简述影响无人机航测精度的因素与建议

王锐 董睿

摘 要 我国现阶段的测绘领域在高速发展的过程之中，一些科技化的新型测绘方式正在逐渐的替代以往传统的测绘方式，这也是我国的测绘领域发展过程之中一项巨大的变革。近几年来，我国的无人机测绘技术开始逐渐发展起来，无人机具有便于操作、灵活性高、准确性高、使用范围广和测绘时间较短等优点，但是在实际的利用无人机进行测绘的过程之中，也会有一些外界的因素对无人机所测得的数据的精度产生一定的影响，因此在利用无人机进行测绘的过程之中应当采用合理的方法对其影响进行减弱，以保证测绘数据的精确性。因此，对于影响无人机航测精度的因素进行探究是十分必要的。

关键词 无人机；航测精度；影响；措施

1 无人机航测技术概况

一般情况下，无人机航测工作都是在低空记性操作的，在这种航测工作之中外界因素对于其影响程度还是较低的。因此利用无人机进行航测能够更加具体的对地形测量之中的各项问题进行实时的检测，能够解决以往传统的测绘技术之中所存在的不足，与此同时无人机航测技术还能够对各种资料和数据进行获取。由于无人机的各项工作优势，机动性和灵活性较高在进行地形测量工作之中还能够有效地对资金投入进行缩减，同时相关的工作人员在操作起来也比传统的测绘方式更加简便。利用无人机的航测技术除了能够对地形测量进行全面详细的检测之外，对于地形之中存在的一些较为危险的地区和问题进行监测和数据采集。除此之外，无人机的运行速度较快，续航能力也较强，工作人员在使用无人机进行地形测量的过程之中，不仅仅能够对测量工作的成本进行节约，同时还能够有效地对工作效率进行提升，这种方式对于促进我国的地形测量技术的发展起到了一定程度的推动作用[1]。

2 无人机航测精度的影响因子分析

2.1 飞行控制技术对影像质量的影响

无人机体积小、重量轻，在航拍时受气流、风力、风向影响较大。无人机飞行不稳定，飞行时航偏角、俯仰角、翻滚角等姿态角值较大。另外，由于无人机飞行航高较低，相对地面物体移动速度较快，在曝光过程中成像面上的地物构像随之产生位移，构像位移的出现使影像模糊、影响成像质量。

2.2 相机质量对影像质量的影响

（1）相机物镜存在较大色差和畸变差

相机物镜对不同波长的光线折射率不同，因此在焦平面上形成焦点，产生横向色差和纵向色差，使相片上的影像模糊不清晰。相机物镜是采用非球面研磨技术的透镜组，由于加工、安装及调试过程中产生一定残差。畸变差使被摄物体与影像之间不能保持精确的相似性，造成影像几何变形。

（2） CCD芯片大小和分辨率

分辨率是指数码相机CCD芯片对被摄物体的解析能力。像素数量是衡量数码相机分辨率的关键因素，在等量面积上，像素越多，单元像素越小，影像的清晰度才越高，细节表现才越好，色彩还原才越逼真。否则，影像质量越低劣。

（3）数码噪音

每一卷传统胶片对应一个感光度值，而同一台数码相机有多种不同的“相当感光度”值，当采用高感光度拍摄时，传感器信号被放大，干扰电流也随之放大，引起更多的噪音。产生数码相机噪音的原因有本身元器件的性能、线路设计采用的降噪技术、拍摄时使用了较高感光度、曝光不足、长时间曝光等因素，数码噪音引起图像上的杂点增多，使得图像质量降低。

2.3 技术方案对测量精度的影响

（1）相片重叠度、基高比对量测精度的影响

小型数码相机大多为矩形阵面的CCD，并非传统的正方形。相片重叠度越大基线越短，基高比越小。小型数码相机的基高比为0.15左右，远小于传统摄影的0.50。在立体模型下，同名地物交会角较小，降低了立体观测效果，直接影响高程量测精度。如果在保证具有三度重叠的前提下，尽量减少相片重叠度或使CCD阵面的长边与摄影航线相一致，可以大大增加基高比，提高高程量测精度。

（2）像控点目标选取对测量精度的影响

外业像控点测量时，对目标点的选取主要取决于影像纹理的丰富程度。影像纹理粗糙、弧形地物、线状地物交角不好，则直接影响外业点位选取精度。内业处理对像控点的转刺也有较大的影响，降低了成图精度。如果采取布设地面点后再拍摄方法，则能有效提高外业选点精度和内业转刺点精度，有助于提高成图质量。

2.4 大气条件对影像质量的影响

对摄影成像来说，比地物亮度更重要的是相片上相邻地物影像之间的密度差。如果地物影像之间没有密度差异，也就是没有影像反差，也就无法从影像上辨别地物。决定影像反差的因素除了地物本身特征外，还取决于阳光部分和阴影部分之间的差异。如果选择天气条件不好时拍摄，必然使影像质量变差[2]。

3 提高无人机航测精度的解决方案

3.1 提高像控点精度

像控点精度包括像控点的测量精度和像控点影像目标精度。使用GPS测量像控点的精度较高，误差小于5cm，能够满足大比例尺测图的技术要求。像控点影像目标精度取决于影像纹理的丰富度，如果影像纹理较差则内业转点误差至少达到2～3像素。由于无人机航线设计的影像重叠度较高，采用先布设像控点再航拍则内业转点精度可提高至1.5像素以内，可将像控点精度提高至0.1 m，同时也能解决相片控制点布设不均匀问题。

3.2 提高相机畸变参数精度

无人机搭载的非量测相机影像畸变较大且检校结果不稳定，可通过提高相机畸变参数的精度解决该问题。一是建立三维控制场，及时检测无人机航拍前后的相机畸变参数；二是固定相机镜头，减小相机畸变参数变化对加密成果的影响。

3.3 提高影像清晰度

无人机航拍影像清晰度受飞行速度、快门速度、飞行颠簸程度等影响。将无人机飞行速度控制在每小时80km以内、相机快门速度1/120s，可降低影像噪音。

3.4 提高影像匹配质量

由于无人机飞行不稳定造成影像质量差，导致很多摄影测量软件在影像匹配时存在要么匹配点数量过多且错误匹配點也很多，要么匹配点的质量很好但数量不够等问题。如果软件公司之间技术互通，互相补充各自的短板，一定能够解决该问题。

4 结束语

无人机航测技术的出现对我国的地形测量工作领域带来了巨大的突破，对我国的测绘领域发展起到了积极的促进作用。

参考文献

[1] 刘学杰.像控布设方案对无人机航测精度影响的测试[J].地理信息世界，2017，23（5）：109-112.

[2] 罗东山，李相庭，何军.无人机航测像控点布设对空三精度的影响[J].测绘标准化，2018，（3）：34-36.