无人机航测成图精度影响因素研究

无人机航测成图精度影响因素研究

陈隆

神华地质勘查有限责任公司北京市102209

摘要：随着科技的发展，无人机航测技术以其诸多的优点而逐渐被应用到测绘工作中，使测绘工作方式发生了重大变化，但与此同时在航测成图时也面临着许多问题，比如受到强风以及强气流影响，导致飞行不稳定，造成测图定向点和立体模型套合差大、接边精度不够。因此，这就需要科技工作者及一线测绘人员不断探索，勇于创新，对航测技术进行不断完善，使航测成图更加符合不断发展的行业要求，在更多的领域得到广泛应用。

关键词：无人机航测；成图精度；影响因素

1无人机航测的组成部分

1.1飞行系统

飞行系统主要是载机、动力、控制系统、能源供给以及拍照系统。载机部分：选择固定翼飞机作为载机，它具备高稳定、高抗风、场地适应性强等优势；动力部分：通过航模动力为油动以及电动，油动载重大，长航时、长航程，续航能力强，因此，选择油动作为载机动力源；控制系统部分：控制系统包括手动遥控以及自动驾驶。手动遥控主要负责人为干预起飞以及降落环节，避免了自动起飞以及降落带来未知的影响，在航测场地的选择上极其灵活，使用效率高于自起降无人机。自动驾驶系统主要负责从起降场地到测区之间以及测区内按预设航点飞行的控制。自动控制系统包括空速计和GPS等辅助传感器。

1.2数据链

数据链包括载机部分以及地面站部分，用途是将飞行姿态传送回地面站，将地面站预设航点任务和调试数据传给载机飞控系统。

13地面控制

控制系统采用和飞机自动控制系统配套的软件，负责测区任务设置、飞控参数的调试参数准备。

1.4数据处理

飞行数据的格式用软件自由转换，适应不同的处理方案，可根据精度不同和产品的差异选择软件及处理方案。根据客户对测绘产品的需求选择处理方案，在控制成本方面有较大的优势。

2无人机航测系统优势

无人机又称无人驾驶航空器，是一种安装动力装置与导航模块设备，可以通过无线电装置或设置飞控程序来达到控制飞行的目的。一般来说，新型无人机体积比较小，材质为轻复合型，至于能源驱动装置则可以运用固定翼飞行器。据资料显示，若运用超过250m的航高来完成任务的话，就需要依照单日3个左右的架次来计算工作量，且收集数据面积超过20km2，最重要符合土地管理要求。当然，无人机航测系统优势还有以下几方面：第一，成本低。与航空摄影测量相比，无人机运行成本、日常维护、保养费用低；第二，机动轻巧、灵活。与飞机进行比较，无人机不易受到场地或是其他条件等的约束，快速起飞并到达预定目标进行测量，任务完成后通过伞降或滑行方式回收；第三，操作过程简单。随着无人机技术的不断成熟，无人机智能化程度越来越高，且操作简单，事先设定好飞行路线，针对空中和地面实际情况，通过校正数据以达到对目标的精确测量。第四，高分辨率。与传统航拍技术相比，具有高分辨率获取影像数据能力，可以达到厘米级，为RS技术运用奠定基础。

3无人机航测成图精度的影响因素分析

3.1无人机航测高度

无人机航测高度的差异会直接影响到成图的精度，通常情况下航测高度的不同，不仅对图像中每一个像素点的大小产生影响，而且高度的变化也会对航片相幅的大小产生影响；一般情况下，无人机飞行高度在逐渐增高，图像中每个像素的真实数值也就会越来越小，图像的精确度也会越来越低。因此，在无人机航测中根据地形的变化，选择恰当的航测的高度可以有效提高无人机航测的精确度。

3.2像控点设置的影响

在进行无人机进行航测时，像控点的设置对航测的成图质量具有重要影响，恰当科学的控点设置可以有效提高后期的航测成图精度，反之，则会影响成图的质量。所以，在进行无人机航测前期准备时，必须对像控点进行周全的设置，进而确保控制点设置的科学性与合理性。在实际的设置中，首先要保证每次航测都要有不少于5个的像控设置点；而在遇到地形复杂的航测任务时，由于地形变化较大或者植被覆盖程度较高，就会容易造成像控点被覆盖的状况，进而很可能导致无人机航测工作中出现飞行覆盖程度不够，出现翘曲现象发生，造成航测数据精度不高，对航测质量产生不利影响。因此这种情况下要适当增加像控点。

3.3航测图像质量因素

无人机航测时的天气状况与无人机本身因素是影响无人机航测图像质量的两个主要因素，首先天气状况主要指的是无人机进行航测时所处的风雪、大风、大雾等天气状况。比如当航测下的风速过大时，会造成无人机无法正常飞行。另外大风状况下无人机很难实现平稳飞行与航测，进而导致航测图像发生大幅度扭曲，降低图像精确度，同时也会阻碍航测任务的工作进度。无人机本身因素主要指的是无人机装备的相机像素与曝光时间设置的不合理；一般情况下像素主要受到相机本身的影响，人为因素很难控制，而曝光条件通常受到航拍时光照条件影响，如果光线条件相对较好，需要尽量对曝光时间进行降低。

3.4重叠率

重叠率在提高图像连接点中起到了关键作用，然而，在进行实际的航拍时为了最大程度的减少飞行时间与扩大航测覆盖范围，相关航拍技术人员都会对航测重叠率尽可能的进行调低。重叠率变低后每个地区物点在航片中会相应减少，导致技术人员在对重叠区的相关连接点进行提取时，可选择性大大降低；图像的连接点减少，在一定程度上会对无人机航拍照片的清晰度造成影响，导致连接精度不高，使连接点平差结构变差。

4无人机航测成图技术的应用

随着无人机航测技术不断发展，无人机航测技术逐渐被应用到各个领域，并发挥了越来越重要的作用。

4.1地质环境治理中的应用

传统的的地质环境治理技术手段存在着时间周期长、资金投入大等难题，这也严重制约了地质环境治理工作，而无人机航测具有的省时、省力，高效获取图件等优点，不仅解决了这些难题，而且也满足了地质环境治理的要求。同时环境治理与恢复是作为当前地质环境治理的重要任务，存在治理难度大，技术手段落后等问题。而低空无人机航测可以根据实际需要对检查及治理目标进行24h低空航测，对航测数据进行计算机处理，进而对地质环境的治理恢复真实现状进行时时了解，这为有关部门在进行地质环境资源保护与利用提供决策依据。

4.2在水利与道路工程规划建设中的应用

无人机航测以其测量数据准确率高等特点可以为水利与道路工程的前期规划与后期建设提供高清的图像信息，为水利基础设施建设与道路工程全面科学的研究提供参考。另外，无人机航测技术还可以对生态环境进行监测，按照国家生态建设的相关规划和要求，各地区和各部门都需要通过快速手段对各地区的信息进行全面而动态的监测。

结束语

无人机航测技术于20世纪末引入我国，并得到快速发展，被广泛应用于应急服务保障、国土资源测绘等许多工作中。无人机航测技术有着许多以往测绘技术不具备的特性，比如灵活、成本低、高精度等。但另一方面其航测图像精度也面临的着许多问题，图像精度易受到航摄区域地形起伏变化、高程变化、测量对象倾角与倾斜方向的规律性等许多因素的影响，进而造成图像畸变、图像失真、图像分辨率低等影响成图精度的状况，这也对的航测技术的发展造成了影响。

参考文献：

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