旋翼无人机外业像控点布设方案研究

为了解决提高旋翼无人机外业影像控制点测量质量的问题,本文深入研究了基于旋翼无人机低空多视角航空摄影的像控点布设方案.通过大量实验数据和不同像控点布设方案比对,研究确定高质量的布设原则,结果表明:测区四周均匀布设控制点有利于保证区域内部的精度.一般情况下,单点布设的精度不如点组布设精度高,而且点组布设可以提高平面高程的精度.     

POS辅助稀少像片控制点布设方案研究

POS辅助数字摄影测量中有直接定向法和辅助定向法两种应用方法,当前国内在项目生产中普遍采用的是POS辅助定向法。现选取POS辅助UCXp WA数码航摄的陕西省商南项目部分区域作为试验样区,地形为山地,重点研究POS辅助定向法满足1：10000成图精度的像片控制点布设方案,得出了满足成图精度要求的最佳像控点布设方案,与不采用POS辅助的像片控制点布设方案相比,可大幅减少航测外业像控布测的工作量。     

复杂地形区像控点布设对低空无人机遥感成图的精度影响研究

针对像控点布设与测图精度之间没有统一的规范要求的问题,提出适用于小面积、地形复杂、地势起伏较大的场地像制点布设方案,用于获取高精度影像图。以三峡库区某边坡为例,研究复杂地形区像控点布设密度与测图精度之间的关系。使用低空无人机遥感技术获取286张航拍图,共设计14种像控点布设方案,对各方案的数据精度进行研究。研究表明,当控制点布设数量达23个时,测图精度达到最高。由于14组方案的数据误差均不超过0.1m,因此应用于测图精度要求不高的工程施工项目时,布设5个控制点即可满足测图的精度要求。     

基于GZCORS的无人机摄影成图精度分析

研究了ebee和ebee-rtk两种无人机的飞行影像精度,以及像控点布设对ebee无人机影像精度的影响。结果表明,选择四周均匀分布且中间控制的像控点网形参与无人机数据解算,精度稳定且较高;ebee-rtk无人机通过访问GZCORS,实时获取影像控制点的绝对坐标,可省去地面像控点的布设,且与ebee无人机解算精度相当,可满足1:2 000地形图测量要求。     

不同无人机航测影像处理方案效果对比

基于无人机航空影像摄影技术,提出单独控制点影像处理、优化POS(定位定姿系统,Position and Orientation System)影像处理和优化POS结合控制点处理三类共计6种影像处理方案,对比分析了6种影像处理方案的效果,结果表明:采用单独控制点影像处理的效果最佳,其次为优化POS结合控制点影像处理,最差的为原始POS数据影像处理;单独控制点和多基准CORS(连续运行参考站,Gontinuously Operating Reference Stations)基站优化POS数据+3控制点处理方案的精度满足1∶500比例尺精度要求,具有较高的影响处理精度,但是单独控制点需要在野外布设大量的像控点,不利于航测工作效率,在设备和环境条件允许下,推荐采用CORS基站优化POS数据+控制点方式进行影像处理。     

无人机PPK技术支持下的河道测量与精度分析

针对河道带状复杂地形布设控制点困难的问题及高精度的测量要求,本文探讨了一种结合PPK技术的无人机免像控河道测量方法。以DJI Phantom 4 RTK无人机为研究对象,分析了基于PPK的高精度POS辅助空三测量、相机镜头畸变纠正和航线设计等影响航测精度的关键技术,利用UAV-PPK软件对地面基站与无人机POS数据进行事后差分解算,获取高精度POS数据辅助空中三角测量。结合安徽省庄墓河河道治理工程进行试验,结果表明,基于PPK的免像控无人机航测获取了更高精度POS数据且成图精度满足河道1：500大比例尺测图要求。PPK辅助无人机航测提高了复杂地形测绘精度,为后续河道整治工作提供了更加精准的地形数据。     

倾斜摄影设备选型及像控点布设对高精度实景三维模型重建的影响

在高精度实景三维模型生产中,无人机平台与载荷的选择及像控点布设十分重要,对航摄效率、模型精度、效果均有影响。本文以我国北部某城镇村为研究区域,利用不同的无人机倾斜摄影测量设备分别获取同分辨率倾斜影像,并结合不同的像控点布设方案重建实景三维模型。通过同等分辨率原始影像的不同装备及像控点布设的组合方案构建对照试验组,对比验证并分析飞行效率、模型精度及模型效果,选取满足高精度实景三维模型重建要求的设备类型及经济合理的像控点布设方案,为实际的生产作业提供指导。     

POS辅助空中三角测量在山地测区DOM制作的应用

为农村土地确权登记发证,以湖北省1：2000基础影像数据DOM制作项目为例,介绍了基于POS辅助空三在大比例尺山地测区的像控布点方案和加密方法,并对测区范围的空三成果进行精度检查和统计分析。结果表明,对于山地测区,在外业布设25-30条基线一对像控点的条件下,利用POS辅助空三测量,空三加密精度可以达到1：2000大比例尺成图要求。     

后差分技术及像控点密度对无人机摄影测量精度影响研究

基于Inpho摄影测量软件对比分析后差分、单点定位的无人机影像数据,在密集像控点、稀疏像控点条件下的DOM精度及DEM精度。在1 km²的试验区布设68个像控点及检查点,通过调整参与计算的像控点数量及布设位置,采用检查点对生成的DOM及DEM精度进行验证。通过试验发现,基于后差分技术及对控制点的合理布设对无人机摄影测量成果精度的提高具有显著效果。本次试验,最高精度达到平面±4 cm,高程±9 cm。因此,后差分技术及合理像控点布设对于大比例无人机数字测图具有重要的意义。     

无人机大比例尺测图像控点布设方案设计

随着无人机技术的快速发展,无人机航空摄影测量的精度也大大改善,以无人机为平台低空摄影测量大比例尺地图成为可能。本文以旋翼无人机搭载非测量型相机,通过布设不同数量像控点进行分析和研究,得到无人机摄影测量在农村地区像控点布设规律。结果证明在合理像控点布设的情况下,无人机测图数字成果空中三角测量、平面和高程精度均可满足1∶500、1∶1000、1∶2000大比例尺地形测图的精度要求。     

小型消费级无人机地形数据精度验证

低空遥感是近几年快速发展、应用非常广泛的新兴技术。小型消费级无人机集成可见光传感器,具有快速、灵活、高性价比等优势,受到广泛关注。然而目前有关该类无人机综合测量精度的研究不足,影响其进一步的推广应用。为此,本文开展了针对大疆(Phantom 3 professional)小型消费级无人机地形测量数据精度验证工作,设定6种航高(50 m、60 m、70 m、80 m、90 m和100 m)获取研究区的立体像对,生成影像点云(point cloud)、数字表面模型(DSM)以及数字正射影像图(DOM)等结果。在测量精度验证中,首先,在标准实验场均匀布设地面控制点(GCP),利用差分GPS测出GCP的高精度3维坐标;然后,通过GCP对立体像对进行绝对定位;最后,利用误差统计方法分析上述结果的测量精度。验证表明,在50—100m航高时,无人机影像结果的分辨率为2.22—4.23 cm,水平方向平均误差为±0.51 cm,垂直方向平均误差为±4.39 cm,相对均方根误差(RMSE)水平方向为±2.79 cm,垂直方向为±9.98 cm。研究结果表明,小型消费级无人机在飞控系统下的测量精度可达厘米级,这不仅为野外地理和生态调查工作者提供一种低成本、快速、灵活与精确获取地形信息的新型测量手段,同时还对使用此类无人机做航测应用及飞行参数设置提供一定参考。     

无人机倾斜摄影测量土方计算及精度评定

无人机倾斜摄影技术的不断发展为土方测量中存在的受地形限制，费时耗力等问题提供了解决途径。本文详细阐述了结合PhotoScan软件进行无人机倾斜摄影土方计算的方法，介绍了点云分类方法与非地面点高程值修正方法。通过对地面控制点、点云分类方法和非地面点高程等因素进行分析，提出了地面控制点布设优化三原则，并利用RTK土方计算结果对无人机倾斜摄影测量土方计算结果进行精度分析。结果表明：利用无人机倾斜摄影技术进行土方计算，不仅能够简化内外业工作流程，降低生产成本，同时，通过对地面控制点布设、点云分类方法和非地面点高程改进方法等影响因素进行优化，还能够在一定程度上提高土方计算的精度。     

像控点布设对勘测定界复杂区域实景建模精度的影响

为研究勘测定界复杂区域像控点布设对实景建模精度的影响,以及建模能否满足测量精度要求的问题,本文根据测区建筑物西密东疏的实际情况,设计了5种像控点布设方案,进行像片采集及三维建模,并从模型的平面精度、高程精度和边长精度3个方面,对各方案制作的模型进行了精度对比分析。结果表明：5种布设方案制作的测区模型在平面精度、高程精度、边长精度3个方面均可满足精度要求;在边缘布设的基础上,在建筑物等密集区域适当增加像控点的个数能够提高模型精度。本文为勘测定界复杂区域像控点布设提供了指导方案。     

北斗PPK技术辅助无人机航空摄影测量精度分析

由于受网络信号和基线长度限制,在南北极、远岸岛礁等地区,常用的GPS RTK技术无法应用于无人机航空摄影测量,且GPS并非我国自主的卫星导航系统,无法确保永久安全可靠。为此,本文探索利用我国自主建设的北斗三号全球卫星导航系统（BDS-3）,通过动态后处理（PPK）技术辅助无人机摄影测量,以解决上述问题。以大疆精灵4 RTK无人机为例,分别利用BDS-3、GPS及BDS-3+GPS组合观测值,对无人机POS数据进行PPK处理,分析在无地面控制点条件下,不同导航卫星星源对无人机航空摄影测量平面和高程精度的影响。结果表明：利用BDS、GPS、BDS+GPS组合对无人机单点定位POS数据进行PPK处理后,空三加密点平面定位精度由分米级提升至厘米级,高程精度由米级提升至分米级甚至厘米级,与引入5个地面控制点的定位精度相当。北斗PPK技术辅助无人机航空摄影测量满足平原地区1：500比例尺空中三角测量加密精度要求。     

稀少控制的多平台星载SAR联合几何定标方法

几何定标采用地面控制点获取距离-多普勒模型中的精确几何参数,用于完成星载SAR影像高精度几何定位。但在广域范围内,特别是高山地区域,控制点极难获取。此外,传统定标方法仅面向单一平台SAR影像,尚不能实现多平台影像的联合几何定标。针对上述问题,本文提出一种基于稀少控制的多平台星载SAR联合几何定标方法。该方法从包含实测控制点的主影像出发,使用点位追踪算法获取主影像与从影像之间的连接点,并以连接点为桥梁逐级完成从影像的几何定标。本文采用京津冀地区南北向分布共计235 km的3景TerraSAR-X、3景TanDEM-X、5景高分三号影像进行联合几何定标试验,仅使用5个控制点即完成了所有影像的几何定标,并利用SF-3050星站差分GNSS接收机采集实测GPS点进行精度评价。结果表明使用稀少控制点定标后的TSX/TDX影像的几何定位精度优于3 m,GF-3影像的几何定位精度优于7.5 m,验证了该方法的有效性和正确性。     

河道综合治理工程测量GPS控制网的布设

河道综合治理测量工程,属狭长测区,地势起伏大,植被茂密,地形复杂,增加了测量工作难度。对于河道险工测量,首选GPS测量方法;然而由于地形条件限制,GPS控制点的选择与控制网的布设很难满足相应规范要求。在困难地理环境中怎样建立GPS控制网、制订观测方案、确定实施过程、处理数据、检验分析成果及应用成果,并为该工程的可行性研究阶段提供基础测绘资料。     

无人机地形跟随在矿区沉陷监测中的应用

针对传统无人机矿区开采沉陷监测因地形起伏导致同一航测架次的监测精度相差较大的问题,本文分析了地形变化对影像分辨率、相片重叠度及监测精度的影响,并对无人机加装TOF传感器,对PID控制器进行编码设置,使无人机相对地面保持相同高度飞行,实现了无人机地形跟随监测。试验表明:地形起伏会使传统无人机监测精度降低,本文提出的方法可实现无人机地形跟随航测并保证监测精度;在地形复杂矿区,传统无人机沉陷监测平均精度为65.73 mm,具备地形跟随技术的无人机沉陷监测平均精度达46.59 mm,监测精度得到提高;与实地布设的观测线数据相对比,航测监测的下沉趋势准确,但对地表的细微变化无法捕捉;获取的矿区沉陷范围全面广泛地反映出由于工作面的推进造成的矿区沉陷所影响的区域,可为矿区开采沉陷监测提供参考。