基于无人机遥感技术的DOM生产探讨

邹志鸿

摘要：本文首先介绍了无人机遥感的发展现状及其优越性，并结合贵州省农村土地承包经营权确权登记工利用无人机来生产1：2000数字正射影像图的需要，详细介绍了利用无人机生产大比例尺数字正射影像图（DOM）的作业过程，并在此基础上介绍了控制数字正射影像图（DOM）成果质量的关键因素。

关键词：无人机;遥感;DOM;生产

1.引言

无人机遥感（ UAV remote sensing，UA-VRS）是利用先进的无人机飞行器技术，遥感传感器、遥测遥控、通信、POS定位定姿、GPS差分定位等遥感应用技术，快速获取国土、资源、环境、事件等空间遥感信息，并进行实时处理、建模和分析的新兴航空遥感技术解决方案[1]。经过多年的发展，应用该项技术来获取数据已经相对比较成熟，其飞行模式已经由最初的弹射模式、手抛模式、滑翔降落、伞降模式发展为垂直起降加固定翼工作模式，尤其在山区作业，更能显现其优越性，无人机遥感较其他数据获取模式优越性主要体现在以下方面：

（1）操作简单、成本较低。目前市场上所销售的各种型号的无人机，其操作是越来越自动化、智能化、人性化，作为普通人员基本上学习1天～2天就可以实现独立作业，无需像以前还需要进行很专业的操控培训，飞机的组装更为简单，成本也较以前有大幅度的降低。

（2）相应速度快，成果质量高。无人机作业在天气条件允许的情况下，可以快速的进入作业模式，从到达作业区到开始作业最快几分钟就可以开始作业，且飞行较为灵活。无人机遥感对起飞场地要求较低，工作方式灵活、快捷，能迅速响应拍摄任务，数据采集速度快[2]。在数据质量方面，由于其可以在地形条件允许的情况下尽可能降低飞行高度，以便获取更高分辨率的影像数据，目前可获取优于O.lm的影像数据。

由于无人机遥感在数据获取方面具有其独特的优越性，目前已广泛地应用于国土、农业、林业、应急救灾、交通、环保等领域，应用前景十分广阔。在地貌以山地和山间平坝地形为主的贵州其表现更为突出，在贵州农村土地承包经营权确权登记的基础调查图件准备工作中，得到广泛应用。

2.制作无人机数码数字正射影像图（DOM）的流程

农村土地承包经营权确权登记项目，要求以1：2000数字正射影像图（DOM）套合行政界线和村组界线，以村组为单位人户开展调查。下面主要介绍其生产的主要过程及步骤。

2.1前期准备

在外业飞行之前，收集与航空摄影测量相关的项目区资料及图件，申报航空摄影测量飞行空域，选择晴好天气进行航飞。并根据成果资料的要求，提前规划设计好飞行航线以及飞行高度等内容。

2.2外业飞行及控制工作

在外业飞行时，应注意飞行安全以及飞行质量，完成飞行任务后，应在外业第一时间对飞行成果进行初步检查，对出现漏飞和影像质量差的情况应及时进行补充。外业像控应布设在明显地物上，方便内业处理。

2.3内业数字正射影像图（DOM）生产

主要介绍一下DOM内业生产的相关流程和步骤。

（1）空三加密

空三加密工作通常采用INpHO数字摄影测量处理系统的MATCH-AT空三模块，通过光束区域网整体平差，得到加密点坐标成果及相片外方位元素。空三加密的工艺流程如下图1所示。

空中三角测量加密的所有控制点的精度应满足：相对定向连接点上下视差中误差不大于2/3个像素，最大残差不大于4/3个像素。内业加密点对附近野外控制点的平面位置中误差、高程中误差不应超过表1规定。

（2）数字高程模型（DEM）与数字正射影像图（DOM）生产 在INpHO软件系统中，导人空三成果恢复立体模型，利用系统的自动匹配功能，生成高精度的数字表面模型（DSM），并设置参数进行保留山体、去除房屋、提取水域等，同时导人采集的特征点、线文件，对DSM进行修正得到反映地面特征的DTM数据;对模型DTM进行编辑及自动拼接生产作业区域DEM数据。

利用DEM成果对原始影像进行正射纠正，通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接，对测区数字正射影像图（DOM）进行调色处理，之后按照项目要求进行1：2000分幅裁切、图廓整饰，形成标准分幅数字正射影像图（DOM）数据成果。数字正射影像图（DOM）生产过程如下图2所示。

3.影响数字正射影像图（DOM）成果质量的因素

在以无人机获取航飞影像来生产数字正射影像图（DOM）的作业过程中，每个步骤都会影响到成果质量，下面介绍几项主要影响因素：

3.1外业飞行质量

外业飞行数据是制作数字正射影像图（DOM）最原始的数据，其质量好坏直接影响成果质量。所以要求我们在飞行过程中严格按照无人机飞行作业要求，选择合适的作业时间以及航线规划等内容，这样才能获取最佳质量的外业飞行数据。

3.2像控点的采集质量

像控点的质量是决定数字正射影像图（DOM）成果位置精度的至关因素，所以像控点采集一定要采集在明显地物上且高程信息变化不是很大的区域，且像控成果要经过检验确保无误后才能用于工作中。

3.3镶嵌线的处理

由于在数字正射影像图（DOM）生产过程中，其成果是由多张影像拼接而成，如果直接进行融合处理，数字正射影像图（DOM）成果将会存在大量的位置错位的现象，这就要求作业人员在作业过程中必须对拼接线进行严格的处理，确保影像在拼接线处合理过渡。

4.结束语

目前，随着科学技术的发展和软硬件水平的提高，利用无人机进行摄影测量的技术水平已经大有提高，但是生产数字正射影像图（DOM）的整体技术水平的自动化程度还不是很高，需要大量的人工干预。特别是农村土地承包经营权确权登记工作成果的准确性涉及农民的切身利益和社会稳定，对数字正射影像图（DOM）的精度要求较高。这就要求我们在相关的工作中，进一步提高数字正射影像图（DOM）的精度和自动化处理水平，生产出符合相关标准要求的外业调绘工作底图，服务于农村土地承包经营权确权登记工作。

参考文献：

[1]李德仁，李明.无人机遥感系统的研究进展与应用前景[J]武汉大学学报·信息科学版，2014，39（05）：505-513.

[2]范承啸，韩俊，熊志军，等.无人机遥感技术现状与应用[J]测绘科学，2009，34（05）：214-215.

[3]陈彤.无人机遥感技术现状与应用[J]电子技术与软件工程，2019（04）：110.

[4]陈仲明，蒋成文，周忠瑞，袁智华，刘羽茜.浅析无人机遥感技术的发展现状[J]科学技术创新，2018（04）：15-16.

[5]周惠远.无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技风，2017（22）：3.

[6]趙征.无人机遥感测绘技术与研究[J]四川水泥，2018（09）：180.

[7]乔亚奇.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].工程建设与设计，2019（07）：92-93+96.

[8]刘静.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用研究[J]世界有色金属，2018（24）：156-157.