低空无人机遥感测绘技术及其质量控制探析

包正洪 黄尚权

昆明麦普测绘科技有限公司

1 无人机遥感测绘的应用及特点

1.1 无人机遥感测绘的应用领域

虽然低空无人机在实际应用领域的投入时间尚短，但是已经形成了较为完善的技术研究体系。其用于遥感领域可以对航空遥感监测系统进行补充，有效拓宽其实际应用领域的范畴。相比于传统的飞机航测技术，能够较快的获得高分辨率影像，完成遥感测绘任务。在信息化技术的快速发展下，目前遥感测绘技术与数字化技术的结合，使其功能性能得到进一步突破。低空无人机测绘技术实现了传统技术在大面积测量中只能得到1：5000-1：25000 比例尺的技术性突破，可以得到1：500-1：2000 的高清测绘影像，如图1 所示。而且低空无人机也不会受到大型飞机航测过程中气候条件、地理条件等方面的影响。从国际上的应用情况来看，“全球鹰”搭载SAR 系统进行遥感测绘，也有搭载精度更高的POS 系统。但是POS 系统无人机造价较高，目前国内应用较少。

图1 低空无人机1：500 航摄图

1.2 无人机遥感测绘的应用特点

（1）机动灵活，任务完成效率高，低空无人机在执行任务的过程中，不需要人工驾驶，受外界环境因素的制约较小。特别适用于突发性应急事件的任务执行。低空无人机可以在短时间内完成高清晰图像的采集工作，比如发生山地滑坡、地震灾害等，其他遥感测绘技术难以实施，低空无人机则不会受到影响，可以随时完成设备的起降和航测工作；（2）分辨率高，在低空领域作业。高分辨率已经成为低空无人机的主要特点，也正因为具备这一特点，使其能够胜任区域测绘和目标定位等工作任务。而且由于在低空飞行，不会受云层遮蔽，能够从多角度进行拍摄。其飞行高度一般在50-100m 左右，测绘精度可控制在0.1-0.5m 左右；（3）数字化分析处理。低空无人机配置有实时通讯系统，与地面操控中心连接，可在任务执行过程中实时发送图像数据，并由计算机系统完成相关分析工作，数据利用效率较高。

2 无人机遥感测绘的质量控制措施

2.1 航线规划质量控制

在无人机使用过程中，首先要对其系统组成结构及功能充分了解，并做好相应的技术质量控制工作。低空无人机的烟感测绘系统主要由全数字测量系统、遥感信息处理系统和遥感相片处理系统等部分组成。分别负责对航测图像的采集、处理、传输等工作。其中，全数字测量系统包含三维鼠标、手轮绞盘等，具有高程模型编辑、数字地形图测绘、数字影像图镶嵌等功能。低空无人机组成结构如图2 所示。在低空无人机的使用过程中，首先要做好航线规划工作，从而确保测绘任务的顺利进行。在路线规划过程中，需要根据测绘任务中的目标地点及具体要求，规划出最佳的任务路线，这对实际测绘精度以及测绘成本等都有影响。在具体的路线规划过程中，首先要确定无人机航线走向，并判断目标区域内是否有水源、沼泽等对无人机飞行安全有威胁的区域。可选择摄影基面，判断飞行高度是否合理，最大化的减小测绘误差，提升图像精度。

图2 低空无人机组成结构

2.2 航摄质量控制

低空无人机需要随时对航摄质量进行检查，发现问题及时分析原因，并对其飞行路线或拍摄角度等进行调整，确保航摄质量能够符合任务要求。在航摄质量的检查过程中，需要重点检查低空无人机的飞行质量及影像质量，需要对已拍摄区域进行重新测绘。否则局部区域航摄质量出现问题，会因测量误差，对整个测绘任务的质量水平产生影响。影响低空无人机航摄质量的因素主要包括拍摄范围、拍摄角度、无人机航行高度和像片重叠度等。在进行检查和调整时，也需要判断这些指标是否符合标准要求。如果航摄得到的影像数据存在模糊、大面积反光、错误等问题，则必须要对该区域进行重新测绘。只有在无人机影像资料中的分辨率、清晰度、色调和层次等指标全部满足标准要求时，才能保证其航摄质量，避免对后续的分析和应用产生干扰。因此，航摄质量控制也是无人机遥感测绘质量控制中的重点工作，必须全面检查各项技术指标。

2.3 像控点质量控制

除了在常规测绘项目中应用较多，无人机测绘在应急救援中也有重要应用。在此类任务中，由于测绘区域呈不规则分布，应该对像片控制网进行合理布置，结合目标区域的特点，确保两者距离在无人机性能指标范围内。一般情况下，像片控制网质量控制可以从以下三个方面着手，一是对布网进行控制，二是合理选择像控点，三是做好像控点采集工作。在布网过程中，要审核控制网的布设是否合理，通过与航线区域进行部队，确保所有像控点能够覆盖目标区域，并与测绘地形有较高的契合度。像控点一般要选取标志性物体，保证刺点清晰，并与实际标志物位置相符。

2.4 模型及测图质量控制

模型创建是低空无人机遥感测绘信息处理的关键。在模型构建工程中，要完成影像列表、连接点布局和提取、平差解算等工作，在模型创建后，还要与实际测绘图像匹配，并生成核线影像等。除了飞行航摄任务外，模型的建立及运算，也会对测绘产品精度产生较大影响。在与数字化技术的融合过程中，大部分运算功能都是由系统自动完成的，需要充分熟悉软件运行流程，合理设计各项参数。这对最终数字测绘产品的质量和精度有直接影响，必须按照相关操作规范进行模型使用，做好测图质量控制工作。对立体测图质量的控制则主要包括以下几点，一是判断地形要素的选取及表征是否合理，二是确保地形要素空间坐标的准确性，三是严格控制相邻模型间的三维接边精度，四是确保地理信息属性正确。通过做好以上几方面的控制工作，可以有效提升测绘产品的质量。

3 结束语

综上所述，无人机遥感测绘是目前较为先进的测绘技术之一，具有多方面的应用优势。通过对其应用特点及技术质量控制措施进行研究，可以最大化的发挥无人机遥感测绘的应用优势，高质量、高效率的完成相关测绘任务。

参考文献：：

[1]向学成.低空无人机航摄遥感测绘技术在测绘领域的应用分析[J].世界有色金属,2017(11)：23-24.

[2]刘娟.低空无人机航摄遥感测绘技术在工程测量工作中的应用及发展[J].科技资讯,2016,14(21)：37+39.

[3]王生亮.低空无人机航摄遥感测绘技术在测绘领域的应用分析[J].黑龙江科技信息,2016(08)：60.