王銳 董睿

摘 要 我國現(xiàn)階段的測繪領域在高速發(fā)展的過程之中，一些科技化的新型測繪方式正在逐漸的替代以往傳統(tǒng)的測繪方式，這也是我國的測繪領域發(fā)展過程之中一項巨大的變革。近幾年來，我國的無人機測繪技術開始逐漸發(fā)展起來，無人機具有便于操作、靈活性高、準確性高、使用范圍廣和測繪時間較短等優(yōu)點，但是在實際的利用無人機進行測繪的過程之中，也會有一些外界的因素對無人機所測得的數(shù)據(jù)的精度產(chǎn)生一定的影響，因此在利用無人機進行測繪的過程之中應當采用合理的方法對其影響進行減弱，以保證測繪數(shù)據(jù)的精確性。因此，對于影響無人機航測精度的因素進行探究是十分必要的。

關鍵詞 無人機；航測精度；影響；措施

1 無人機航測技術概況

一般情況下，無人機航測工作都是在低空記性操作的，在這種航測工作之中外界因素對于其影響程度還是較低的。因此利用無人機進行航測能夠更加具體的對地形測量之中的各項問題進行實時的檢測，能夠解決以往傳統(tǒng)的測繪技術之中所存在的不足，與此同時無人機航測技術還能夠?qū)Ω鞣N資料和數(shù)據(jù)進行獲取。由于無人機的各項工作優(yōu)勢，機動性和靈活性較高在進行地形測量工作之中還能夠有效地對資金投入進行縮減，同時相關的工作人員在操作起來也比傳統(tǒng)的測繪方式更加簡便。利用無人機的航測技術除了能夠?qū)Φ匦螠y量進行全面詳細的檢測之外，對于地形之中存在的一些較為危險的地區(qū)和問題進行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。除此之外，無人機的運行速度較快，續(xù)航能力也較強，工作人員在使用無人機進行地形測量的過程之中，不僅僅能夠?qū)y量工作的成本進行節(jié)約，同時還能夠有效地對工作效率進行提升，這種方式對于促進我國的地形測量技術的發(fā)展起到了一定程度的推動作用[1]。

2 無人機航測精度的影響因子分析

2.1 飛行控制技術對影像質(zhì)量的影響

無人機體積小、重量輕，在航拍時受氣流、風力、風向影響較大。無人機飛行不穩(wěn)定，飛行時航偏角、俯仰角、翻滾角等姿態(tài)角值較大。另外，由于無人機飛行航高較低，相對地面物體移動速度較快，在曝光過程中成像面上的地物構(gòu)像隨之產(chǎn)生位移，構(gòu)像位移的出現(xiàn)使影像模糊、影響成像質(zhì)量。

2.2 相機質(zhì)量對影像質(zhì)量的影響

（1）相機物鏡存在較大色差和畸變差

相機物鏡對不同波長的光線折射率不同，因此在焦平面上形成焦點，產(chǎn)生橫向色差和縱向色差，使相片上的影像模糊不清晰。相機物鏡是采用非球面研磨技術的透鏡組，由于加工、安裝及調(diào)試過程中產(chǎn)生一定殘差。畸變差使被攝物體與影像之間不能保持精確的相似性，造成影像幾何變形。

（2） CCD芯片大小和分辨率

分辨率是指數(shù)碼相機CCD芯片對被攝物體的解析能力。像素數(shù)量是衡量數(shù)碼相機分辨率的關鍵因素，在等量面積上，像素越多，單元像素越小，影像的清晰度才越高，細節(jié)表現(xiàn)才越好，色彩還原才越逼真。否則，影像質(zhì)量越低劣。

（3）數(shù)碼噪音

每一卷傳統(tǒng)膠片對應一個感光度值，而同一臺數(shù)碼相機有多種不同的“相當感光度”值，當采用高感光度拍攝時，傳感器信號被放大，干擾電流也隨之放大，引起更多的噪音。產(chǎn)生數(shù)碼相機噪音的原因有本身元器件的性能、線路設計采用的降噪技術、拍攝時使用了較高感光度、曝光不足、長時間曝光等因素，數(shù)碼噪音引起圖像上的雜點增多，使得圖像質(zhì)量降低。

2.3 技術方案對測量精度的影響

（1）相片重疊度、基高比對量測精度的影響

小型數(shù)碼相機大多為矩形陣面的CCD，并非傳統(tǒng)的正方形。相片重疊度越大基線越短，基高比越小。小型數(shù)碼相機的基高比為0.15左右，遠小于傳統(tǒng)攝影的0.50。在立體模型下，同名地物交會角較小，降低了立體觀測效果，直接影響高程量測精度。如果在保證具有三度重疊的前提下，盡量減少相片重疊度或使CCD陣面的長邊與攝影航線相一致，可以大大增加基高比，提高高程量測精度。

（2）像控點目標選取對測量精度的影響

外業(yè)像控點測量時，對目標點的選取主要取決于影像紋理的豐富程度。影像紋理粗糙、弧形地物、線狀地物交角不好，則直接影響外業(yè)點位選取精度。內(nèi)業(yè)處理對像控點的轉(zhuǎn)刺也有較大的影響，降低了成圖精度。如果采取布設地面點后再拍攝方法，則能有效提高外業(yè)選點精度和內(nèi)業(yè)轉(zhuǎn)刺點精度，有助于提高成圖質(zhì)量。

2.4 大氣條件對影像質(zhì)量的影響

對攝影成像來說，比地物亮度更重要的是相片上相鄰地物影像之間的密度差。如果地物影像之間沒有密度差異，也就是沒有影像反差，也就無法從影像上辨別地物。決定影像反差的因素除了地物本身特征外，還取決于陽光部分和陰影部分之間的差異。如果選擇天氣條件不好時拍攝，必然使影像質(zhì)量變差[2]。

3 提高無人機航測精度的解決方案

3.1 提高像控點精度

像控點精度包括像控點的測量精度和像控點影像目標精度。使用GPS測量像控點的精度較高，誤差小于5cm，能夠滿足大比例尺測圖的技術要求。像控點影像目標精度取決于影像紋理的豐富度，如果影像紋理較差則內(nèi)業(yè)轉(zhuǎn)點誤差至少達到2～3像素。由于無人機航線設計的影像重疊度較高，采用先布設像控點再航拍則內(nèi)業(yè)轉(zhuǎn)點精度可提高至1.5像素以內(nèi)，可將像控點精度提高至0.1 m，同時也能解決相片控制點布設不均勻問題。

3.2 提高相機畸變參數(shù)精度

無人機搭載的非量測相機影像畸變較大且檢校結(jié)果不穩(wěn)定，可通過提高相機畸變參數(shù)的精度解決該問題。一是建立三維控制場，及時檢測無人機航拍前后的相機畸變參數(shù)；二是固定相機鏡頭，減小相機畸變參數(shù)變化對加密成果的影響。

3.3 提高影像清晰度

無人機航拍影像清晰度受飛行速度、快門速度、飛行顛簸程度等影響。將無人機飛行速度控制在每小時80km以內(nèi)、相機快門速度1/120s，可降低影像噪音。

3.4 提高影像匹配質(zhì)量

由于無人機飛行不穩(wěn)定造成影像質(zhì)量差，導致很多攝影測量軟件在影像匹配時存在要么匹配點數(shù)量過多且錯誤匹配點也很多，要么匹配點的質(zhì)量很好但數(shù)量不夠等問題。如果軟件公司之間技術互通，互相補充各自的短板，一定能夠解決該問題。

4 結(jié)束語

無人機航測技術的出現(xiàn)對我國的地形測量工作領域帶來了巨大的突破，對我國的測繪領域發(fā)展起到了積極的促進作用。

參考文獻

[1] 劉學杰.像控布設方案對無人機航測精度影響的測試[J].地理信息世界，2017，23（5）：109-112.

[2] 羅東山，李相庭，何軍.無人機航測像控點布設對空三精度的影響[J].測繪標準化，2018，（3）：34-36.