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天狼星无人机航摄体系在杂乱地势丈量中的使用与精度剖析

来源:http://www.gxbc8888.com 责任编辑:利来国际备用 更新日期:2018-05-21 16:55

  天狼星无人机航摄体系在杂乱地势丈量中的使用与精度剖析

  地势丈量是一项杂乱并且体系化的丈量作业使命,航空拍摄丈量现已占有地势丈量的主战场,但是传统的航摄体系不只本钱高对气候、空管调度等作业条件要求严苛,并且对作业人员技能要求也十分高,作业周期无法确保,制约着航空拍摄丈量的快速开展与遍及。无人机航摄体系作为传统航摄体系的有利弥补,以其机动灵活、高效快速、节省人力本钱等优势在航摄范畴敏捷得到广泛运用。本文以天狼星免像控无人机航摄体系在内蒙古某露天矿地势丈量项目为例,在无需地上操控点的状况下完结DOM、DEM、点云数据的出产使命,经过精度剖析完结了大比例尺地势图测制的精度要求,为地势杂乱,作业人员无法进入实地丈量的地势丈量工程项目供给了很好的学习。

  0 导言

  近年来,跟着我国经济的高速开展,地势测绘手法已由纯人工收集点位数据开展为航空拍摄来获取和更新地势图以及地理信息数据。传统航摄方法因为本钱高、对气候、空管调度难等作业条件约束,不适合小规模地势图数据收集与更新作业,但是依据无人机渠道的航摄体系显示出灵活机动、高效快捷、呼应能力强、作业本钱低的特有优势,特别适用于小区域和应急数据获取。因而,从地势测绘作业质量与功率提高的层面考虑,本文以天狼星航摄体系在内蒙某矿区地势丈量工程的运用动身,在无需地上像控点的状况下完结DOM、DEM、点云数据的出产使命,并进行精度剖析,其实践丈量精度满意大比例尺矿区等杂乱地势图精度要求。

  1天狼星无人机航摄体系技能优势

  1.1内置高频RTK接纳模块,完结免像控航摄

  在传统航摄作业形式下,布设地上图画操控点是一项必不可少的工序,不只占用着项目的人力物力,一起占用着项目至少30%的工期,如果在无人区,没有显着特征点的方位物或许地势杂乱的区域,像控就成了制约航摄的瓶颈,在当时地势图测绘项目中常常遇到作业人员进入困难乃至无法人工进入作业的状况,这将大大添加项目开支并延伸项目工期。在传统航摄因为云层遮挡等原因形成的空白区,要花费很多的时刻、人力物力进行收集数据,这样往往是要丢失测绘精度的价值才干完结。

  天狼星无人机航摄体系选用地上基站形式,机身上搭载着100HZ刷新率的 GPS RTK装备,在航飞的一起即可实时获取高精度无人机定位信息,该定位信息不只用于无人机主动导航与飞翔姿势调整,并且能确保在航拍的一起获取高精度POS信息。具有RTK固定解精度的POS信息使得每张相片拍摄瞬间拍摄中心、相片、地上(地物)之间具有高精度的方位元素信息,然后完结免像控状态下平面精度、高程精度能够满意大比例尺地势丈量的要求。

  

试验区航拍曝光点位分布图

  1.2MAVinci Desktop拟定飞翔方案完结智能化航飞方案办理

  MAVinci Desktop能够提早依据测区规模仿定飞翔方案,一起依据测区需要由作业者暂时指定方针区域和指定希望的GSD进行创立飞翔方案。作业者能够依据实践需要经过点选规模快速制造飞翔方案、模仿飞翔、优化调整等操作。在地势凹凸崎岖较大的状况下,无人机能够依据地势崎岖自适应改动飞翔高度,既能确保无人机飞翔安全也能确保印象堆迭度,确保印象获取的质量。

  MAVinci Desktop选用高集成化一键规划飞翔方案,只需输入想要的作业精度值(GSD),导入作业规模文件便能够完结航线主动区分,飞翔高度自适应,主动设定飞翔带宽及堆迭率等技能参数,大大提高了作业功率。

  

点选规模点快速完结模仿飞翔方案

  1.3AgiSoft PhotoScan Pro+拍摄丈量与建模软件完结航拍作用快速输出

  天狼星无人机航摄体系选用的AgiSoft PhotoScan Pro+拍摄丈量与建模软件进行空三加密。AgiSoft PhotoScan Pro答应出产高分辨率正射印象和极端精密的DEM/纹路多边形模型,一起无需设置初始值,无需相机校准,彻底主动化的操作流程能够让一个非专业人员在桌面电脑上处理数以千计的航空像片并出产专业级的航摄丈量数据。AgiSoft PhotoScan Pro数据支撑简直一切的市场上面向无人机数据处理的解决方案与软件程序。

  内蒙矿区试验区完结4架次合计3小时飞翔,有用作业面积4.6km2,1460张图片,12小时全主动空三加密、一键生成DOM、DEM、点云数据,2小时主动提取点云高程点并生成等高线。整个项目一个作业小组3人在3地利刻内轻松完结。

  2.工程施行

  2.1工程概略及航飞参数设定

  项目要求:获取高精度地表数字高程模型用于矿区土石方量计算与开挖规划;工程概略:测区坐落内蒙古巴彦淖尔市境内,地理坐标为东经106°09′-106°10′,北纬40°37′-40°39′内;测区面积4.6km2;平均海拔1650m,最低海拔1580m,最高处1720m。该测区地势崎岖较大,凹凸不平,地表暴露无巨大植被掩盖,归于典型的戈壁地貌,选用惯例无人机航测方法短少显着特征地物用于像控点布设或收集,一起高程精度也难于确保,因而挑选天狼星免像控无人机航摄作业方案。

  实地作业环境为最高温度4℃,气温较低,为确保无人机本身安全,续航时刻设定为35分钟,在MAVinci Desktop飞翔方案软件中主动区分4个飞翔时段,挑选两处起降场所。其他参数设定为GSD地上采样距离8cm,自适应地势崎岖形式,相对飞翔高度340m;航向堆迭度80%,旁向堆迭度65%。

  2.2无人机航摄体系测制地势图作业流程

  

 

  无人机航摄杂乱地势(内蒙测区)作业流程图

  本工程选用的航线规划、航飞和印象快速拼接都在MAVinci Desktop程序下完结,AgiSoft PhotoScan Pro程序完结了快速空三直接出产DOM、DEM及点云数据,然后将DEM数据导入Global Mapper软件,运用3D矢量创立高程网格,主动生成1m根本等高距的等高线地貌数据;部分地势矢量数据经过EPS虚拟测图软件进行收集获取。

  2.3检测靶标及检测点布设与丈量

  因为测区内没有显着特征地物点用于精度检测,航测开端前在测区规模内喷绘多处30cm30cm十字检测靶标,以其中心作为检测点。四川初次。点位布设状况:建立在石质地表检测点6个,土质地表检测点11个,草皮检测点3个,还有简易房房角检测点1个,合计21个点位,除房角1点位和草皮3点位仅作为平面精度检测外,其他17点位可作平面、高程精度检测。

  运用矿区内D级GPS操控网的操控点作为操控根底,运用RTK技能,在固定解状态下进行丈量,为了确保检测点本身精度,每个检测点进行三次丈量,取差值小的坐标值的平均值作为终究作用。

  3.矿区地势丈量精度剖析

  在当时无人机航摄技能水平上,干流的航摄体系平面精度比较简略满意限差要求,本文不再比较,仅对高程精度进行要点查验。依据规范规则,平整区域的高程注记点关于附近图根操控点的高程中差错不得超越7cm。一般高程注记点相关于附近图根点的高程中差错不得超越15cm。其他区域按等高线内插点相关于附近图根点的高程中差错来衡量,按地势类别区分不得超越表1的规则。

  表1 不同地势类别高程中差错规范

  

 

  DEM平面检测点点位精度最小值0.021m,最大值0.362m,平均值0.135m,检测点高程中差错0.162m,答应中差错0.25m。天空霸主。经剖析,无人机航摄精度能够满意矿区1:500杂乱地势图丈量精度要求。

  Global Mapper软件提取DEM地貌数据

  4. 结束语

  本次无人机航摄事例展示出杂乱地势条件测绘大比例尺地势图的优势,充分说明小型无人机现已成为一种老练的新式低空航摄体系,可作为中高空航摄的有用弥补,在工程丈量范畴完结高精度地势图测制造业。天狼星小型无人机航摄体系装备的高集成化得软件处理程序完结了地势图作业流程化,模块化,大大节省了外业数据坐标收集作业量,缩短了工期;一起,“精约式”的作业流程,为测制单位节省了职工训练本钱,简略训练就能够完结专业人员关于地势图外业数据收集的作业。现已成为全户外数字化传统丈量手法的又一次改造,特别是在人工无法抵达或许难于测绘的杂乱地势区域,高密度的点云数据和高精度数字高程模型为土石方测算等供给了愈加精密精确的计量手法。高精度智能无人机的运用不只突破了传统航测理论捆绑,推翻了传统丈量概念,并且超凡脱俗的作业形式、所见即所得的作业作用更是引起测绘职业的严重革新,完结了有限丈量数据到海量数据的获取,能够在很多高精度测绘范畴拓宽运用。为地势杂乱,作业人员无法进入实地丈量的地势丈量工程项目供给了很好的学习。

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