摘要:伴隨著科技的進步,衍生出無人機航測、CORS等先進設(shè)備,該設(shè)備有著較強的通視力,在一定程度上改善了原先測量局面。如果對此能夠合理利用,進行優(yōu)化組合的配置方式,能夠使用無人機航測快速獲取測量目標信息,精準實現(xiàn)目標區(qū)域高精度以及DOM、DLG的優(yōu)勢,也可以使用CORS技術(shù),很快的了解地域平面坐標,深入了解高程數(shù)值的優(yōu)勢,實現(xiàn)技術(shù)之間的彌補;诖,在這篇文章當中,以某農(nóng)村村內(nèi)供水管網(wǎng)測繪項目為典例,以試點項目為主要內(nèi)容,取得良好效果。 

  關(guān)鍵詞:無人機;CORS技術(shù);測繪 

  引言 

  在原有的農(nóng)村供水管網(wǎng)測繪項目中,房屋建筑比較多,雜糅建筑比較豐富,加大了測量難度,導(dǎo)致工作效率較低,后來科技研發(fā)出了“無人機+CORS”組合測繪技術(shù)。在經(jīng)過試點和實際運用過程中,這類型技術(shù)能有效提升工作效率,對地域的平臺繪制較為精準,可提供大量的信息,能夠有效促進外業(yè)測繪周期的縮短、進一步提升測繪服務(wù)質(zhì)量、優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計。 

  1 “無人機+CORS”組合測繪技術(shù) 

  本文中,“無人機+CORS”組合測繪技術(shù)使用的具體作業(yè)流程為:先接受任務(wù)→制定一份科學(xué)的作業(yè)技術(shù)設(shè)計書→按照地域方式進行控點布設(shè)→像控點及道路高程點測量(基于CORS技術(shù))→無人機航飛→空三加密→構(gòu)建地面模型→生成正射影像→制作線畫圖→外業(yè)調(diào)繪→制作1∶500地形圖→做出質(zhì)量檢查→提交成果。 

  2 工程案例應(yīng)用 

  2.1 工程概況 

  在2018年4月時,我單位投標天津市寶坻區(qū),為該區(qū)域農(nóng)村供水管網(wǎng)測繪項目進行工作,這一項目要求在一個月時間內(nèi)完成6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)總計140個村莊的地形視域圖,按照1∶500的比例進行繪制,做出報告并提交成果。測繪內(nèi)容極為豐富,不僅包含村內(nèi)地域的道路地勢、地形,按照建筑的分布情況劃塊表示,便于該單位按照地域進行管網(wǎng)設(shè)計,最后設(shè)計出的結(jié)果:6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域分布圖如圖1所示,主要分布于寶坻主城區(qū)周圍,每個鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)村落大小不一,分布點較為分散,一些村落交通情況不良。在測量地貌時,發(fā)現(xiàn)地貌為平原地區(qū)地形起伏不大,高程約為4m左右,年均降雨量約450mm。 

  2.2 項目實施 

  本工程涉及村落范圍高達140個,不能逐一在文章當中介紹,本文以A村例,將“無人機+CORS”組合測繪技術(shù)的實施過程介紹如下: 

 。1)無人機航測 

  1)像控點布置 

  A村地域面積約為0.62km2,建筑走向為西北—東南,長約800m,寬約800m。按照A村的實際情況進行地域布控,設(shè)4個像控點;像控點布置方式為地面粉刷,置成白色圓形圖斑形式;把4個像控點空間位置沿測繪范圍邊界布設(shè),能夠有效提升A村的正射影像精度。像控點三維坐標基于天津CORS系統(tǒng)進行人工采集(GPS接收機采用南方S86型號)。 

  2)無人機航飛 

  A村無人機航飛飛行平臺為大疆Inspire 2無人機,該機型單架次飛行時間設(shè)定為20min,最高的飛行速度105km/h;航攝儀為禪思X4航攝儀,2400萬像素(5472*3648)。在飛機進行飛行之前,應(yīng)當設(shè)置飛機的規(guī)格和制式,比如說航飛范圍、飛機的參數(shù)、規(guī)劃航線等等,然后再去攝影。本次A村航飛高度120m,航向重疊度80%,旁向重疊度75%,總計拍攝照片346張。航飛及高程點數(shù)據(jù)采集投入人員3人。A村外業(yè)航飛、像控點與道路高程點坐標采集共計耗時2h。 

  3)無人機內(nèi)業(yè)處理 

  無人機航測內(nèi)業(yè)處理軟件采用PIX4D設(shè)備,先設(shè)定各項數(shù)據(jù),把影像數(shù)據(jù)、像控點數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)等導(dǎo)入PIX4D先進行處理;然后按照測算標準進行刺點,在行為實施時,需要合理控制刺點范圍,若像控點距離像片邊緣小于2cm時則放棄刺點,來保證整體影像的拼接精度(本工程研究4個像控點之后,發(fā)現(xiàn)有一個像控點不符合上述要求,被禁止使用)。A村影像初始處理耗時19.5min,處理后的像主點出現(xiàn)一定的偏移。主要原因是由于拍照時間和GPS定位記錄時間存在誤差,使得航飛像片拼接的精度較高,但在絕對精度方面比較差;诖,無人機航飛作業(yè)需要引入地面像控點,能夠充分實現(xiàn)高精度的正射影像。在最先的處理階段時,需要生成DSM;最后制作精準正射影像。上述內(nèi)業(yè)處理均可由機器自動化完成,總計所耗時間為1.5h。 

  4)質(zhì)量檢查與成果精度分析 

  無人機航測成果質(zhì)量檢查主要包含內(nèi)符合精度檢查與外符合精度檢查。 

  內(nèi)符合精度檢查主要包含:像片成像質(zhì)量、像片數(shù)量大小、相機參數(shù)、同名點數(shù)量、像控點質(zhì)量。按照最后的處理報告來說,精度檢查都已經(jīng)達到了具體標準。其中,A村一共拍攝了346張照片,并全部參與了解算;A村航拍像片像元大小為3.36cm/1.32in,平均每張照片有50720個關(guān)鍵點;像對同名點平均有24626點。 

  無人機航測成果外符合精度檢查采用CORS技術(shù)和全站儀進行實地打點的方法,平面精度檢查點主要是按照地形特征進行布控點設(shè)置。其中,無人機航測成果平面精度共檢查25點,中間的誤差為4.8cm。而基于CORS技術(shù)獲得的高程點精度可以達到±2cm。通過上邊的檢測結(jié)果可以看出,文章當中對組合測繪技術(shù)取得的測繪成果滿足實驗標準和組合規(guī)范的各項要求。 

 。2)道路高程數(shù)據(jù)采集 

  在當前,無人機航測成果高程精度較低,不能滿足工程的高精度要求,需要采用人工或其他手段實現(xiàn)。由于天津本地構(gòu)建了CORS系統(tǒng),這一系統(tǒng)的要求比較低,可以有效提升作業(yè)效率,將作業(yè)成果高程精度能夠達到±2cm,平面精度可以達到±1cm,這適合本工程道路高程數(shù)據(jù)采集工作;诖耍诘缆犯叱虜(shù)據(jù)采集工作方面,可以使用CORS技術(shù),有著良好成效。 

  2.3 測繪成果 

  按照測量技術(shù)的設(shè)計書能獲得A村的DSM、DOM、DLG等測繪成果,如圖2所示。和傳統(tǒng)的測量手段進行比較,本文所給出的技術(shù)測量方案有著多元化樣式、豐富信息,降低勞動強度,有效提升作業(yè)效率。 

  一些地區(qū)建(構(gòu))筑物分布較密集、通視條件差,這時測量的難度極大,需要投入大量人力成本,工作效率底下。在測量試點工作結(jié)束后,可以證明“無人機+CORS”的組合測繪技術(shù)不僅充分發(fā)揮了無人機在DOM、DLG制圖方面的優(yōu)勢,也充分發(fā)揮了CORS技術(shù)在局域高程測繪項目中的優(yōu)勢,實現(xiàn)不同測繪手段之間的優(yōu)勢互補,不僅可以有效提升作業(yè)效率,還能夠展現(xiàn)豐富的成果樣式,有效保證方案設(shè)計的優(yōu)化,加快設(shè)計速度,為其它的工程提供經(jīng)驗借鑒。 

  3 結(jié)語 

  本文在對測繪成果進行精度抽樣檢查時,結(jié)果發(fā)現(xiàn)界址點精度可以達到二級精度要求,隱蔽界址點精度則可高達三級精度,地物平面位置精度符合實際規(guī)范。但是,無人機地籍測繪還存在兩項不足之處,一個是測繪精度比較低,另一個則是還存在測量死角,在隱蔽點方面無法之間測量,使得在復(fù)雜情況下難以實現(xiàn)精準測繪。伴隨著測量科技技術(shù)的深入發(fā)展,傾斜攝影技術(shù)不斷提高,未來無人機地籍測繪可能會代替?zhèn)鹘y(tǒng)測繪技術(shù)實現(xiàn)普遍應(yīng)用。 

  參考文獻: 

  [1]  張郁.無人機低空攝影的精度分析與研究[J].測繪地理信息,2018,(8):59~61.