无人机测绘

一、【无人机倾斜摄影】技术路线

一、操作案例分析

1、无人机倾斜摄影技术应用于粤东某地区1：1000基础地形图测绘

（一）项目概况

项目位于粤东某地区，1︰1000地形图测绘区域和成图区域碎片化分布，最小面积约0.01km2，最大面积约20km2，1︰1000测绘区域约349个；以上情况，增加了数据采集工作的难度和工作量，对地形图精度提出了更严格的要求。

（二）成果要求

（一）具体流程内容和操作

（1）像控点测量

像控点测量采用GDCORS网络RTK进行测量，其平面和高程精度均能满足像控点的精度。布点策略：区域网布点。像控点间距：500米以内，对于大面积耕地或特殊困难地区像控点间距进行适当放宽。像控点布设数量：1530个，检查点700个。

（2）无人机影像数据采集

考虑到测区分块比较小、分散，所以选择小型多旋翼做为数据采集平台。因此我们的作业过程具体如下：

设备：多旋翼无人机；

组织：2个作业班组，4名飞控手及地面人员；

航飞分区：以村镇建筑区为分界线，划分349个子测区；

航摄时间：上午9:00至下午16:00之间；

地面分辨率：5cm；

航飞重叠率：航向重叠度为75%，旁向重叠度为65%，采用正射和倾斜相结合的方式；

航飞架次：大概2700架次。

航飞数据检查：照片成像清晰，无大面积云影、烟和反光、污点等缺陷，满足影像质量要求，可直接用于实景三维建模环节。

外业采集的时间跨度为3个月。

（3）实景三维建模

实景三维建模过程包括数据准备、空三加密、建模输出三个环节。

【数据准备】主要是整理航飞影像数据、相机文件、POS 数据以及像控点数据，使其满足软件平台的要求。将整理后的数据载入实景三维建模软件，常用的三维建模软件有Context Capture Master、Photomesh、PhotoScan、Altizure、Pix4DMapper等。

【空三加密】是实景三维建模的核心环节之一，为提高成果的位置精度水平，需要将外业采集像控点数据刺点至对应的像片，要求各个视角均选刺一定数量的像片。刺点完成后，运行空三加密，软件自动进行多视角影像密集匹配、区域网平差，确定像片之间的位置对应关系。空三完成后，可在软件平台查看空三点的密度图。

【建模分区】：按测区分块（349个），逐个单元进行生产；

【输出成果】：实景三维模型数据和正射影像数据。

数据处理建模时间为4个月。

（4）数据采集与编辑

内业数据采用二三维联动一体化测图模式进行采集，即利用分屏方式分别加载正射影像数据和实景三维模型数据，并使其同步，可实现二维或三维状态下的地形图测量。在三维或者二维环境下采集各种地物类型的特征点或特征线，并借助地物本身和地物之间的几何关系，绘制完成地物。

对于地貌信息的采集，由于实景三维模型具有高程信息，可通过直接在模型表面拾取高程点完成。常用的二三维一体化测图软件有EPS 、MapMatrix3D、Dp-Modeler 、iData、SV360、ES3D等。

在软件平台三维测图模块加载实景三维模型和正射影像数据，采用二三维联动一体化测图模式进行数据的采集和更新。

采集人员投入10人，历时4个月

（5）外业调绘

内业数据采集完成后，需通过外业补测与调绘工作检核内业数据成果，对于内业无法测量、识别的地物通过外业现场进行实地确认。采用倾斜三维测图，房屋的材质、层数、房檐改正等已完成，在外业只需要检查即可。

①部分线状悬空的地物，如电力线等，实景三维建模难度大，难以从模型中准确辨别其走向和连接关系。

②由于地物遮挡造成的实景三维模型的局部变形、模糊，导致少量地物要素难以准确采集的情况。

③部分地物的属性信息，如检修井的属性信息、路名、企事业单位等注记信息。

④植被区域高程点、等高线，需要补测、修正。

（6）内业编辑整理

结合外业调绘成果，进行数据编辑整理。

（7）精度评定

整体精度统计，平面0.15m，高程0.15m，满足1:500地形图精度要求。

（四）案例总结

经过实践证明，利用无人机倾斜摄影技术进行大比例尺地形图测绘，能够满足规范精度要求，大大减少外业工作量，是地形图测绘技术新的技术手段，其技术优势主要体现为以下几点：

（1）作业效率高，劳动强度小

无人机倾斜摄影测量技术响应迅速，数据获取快捷，作业效率提升。与传统的大比例尺地形图测绘方法相比，应用无人机倾斜摄影测量技术可以大幅降低外业工作量和工作强度。

（2）数据采集直观、全面

通过正射影像数据和实景三维模型数据分别从二维和三维世界在线地物的分布特征，直观、形象，作业员可直接在二三维作业环境下进行数据的采集和编辑。

（3）数据精度高，干扰性因素少

地形图测量时经常遇到现场不配合或者地形地貌过于复杂的现象，从而难以确保地形图的准确性。利用无人机倾斜摄影技术进行大比例尺地形图测绘，通过非接触模式二三维环境作业，可准确定位地物特征点位，确保数据精度和全面性。

（4）大大减少外业工作量

倾斜三维测图，在室内可以准确提取房屋的房檐、材质、层数等信息。

（二）作业模式局限性

该作业模式也存在一定的局限性：若航飞数据的获取时间为植被较为茂盛的季节时，由于植被遮挡造成的实景三维模型难以表达的地物，仍需要通过补测和调绘的形式进行补充。

对于杆状、线状地物，如电杆、路灯、输电线等，通过三维建模后，因为分辨率的因素，存在丢失，采取的措施是倾斜空三后，采用立体测图的方式，对这些要素进行补测。