無人機(jī)遙感技術(shù)的測繪應(yīng)用

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1、無人機(jī)遙感技術(shù)的測繪應(yīng)用　　摘要：本文對無人機(jī)遙感平臺及在測量中的應(yīng)用作了闡述。關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感平臺；攝影測量；技術(shù)應(yīng)用中圖分類號：P231文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A引言：無人機(jī)遙感技術(shù)作為一種新型的航空攝影測量方式，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，已成為傳統(tǒng)航空攝影的有效補(bǔ)充。無人機(jī)遙感技術(shù)以其具有結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低、起飛迅速等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，在地理國情監(jiān)測、應(yīng)對重大突發(fā)事件、數(shù)字城市建設(shè)、國土資源調(diào)查測繪等諸多領(lǐng)域發(fā)揮了積極的作用。1無人機(jī)遙感技術(shù)無人機(jī)遙感是利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，快速獲取國土、資源、環(huán)境等空

2、間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。6技術(shù)特點(diǎn)：第一，對場地要求低，作業(yè)方式靈活快捷，能快速響應(yīng)拍攝任務(wù)；第二，平臺構(gòu)建，維護(hù)以及作業(yè)成本相對較低；第三，因其飛行高度低，能夠獲取大比例尺高精度的影像，在局部信息獲取方面有著巨大的優(yōu)勢；第四，飛行高度一般低于1000m，不必申請空域；第五，能夠獲取高重疊度的影像，增強(qiáng)后續(xù)處理的可靠性；第六，便于攜帶轉(zhuǎn)移方便。2無人機(jī)獲得的遙感數(shù)據(jù)的特點(diǎn)通常飛機(jī)會在2km~12km的對流層或者12km~25km的平流層底部飛行，飛機(jī)在這一高度高速飛行時姿態(tài)平穩(wěn)。超低空航空飛行時影響因素很多，陣風(fēng)、熱空氣的升力、高壓輸電

3、線發(fā)出的電磁干擾、通訊高塔等對飛機(jī)的飛行、控制都有影響。所以飛機(jī)獲取的數(shù)據(jù)姿態(tài)角通常較大，尤其是航偏角，影像比例尺變化也非常明顯。使用這一數(shù)據(jù)獲取方式通常測區(qū)的范圍較小，在短時間內(nèi)就可以完成數(shù)據(jù)獲取的任務(wù)。傳統(tǒng)的方法很難快速檢測獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有問題再將飛機(jī)等設(shè)備重新運(yùn)到測區(qū)補(bǔ)飛，成本過高。這就需要一種可以快速地處理原始數(shù)據(jù)，拼接出測區(qū)概略圖的方法，雖說不能用于精確測量定位，但也具有很高的實(shí)用價值。3在測量中的應(yīng)用3.1無人機(jī)平臺攝影測量系統(tǒng)構(gòu)成基于無人機(jī)遙感平臺構(gòu)建的攝影測量系統(tǒng)主要由以下幾部分組成（如圖1所示）：1無人機(jī)飛行平臺；2飛行控制系統(tǒng)；3影像獲取

4、設(shè)備；4通信設(shè)備；5遙控設(shè)備；6地面信息接收與處理設(shè)備。其飛行控制系統(tǒng)主要包括：穩(wěn)定飛行姿態(tài)的垂直陀螺，獲取飛行平臺位置信息的GPS6接收天線，以及控制飛機(jī)自主飛行的微處理器。地面配套設(shè)備主要包括：實(shí)時影像的接收與顯示的數(shù)據(jù)接收終端，數(shù)碼相機(jī)獲取的地面高清影像的數(shù)據(jù)處理終端，以及控制飛機(jī)起降、飛行和拍攝的遙控設(shè)備。作業(yè)過程中，垂直陀螺能測量飛機(jī)的俯仰/翻滾姿態(tài)角，同時垂直陀螺與微處理技術(shù)的結(jié)合，使飛機(jī)可以在在自主飛行時保持在近似“水平”狀態(tài)。機(jī)載通信設(shè)備將攝像頭獲取的實(shí)時影像、GPS位置數(shù)據(jù)等傳回地面數(shù)據(jù)接收終端，以使地面控制中心對飛機(jī)的飛行和拍攝情況進(jìn)行監(jiān)控，及時修

5、正航向、飛行姿態(tài)等。最終獲取的高清影像通過地面相配套的數(shù)字?jǐn)z影測量工作站進(jìn)行處理，由于這些影像重疊度較大(可達(dá)到90%)、傾斜角與傳統(tǒng)攝影測量相比較大等特點(diǎn)，其具體處理方法與傳統(tǒng)的方法有一定的區(qū)別。3.2系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)3.2.1飛行平臺的技術(shù)指標(biāo)?；跓o人機(jī)的攝影測量遙感平臺還處于起步階段，還沒有一套完整的作業(yè)規(guī)范?，F(xiàn)行的航測規(guī)范主要是參照大多數(shù)測繪單位現(xiàn)有的技術(shù)條件和儀器設(shè)備制定的，而無人機(jī)作為一種新型的低空對地觀測平臺，主要在1000m以下的高度進(jìn)行航拍，且其采用的是高分辨率的數(shù)碼相機(jī)作為成像設(shè)備，與傳統(tǒng)的航空攝影測量有較大的不同。因此，已有的攝影測量規(guī)范在這種

6、新型攝影平臺上并不一定能適用。按照傳統(tǒng)的航測作業(yè)準(zhǔn)則，有以下幾點(diǎn)參考指標(biāo)：6（1）飛行速度宜在50～100km/h之內(nèi)；（2）發(fā)動機(jī)宜在飛機(jī)前進(jìn)方向的后部(以避免湍流的影響)；（3）在發(fā)動機(jī)出故障時，飛機(jī)應(yīng)可以安全滑翔降落；（4）相對地面的飛行高度的變化應(yīng)小于5%；（5）相鄰攝站飛行高度的變化應(yīng)小于5%；（6）航攝平臺在作業(yè)時其水平誤差不得大于3°；（7）測量飛行速度的誤差不大于5%；（8）偏離航線的絕對誤差不得大于相片旁向覆蓋域的5%；（9）因發(fā)動機(jī)引起的相機(jī)諧振，其振幅偏擺角在曝光時間內(nèi)不大于8.6″。從現(xiàn)有的相應(yīng)硬件設(shè)備來看，滿足以上這些要求幾乎不存在任何問題。

7、3.2.2平臺穩(wěn)定度指標(biāo)航攝影像質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系著攝影測量過程的繁簡、攝影成圖的工效和精度的，因此，空中攝影測量對飛行的質(zhì)量的要求是比較高的。無人機(jī)平臺發(fā)展到今天，其自身的穩(wěn)定度有了較大的提高，有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在側(cè)風(fēng)小于4級的情況下，裝載了飛行控制系統(tǒng)的無人機(jī)自主飛行時，其沿預(yù)定直線飛行的俯仰角和橫滾角一般都在3°以內(nèi)。另外，飛行平臺的穩(wěn)定性主要取決于傳感器的自身精度。GPS6衛(wèi)星定位接收機(jī)的位置精度一般在+/-50英尺范圍內(nèi)；AP30和AP50的氣壓高度傳感器的高度精度約為+/-10英尺；使用GPS高度時，約為+/-50英尺；空速傳感器的速度精度