王碩 曹群

【摘要】通過采用飛馬F300型無人機對我市多條河流的“一河一策”工程進行低空拍攝生成高分辨率的正射影像圖（DOM），獲取大量準確可信的、豐富的測繪成果，實現(xiàn)了外業(yè)調(diào)查工作的多、快、好、省，為類似工程提供了確實可行的方案。

【關鍵詞】一河一策；外業(yè)調(diào)查；無人機；正射影像圖

目前在全國范圍內(nèi)如火如荼的進行“一河一策”項目，為了更好的完成項目，首先必須保證外業(yè)的第一手調(diào)查資料齊全、詳實、且保證其時效性?！耙缓右徊摺闭{(diào)查的主要內(nèi)容包括污染源、違規(guī)占河、違規(guī)采砂、堤防修建情況等。一條河，從源頭到匯流口，少則幾公里，多則上百公里，如何進行？如何在有限的費用內(nèi)及時有效的獲取大量準確可信的、豐富的測繪成果，這是“一河一策”項目實施過程中面臨的難點之一。

針對我市“一河一策”項目，我們經(jīng)過對比論證，決定首先采用無人機對河道進行低空拍攝、生成高分辨率的正射影像圖（DOM），然后在室內(nèi)對需要調(diào)查的內(nèi)容進行判讀、確定和匯總，最后有針對性的進行外業(yè)調(diào)查。

1、無人機航測優(yōu)勢

近年來，低空無人機測繪系統(tǒng)以其周期短、效率高、機動性強、操作靈活、精度可靠等特點廣泛應用于各行各業(yè)，尤其是小范圍數(shù)據(jù)獲取和應急測繪等方面。而針對“一河一策”項目，無人機航測有以下幾點優(yōu)勢：

（1）河道位置分散，但實際所需要的范圍僅限于河道及其外圍數(shù)百米范圍內(nèi)。因此如果采用有人機大面積航測則成本費用高、同時空域申請難度大。而無人機因為其起降方便、不受起飛場地限制，因此更是適合作為“一河一策”項目的數(shù)據(jù)獲取手段。

（2）河道周邊地形復雜，傳統(tǒng)實測投入人員多，測繪周期長。且現(xiàn)場只能拍攝近景照片，無法進行整體判斷，不易管理后期成果。利用無人機航測，生成正射影像（DOM），能夠準確判讀整體分布關系，同時通過后期測繪能夠分析污染源等的影響范圍。從而為河道的管理提供有效依據(jù)。

（3）無人機低空飛行，地面分辨率可以高達厘米級，圖面清晰易讀。

2、無人機航測方案介紹

2.1無人機的選擇

針對“一河一策”項目特點，經(jīng)過對市場的考察，我們基于以下原因選擇了飛馬F300型無人機：①該無人機的地面站軟件可以規(guī)劃彎道帶狀航線，而且操作簡單；②標配全畫幅、4200萬像素相機，誤差小；③續(xù)航時間長，可達90min；④無人機安全有足夠的保障措施。

2.2航測方案介紹

既要完成“一河一策”項目（提供正射影像圖），但又不能造成浪費，本次無人機航測的最終成果是正射影像圖和地形圖，先期僅提供正射影像圖，待需要時補測野外像控點成地形圖。本次坐標框架的數(shù)據(jù)采集利用的是遼寧省省網(wǎng)CORS設立基站，事前免像控直接航測。

以鷂鷹河為例介紹本次無人機的航線規(guī)劃及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。河道長29km，河寬135m，丘陵地貌，上下游高差150m。測量寬度1000m，成果需滿足比例尺1：1000地形圖的要求。

2.2.1航線規(guī)劃

結(jié)合飛馬F300型無人機的實際，按照相關技術規(guī)范，我們設計了4個起降架次，一天完成全部任務，各架次參數(shù)設置見下表。河道作為帶狀區(qū)域，在滿足測區(qū)范圍的前提下，航線設計為往復的“蛇行航線”方式，由地面站軟件的轉(zhuǎn)彎航線自動生成功能來生成。需要注意的是當河道轉(zhuǎn)彎角度較大時，對轉(zhuǎn)彎半徑應進行合理調(diào)整，防止航測拍照時的橫滾角過大，對影像采集的質(zhì)量造成影響。在航線設計完成后，應采用無人機地面站自帶的三維瀏覽功能對航線進行檢查。

2.2.2內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

影像數(shù)據(jù)處理包括如下內(nèi)容：

（1）原始影像航攝漏洞檢查，使用無人機地面站的智檢圖功能對航攝飛行影像數(shù)據(jù)進行航攝空白區(qū)漏洞檢查，通過檢查，在測區(qū)及時決定是否進行航攝補拍；

（2）影像畸變糾正處理，使用無人機地面站的智理圖功能對原始航攝影像進行處理，通過處理消除影像的畸變差和主點偏移量；

（3）影像勻光勻色處理，使用無人機地面站的智拼圖功能下勻光勻色功能，對數(shù)字圖像進行圖像處理，通過處理，消除成像條件（天氣條件、光照條件、硬件條件等）對數(shù)字影像的各類影響；

（4）GPS輔助空中三角測量

GPS輔助空三解算軟件采用PIX4D自動空中三角測量軟件處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一款自動采集數(shù)據(jù)、整體平差一體化的自動空中三角測量軟件。通過該軟件進行控制點加密解算，可獲取更高精度的像對定向點；空中三角測量，依據(jù)相關規(guī)范。相對定向標準點殘余上下視差限差不超過5u，檢查點殘余上下視差限差不超過8u，匹配點分布均勻，且點數(shù)不少于200個，模型連接平面位置較差不大于0.24m（像方0.03mm），高程較差不大于0.28m（0.02mm）。絕對定向基本定向點殘差、多余控制點不符值及區(qū)域網(wǎng)間公共點較差不超過下表規(guī)定。

2. 多余控制點不符值為加密點中誤差的1.25倍；

3. 區(qū)域網(wǎng)間公共點較差為加密點中誤差的2.0倍。

（5）數(shù)字正射影像（DOM）的制作

PIX4D軟件可自動生成DOM，通過點云過濾功能，在生成與地面套合較好的TIN的基礎上制作正射影像，并使用勻光勻色軟件對整幅影像進行色彩均衡處理。

3、成果展示

通過對正射影像圖的判讀，我們在室內(nèi)很輕松地獲得河流的第一手資料，一目了然，避免了大量的外業(yè)工作。

5、結(jié)束語

通過大量的工程實踐表明，無人機航測在工程項目中的應用大大提高了外業(yè)的速度，降低了勞動強度，無人機測繪已經(jīng)成為應急、快速等項目不可或缺的手段和明智的選擇。當然，在無人機航測的工程中還應該注意以下幾點：

1）作業(yè)條件的要求。地面風力4級以上，無人機降落困難；天空中風力7級以上，無人機姿態(tài)不穩(wěn)精度難以滿足要求；選擇晴朗沒有霧霾的天氣作業(yè)。

2）作業(yè)時間的要求。盡量選擇在深秋、冬季和春季，避免植被覆蓋地面，也不要在雪后、雨后飛行；避開早上和傍晚作業(yè)，盡量選擇在中午前后的幾個小時內(nèi)作業(yè)。

3）作業(yè)地點的要求。軍方機場、民用機場或一些建筑物地區(qū)半徑10km范圍內(nèi)是禁飛區(qū)。

參考文獻：

[1] 劉寒.淺談數(shù)字正射影像產(chǎn)品的制作及應用[J].北京測繪，2003，（04）：20-22+30.

作者簡介：王碩（1983— ），女，遼寧省錦州人，工程師，從事水利工程測量工作。