徐　強(qiáng)　鄭勤華

（江西省煤田地質(zhì)局測繪大隊(duì)　江西南昌　330001）

eBee型無人機(jī)航攝技術(shù)在大比例尺測圖中的應(yīng)用

徐強(qiáng)鄭勤華

（江西省煤田地質(zhì)局測繪大隊(duì)江西南昌330001）

摘要：無人機(jī)航攝技術(shù)具備多方面的優(yōu)點(diǎn)，如輕質(zhì)、成本低廉、速度快以及靈活度高等,在大比例尺測圖中的應(yīng)用非常廣泛，能提高大比例尺測圖的精度及效率。闡述eBee型無人機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)，對eBee型無人機(jī)航攝技術(shù)在大比例尺測圖中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分折研究。

關(guān)鍵詞：eBee型無人機(jī)；航攝技術(shù)；大比例尺測圖；應(yīng)用

1　引言

利用無人機(jī)航攝技術(shù)進(jìn)行大比例尺測圖能夠彌補(bǔ)常規(guī)測繪存在的不足，進(jìn)而獲取更準(zhǔn)確的測量成果。其中，eBee型無人機(jī)是一類應(yīng)用型無人飛機(jī)，能夠在航攝圖與創(chuàng)設(shè)3D模型上發(fā)揮顯著的作用。鑒于此，本文對“eBee型無人機(jī)航攝技術(shù)在大比例尺測圖中的應(yīng)用”進(jìn)行分析與探究具有較為深遠(yuǎn)的意義。

2　eBee無人機(jī)系統(tǒng)的組成及其特點(diǎn)分析

eBee無人機(jī)系統(tǒng)是由泡沫塑料、高清晰度相機(jī)、便攜式運(yùn)輸箱、飛行管理、相機(jī)糾正以及資料整理等硬軟件組合而成的。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：

（1）輕巧方便。屬于一項(xiàng)綠色產(chǎn)品，在起飛與著陸上均非常簡便；機(jī)翼是可拆卸型的，小巧輕便，可以更換。

（2）便攜式運(yùn)輸箱。運(yùn)輸非常方便，同時(shí)符合國際航空運(yùn)輸協(xié)會相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）人工智能。起飛、飛行以及著陸都是自動化的，不需要專業(yè)駕駛員架勢，可自動完成航攝工作。

（4）空氣動力學(xué)外形。品質(zhì)優(yōu)良耐用，具備高強(qiáng)度的航行穩(wěn)定性。

（5）3D處理功能。能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行快速檢測，生成高精度的正射影像，構(gòu)建高精度的3D模型。

3　應(yīng)用實(shí)例

3.1項(xiàng)目介紹

本次以撫北大唐電廠產(chǎn)業(yè)園作為研究的項(xiàng)目對象。該項(xiàng)目處于江西省撫州市騰橋鎮(zhèn)，北緯為27°44′48〞-27°45′56〞，東經(jīng)為16°31′5〞-116°33′1〞。項(xiàng)目所處位置屬于丘陵地帶，林地及農(nóng)田居多，居民住宅房建筑偏少。

該項(xiàng)目主要的任務(wù)是：（1）制作為數(shù)字化圖；（2）制作正射影像圖；（3）制作數(shù)字地面模型。比例均為1：2000，面積大概為8平方公里。

3.2已有資料分析

航測區(qū)域范圍圖（如圖1所示）。該圖為設(shè)計(jì)用圖，主要作用為航攝飛行用圖以及野外測量用圖。

項(xiàng)目中文檔類型為中線文檔，其格式為DWG格式。采用西安80坐標(biāo)系，1985國家高程基準(zhǔn)，中央子午線114°，投影面設(shè)置為300m。

在航攝資料方面，需對航攝的比例尺、航攝儀類型、焦距、相幅以及相機(jī)分辨率加以明確。例如本次的航攝儀類型為CanonIXUS125HS，航攝比例尺為1：2000，其他各項(xiàng)資料均符合航攝標(biāo)準(zhǔn)。

3.3作業(yè)流程

4　外業(yè)航攝與控制測量

4.1主要技術(shù)參數(shù)，如下：

（1）航攝比例尺為1：2000；

（2）將航攝影焦距設(shè)置為21.5mm，將相幅設(shè)置為23×23cm；

（3）將相對航高控制在324m；

（4）像片旁向重疊度設(shè)置為65%，航向兩方面的重疊度設(shè)置為80%。

（5）航攝覆蓋范圍。以成圖范圍作為參考標(biāo)準(zhǔn)，將單線部分左右兩側(cè)各設(shè)為300m，基于測段接頭位置重疊一定量的基線，本次設(shè)計(jì)共設(shè)置2條。

4.2攝區(qū)和基準(zhǔn)面的選擇

基于攝區(qū)中，是不需要進(jìn)行分區(qū)的，但是需以面狀為主。將相同的航攝方向形成各自分段?；诿鏍罘秶鷥?nèi)，高差比較小，與1：2000的航攝比例尺相符合。為了使比例尺要求以及重疊度得到有效滿足，可選擇一樣的基準(zhǔn)面以及旁向。因此，此次將航線基準(zhǔn)面進(jìn)行了統(tǒng)一化，設(shè)置為324m。如圖3，為攝區(qū)飛行范圍略圖；圖4為航線略圖。

4.3像控布點(diǎn)方案

本次將CNSS輔助無人機(jī)高精度稀少控制點(diǎn)方案為依據(jù)，進(jìn)而對此方案加以落實(shí)。像控點(diǎn)于測區(qū)涉及航線與構(gòu)架航線交匯處設(shè)置。如圖5，為像控點(diǎn)的大致方位。

4.4質(zhì)量保證

為了航攝質(zhì)量有保障，從整體層面分析，從以下幾方面進(jìn)行控制：像片傾斜角的控制、旋偏角的控制、航線彎曲度的控制、攝影時(shí)間、航高保持以及攝影質(zhì)量的控制等。航線坐標(biāo)數(shù)據(jù)表如表1。

5　eBee型無人機(jī)航攝技術(shù)進(jìn)行大比例尺測圖注意事項(xiàng)

5.1選擇合理的天氣

在航空攝影過程中，選擇合理的天氣非常重要，需注意兩點(diǎn)：天氣晴朗和能見度高。在所選取攝影天氣滿足上述兩個(gè)要求的情況下，便能夠獲取色彩豐富以及地面信息豐富的影像。與此同時(shí)，在能見度良好天氣環(huán)境下，能夠在很大程度上避免受到地面霧霾的影響；在影像曝光的情況下，所出現(xiàn)光線折射以及散射狀況極少，如此便能夠使影像的精度大大提升。

5.2處理好加密問題

eBee型無人機(jī)航攝所得到的航空影像幅面比較小，利用目前具備的空三軟件完成平差解算之后，基于多個(gè)測區(qū)處理期間，都存在誤差。因此，加密測區(qū)的選構(gòu)是非常重要的。應(yīng)用中多數(shù)人選擇PATB平差軟件，能夠在很大程度上降低小幅面數(shù)碼影像所出現(xiàn)的錯誤。另外，為了使加密測區(qū)得到有效調(diào)整，目前通常應(yīng)用外業(yè)對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測的方法?？傊?，為了使加密問題能夠處理好，選擇合理的處理軟件非常重要，以上提到的軟件便值得借鑒。

5.3控制飛行勢態(tài)

eBee型無人機(jī)與傳統(tǒng)的大型運(yùn)輸機(jī)器相比，無論是在體積上，還是在重量上，都要小很多。基于航空攝影任務(wù)執(zhí)行過程中，易受到一些因素的影響，比如氣流的變化以及風(fēng)力等。因在使平臺穩(wěn)定過程中應(yīng)用了二維姿態(tài)，基于范圍很小、時(shí)間很短的情況下，風(fēng)力的變化以及風(fēng)向的變化均比較小，使平臺更加穩(wěn)定。但在氣流突然發(fā)生變化的時(shí)候，會發(fā)生穩(wěn)定平臺不能及時(shí)糾正的問題，曝光所得到的影像姿態(tài)角度過大，并且在短時(shí)間內(nèi)曝光的影像還可能引發(fā)重影問題。只有有效地控制飛行勢態(tài)，使平臺穩(wěn)定，才能使航攝影像質(zhì)量得到提高。

6　結(jié)束語

通過本文的研究，說明eBee型無人機(jī)航攝技術(shù)在大比例尺測圖中具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。鑒于eBee型無人機(jī)航攝技術(shù)要求非常高，在實(shí)際工程中需要了解eBee無人機(jī)系統(tǒng)的組成及其特點(diǎn)；在航攝過程中需掌握一定的技巧，包括選擇合理的天氣、處理好加密問題以及控制飛行勢態(tài)等，使eBee型無人機(jī)航攝技術(shù)在大比例尺測圖中的充分發(fā)揮作用。

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