn)行拍攝，相機(jī)參數(shù)：焦距：35.98 mm;感光器件：7360 × 4912像素，35.9 × 24.0 mm，像元大小4.88 μm (見圖4)[8]。

3.4. 影像數(shù)據(jù)采集范圍與飛行航跡

本次飛行共選取了4個(gè)起降場(chǎng)。無人機(jī)飛行航跡線見圖5。

圖3. 技術(shù)參數(shù)

圖4. NikonD800 camera

圖5-1. 無人機(jī)飛行航跡線圖1 

圖5-2. 無人機(jī)飛行航跡線圖2

圖5-3. 無人機(jī)飛行航跡線圖3 

圖5-4. 無人機(jī)飛行航跡線圖4

圖5-5. 無人機(jī)飛行航跡線圖5

3.5. 航空攝影

　　3.5.1. 航拍要求

　　1) 按照檢查單進(jìn)行起飛前的檢查作業(yè)，確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常;系統(tǒng)按要求完成GPS和IMU的初始化;

　　2) 確定首選作業(yè)區(qū)氣象狀況是否適合作業(yè)，是否需要轉(zhuǎn)向備用作業(yè)分區(qū);

　　3) 落地后按要求時(shí)間做完GPS和IMU的觀測(cè);

　　4) 從設(shè)備中下載POS和影像數(shù)據(jù);

　　5) 回到駐地盡快將數(shù)據(jù)做好雙備份;

　　6) 在隨機(jī)軟件CaptureOne中預(yù)覽相機(jī)采集的原始未解壓數(shù)據(jù)，查看影像有無黑片、掉片現(xiàn)象，檢查有無影像拉花、云量過多等問題;

　　7) 發(fā)現(xiàn)影像存在質(zhì)量問題，必須盡早安排補(bǔ)飛[9]。

　　3.5.2. 飛行情況和影像質(zhì)量檢查

　　此次航飛工作開展的時(shí)間正值夏季，雷陣雨很多，起降場(chǎng)相隔較遠(yuǎn)，適合飛行作業(yè)的時(shí)間稍縱即逝。為了保證飛行安全和獲取高質(zhì)量的數(shù)碼影像，只能選擇能見度高、風(fēng)速較小的時(shí)間段開展航攝工作?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)航片的完整性進(jìn)行了檢查，主要檢查項(xiàng)有：

　　1) 重疊度檢查：航向重疊達(dá)到了75%，最小不小于65%，旁向重疊達(dá)到了45%，最小不小于35%，整個(gè)測(cè)區(qū)沒有出現(xiàn)相對(duì)漏洞和絕對(duì)漏洞。

　　2) 俯仰角檢查：航片俯仰角一般小于3?，個(gè)別最大不超過11?。

　　3) 滾轉(zhuǎn)角檢查：航片滾轉(zhuǎn)角一般小于3?，個(gè)別最大不超過11?。

　　4) 旋偏角檢查：航片旋偏角一般小于6?，最大不超過8?。

　　5) 航線彎曲不大于3%。

　　6) 同一航線上相鄰像片的航高差無大于30 m的情況出現(xiàn)，最大和最小航高之差不大于50 m。

　　3.5.3. 空三加密

　　1) 在獲取影像和像控點(diǎn)成果后，本項(xiàng)目選用了PixelGrid_VZ攝影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行空三加密。地形點(diǎn)最弱點(diǎn)中誤差為：

　　X：0.365 m

　　Y：0.332 m

　　H：0.527 m

　　2) 空三加密像控點(diǎn)殘差統(tǒng)計(jì)見表1[10]。

表1. 空三加密像控點(diǎn)殘差統(tǒng)計(jì)一覽表

　　按《數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量空中三角測(cè)量規(guī)范》空三加密允許最大值：平面1.6 m;高程：1.8 m。

　　3) 空三加密整體平差后中誤差為：

　　Sigma naught: 2.7 [micron] = 0.6 [像素]

4. 結(jié)語

通過規(guī)劃區(qū)1:2000航空攝影測(cè)量項(xiàng)目的試驗(yàn)性生產(chǎn)，各項(xiàng)成果資料均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，說明無人機(jī)自主導(dǎo)航測(cè)繪大比例尺地形圖技術(shù)能廣泛運(yùn)用于測(cè)繪大比例尺地形測(cè)繪工作。但是，實(shí)際測(cè)繪工作中，發(fā)現(xiàn)GPS用于飛機(jī)姿態(tài)測(cè)量時(shí)還存在兩個(gè)方面的不足[11]：

　　1) 在飛機(jī)高速飛行時(shí)，飛機(jī)在一秒之內(nèi)完成好幾個(gè)動(dòng)作，而GPS大部分是在一秒左右測(cè)量到一次飛機(jī)姿態(tài)，一秒以內(nèi)的姿態(tài)數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)內(nèi)插完成的，在飛機(jī)姿態(tài)變化比較大的情況下，這種方法的可信度受到限制。

　　2) 當(dāng)在飛行過程中GPS天線背離衛(wèi)星方向時(shí)無法接收到有效信號(hào)，導(dǎo)致一些關(guān)鍵飛行動(dòng)作姿態(tài)測(cè)量失敗。特別是飛機(jī)在做俯沖、背飛等特定測(cè)試動(dòng)作時(shí)，更不容易得到有效的信號(hào)，容易導(dǎo)致測(cè)量失敗。