摘 要：利用低空無人駕駛飛艇對(duì)農(nóng)村宅基地進(jìn)行低空攝影測(cè)量，對(duì)航線設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作、航線設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素及設(shè)計(jì)方法和航線正確性的檢查進(jìn)行了探討和闡述。

關(guān)鍵詞：無人飛艇 農(nóng)村宅基地測(cè)量 航線設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0026-02

無人飛艇技術(shù)在數(shù)字城市建設(shè)的低空攝影測(cè)量中的應(yīng)用越來越廣泛，在保證測(cè)量精度的同時(shí)大大提高了工作效率。在目前全國農(nóng)村宅基地調(diào)查工作時(shí)間緊、任務(wù)重的情況下，我院嘗試?yán)脽o人飛艇技術(shù)來進(jìn)行農(nóng)村宅基地的低空攝影測(cè)量工作。農(nóng)村宅基地測(cè)量不同于數(shù)字城市測(cè)量，主要是它的測(cè)量范圍較為分散，因此對(duì)飛行線路的設(shè)計(jì)要求更高。

1 項(xiàng)目概況

測(cè)區(qū)位于臨沂市河?xùn)|區(qū)北部，包括湯頭鎮(zhèn)、八湖鎮(zhèn)和相公鎮(zhèn)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。項(xiàng)目要求對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)除建制鎮(zhèn)范圍以外的所有村莊進(jìn)行低空攝影測(cè)量。

2 項(xiàng)目前期準(zhǔn)備

2.1 資料收集

收集測(cè)區(qū)范圍內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)影像圖、建制鎮(zhèn)范圍線和村莊范圍線。

2.2 場(chǎng)地選取

盡量在測(cè)區(qū)中間地帶選擇廢棄的廠房和開闊平坦的空地，用于飛艇的存放和起飛降落。

3 獲取航飛底圖

打開Google地球，在上面找到起飛場(chǎng)地做上黃色標(biāo)志。根據(jù)已收集到的測(cè)區(qū)范圍資料，用黃色方框把需要測(cè)量的村莊在圖上標(biāo)出。在測(cè)區(qū)范圍外圍明顯的地方選取7、8、9三個(gè)點(diǎn)，做上黃色標(biāo)志。把圖像調(diào)整到合適的視圖角度和大小后，用截圖軟件截取，命名為xianggongzhen.jpg。如圖1所示

記錄圖上7、8、9三個(gè)點(diǎn)的經(jīng)度和緯度值。

打開“UP30地面監(jiān)控站”，點(diǎn)“工具—地圖標(biāo)配—打開圖片”，打開“xianggongzhen.jpg”，然后點(diǎn)“度分秒”，分別輸入7、8、9三個(gè)點(diǎn)的經(jīng)度和緯度并在圖上點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)位置，最后保存配置為“xianggongzhen.jpg.tab”。 “xianggongzhen.jpg.tab”文件就是我們進(jìn)行航線設(shè)計(jì)時(shí)所需要的航飛底圖，記住在保存的文件名里一定不能有漢字，否則會(huì)造成文件無法保存。

4 獲取航飛參數(shù)

根據(jù)相機(jī)參數(shù)和測(cè)量精度要求，計(jì)算飛艇的飛行參數(shù)，包括飛行高度、飛行速度、相鄰航線間距和等距曝光間距。經(jīng)過計(jì)算后得出：飛行高度240 m，飛行速度15 m/s，相鄰航線間距140 m，等距曝光距離62 m。

5 航線設(shè)計(jì)

航線的設(shè)計(jì)需要考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向、一個(gè)架次內(nèi)測(cè)區(qū)地面的起伏情況、村莊的間隔距離和飛艇能夠持續(xù)飛行的時(shí)間等等。

飛艇飛行的方向應(yīng)盡量和風(fēng)向一致，已減小前行的阻力和飛艇轉(zhuǎn)彎的阻力。因?yàn)轱w艇遇到的阻力越大越容易使飛艇飛行時(shí)偏離設(shè)計(jì)航線，影響飛行姿態(tài)從而也對(duì)航拍精度造成影響；如果飛艇遇到的阻力過大時(shí)還容易使飛艇尾翼發(fā)生損壞，造成飛艇無法繼續(xù)飛行。

設(shè)計(jì)航線時(shí)應(yīng)首先在“模板”一欄里把計(jì)算出來的飛行高度、飛行速度填寫上，然后根據(jù)相鄰航線間距確定轉(zhuǎn)彎半徑。在“沿線”一欄上打上“√”，使飛艇在兩個(gè)航點(diǎn)之間水平飛行并按照水平距離間隔進(jìn)行拍照。在“相機(jī)”一欄上打上“√”，使飛艇能夠在空中進(jìn)行照相。

模板填寫完畢后，在起飛點(diǎn)標(biāo)志周圍選好1、2、3、4四個(gè)航點(diǎn)作為飛艇起飛前狀態(tài)觀察和航行結(jié)束后返回艇庫之用。把1號(hào)點(diǎn)設(shè)置為“制式7”模式，制式時(shí)間2000 s，以保證飛艇在測(cè)量人員到位之前在起飛場(chǎng)地上空盤旋飛行。把飛艇不需要拍照的地方上空的航點(diǎn)“相機(jī)”一欄上的“√”去掉，讓相機(jī)在到達(dá)指定的航點(diǎn)時(shí)才開始拍照，保證拍攝的照片的有效性。

（1）當(dāng)村莊比較密集時(shí)，可以針對(duì)密集區(qū)域統(tǒng)一設(shè)計(jì)航線，然后對(duì)不需要飛行的區(qū)域進(jìn)行航線的精簡和優(yōu)化設(shè)計(jì)。移動(dòng)不需要測(cè)量區(qū)域上方的航點(diǎn)，縮短航線長度，提高飛行效率。在航點(diǎn)移動(dòng)過程中，相鄰航線間的間距可能發(fā)生變化，對(duì)此一定要及時(shí)進(jìn)行檢查調(diào)整，使航線間距恢復(fù)為設(shè)計(jì)的航線間距。

（2）當(dāng)村莊分布比較分散時(shí)，應(yīng)該逐個(gè)對(duì)村莊進(jìn)行航線設(shè)置，以減少飛行的距離，提高飛行的效率。當(dāng)對(duì)分散的村莊進(jìn)行航線設(shè)計(jì)時(shí)，一定要仔細(xì)檢查確定飛艇到達(dá)某個(gè)航點(diǎn)時(shí)是否應(yīng)該拍照，以免造成相片的缺少或影響相片拼接時(shí)有效照片的數(shù)量。

在航線設(shè)計(jì)中，航線的長度要比村莊需要測(cè)量的實(shí)際位置延長200～300 m，因?yàn)槿绻骄€長度按照實(shí)際測(cè)量范圍設(shè)計(jì)的話，飛艇在還未飛到范圍線時(shí)就已經(jīng)開始轉(zhuǎn)彎，造成村莊范圍的減小，從而引起地物的丟漏。

對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)海拔相差較大的村莊要及時(shí)調(diào)整飛行高度，以保證整體數(shù)據(jù)解算時(shí)高度的一致性。

6 航線的檢查

將設(shè)計(jì)好的航線的點(diǎn)的坐標(biāo)經(jīng)整理后通過“*.kml”文件導(dǎo)入Google地球，把航線的絕對(duì)高度設(shè)為你在航線中所設(shè)置的行高，這樣就可以檢查出航線是不是在要求的村莊上面以及是不是有海拔較高的山峰等對(duì)航線有阻擋。這樣就可以保證飛行的正確性和安全性。

7 體會(huì)

無人飛艇技術(shù)在農(nóng)村宅基地調(diào)查工作中，大大提高了工作效率，為按時(shí)完成調(diào)查工作提供了有力保障。

航線設(shè)計(jì)在整個(gè)無人飛艇低空攝影測(cè)量工作中是最為關(guān)鍵的一部分，只有充分考慮到各種影響飛行質(zhì)量和測(cè)量精度的因素并在航線設(shè)計(jì)過程中消除或減小各種不利因素的影響，才能保證測(cè)繪質(zhì)量、提高工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]張祖勛.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué)[M].武漢：武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社.

[2]GB/T 7930-2008 1∶500，1∶1000，1∶2000地形圖航空攝影測(cè)量內(nèi)業(yè)規(guī)范[S].

[3]GB/T 7931-2008 1∶500，1∶1000，1∶2000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范[S].

[4]CH/Z 3004-2010低空數(shù)字航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范[S].

[5]CH/Z 3003-2010低空數(shù)字航空攝影測(cè)量內(nèi)業(yè)規(guī)范[S].