文档介绍：无人机航测在地形测量中的应用
信阳珠峰测绘信息技术有限公司
【】无人机航测具有测量速度快、成木低、分辨率高、机动灵活等优点,因而在大比例尺航测成图方面获得广泛应用。木文对无人机航测系统组成与地形测量方法进行了分析,并结合工程案例展示了它在地形测量方面的应用。
【关键词】无人机航测;地形测量;应用
无人机航测是以无人机作为飞行平台,利用高分辨率数码相机获取影像的测量技术。它是继卫星遥感、大飞机航测之后又一项重要的技术,因其具有成木低、成图快、机动灵活的突出优势,而在近些年来迅速推广应用[1]。目前, 无人机航测己在城市规划、地质监测、应急救灾、地籍调查、工程测量等领域获得很好的应用[2, 3],无疑其应用前景一片光明。地形测量是上述应用的基础, 因此木文对无人机航测在地形测量中的应用进行了探讨。
1无人机航测系统组成与地形测量方法
无人机航测系统由飞行平台、飞控系统、任务设备、地面监控系统、数据处理系统、地面保障设备等组成。飞行平台是具有无线遥控及自身程序控制功能的无人驾驶飞行器,目前主要釆用固定翼无人机、旋翼无人机(无人直升机) 和无人飞艇三种类型飞行器,但航测以固定翼无人机最为典型,《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z 3002-2010)也以固定翼轻型无人机作为飞行平台,这是因为固定翼无人机作业效率要比旋翼无人机高得多,同时它对飞控的要求也比旋翼无人机低,而无人飞艇速度较慢、悬停时间长,更适于监视用途而非航测。飞控系统是对飞行器的飞行姿态和运行参数进行控制的系统,也就是对无人机飞行进行控制和对各种任务进行管理,由飞控计算机、GPS导航定位系统、飞行控制器及
气压高度表、空速传感器等组成,以实现航测所需要的导航、定位及自主飞行功能。任务设备即数码相机,用以摄取高质量的影像。地面监控系统包括监控计算机、遥控设备、数传电台及天线、地面电源、监控软件等。数据处理系统主要任务是对航测资料进行处理以获取所需的测量成果,如通过影像畸变校正、自动空三测量等获得数字正射影像图(DOM)、数字线划图(DLG)、数字地面模型(DTM) 等成果。地面保障系统包括运输车辆、无人机支持系统等。
无人机航测的工作流程如图1所示。
根据测量任务,确定航测的范围及飞行路线,设定航摄参数及绘制领航图。其中航摄参数和飞行路线的确定是重点。
根据相机分辨率、测图比例与精度要求可确定作业高度。航高与地面分辨率存在的关系(为镜头焦距,为航高,为像元尺、?,为地面分辨率)。以 Canon 5D Mark II相机为例,,μm, 现航测范围确定为10km2,地形图比例尺为1: 1000,当高差不人吋地面分辨率取10cm,可算出航高=554m,所以相对航高可选择550rru
飞行路线要覆盖所测区域,航线之间要奋所重叠,冋吋又要提高作业效率,避免重叠过多,这样就需要仔细策划设计,如把测区分段,段再分带。为了避免漏点,航向覆盖要求重叠度在60%〜80%之间,旁向覆盖要求重叠度在15%〜 60%之间。将这些数据输入航线设计软件,就可以确定飞行路线、拍片数、基线长度等参数。飞行方向可选择东西向,或南北向,也可根据地貌特征沿河流、海岸、测区边界方向。飞行转弯吋倾斜角>15°,以免GPS信