無人機低空攝影測量成圖精度研究

1、分類號_ _單位代碼_學(xué)號_ _密級_ 本科畢業(yè)論文（設(shè)計）無人機低空攝影測量成圖精度研究院（系）名稱： 專業(yè)名稱： 年級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月 日目錄摘 要4Abstract5前 言6一、無人機低空攝影測量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)6（一）低空攝影測量系統(tǒng)61.快速機動的響應(yīng)能力72.高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)的獲取能力73.成本低，安全可靠7（二）低空攝影成圖的關(guān)鍵技術(shù)81.攝影外業(yè)控制測量82.攝影內(nèi)業(yè)處理技術(shù)8二、 無人機低空空攝影測量成圖精度研究分析9（一）無人機低空攝影測量成圖精度的影響因素91.影像的重疊度102.像片傾斜角與旋偏角103.航帶彎曲度114.航帶內(nèi)最大高差11（二）測

2、區(qū)像片控制點的分布11（三）精度分析111. 理論精度分析122.實際地形圖精度分析133.DOM實際精度分析13結(jié)論及展望14（一）結(jié)論14（二）展望14參考文獻15致 謝16摘 要無人機技術(shù)由于其具有時效高、分辨率好以及較低的成本、風(fēng)險、可重復(fù)性等優(yōu)勢，應(yīng)用非常廣泛，譬如在地震中測量中的應(yīng)用，自然災(zāi)害的檢測以及氣象的檢測等。對于無人機低空攝影測量技術(shù)，由于可以實現(xiàn)大面積且常規(guī)方法難以攝影的地區(qū)、已發(fā)生突發(fā)自然災(zāi)害的地區(qū)的攝影測量，因而已成為現(xiàn)今獲取地理數(shù)據(jù)常用的技術(shù)手段。本文以低空數(shù)字攝影測量系統(tǒng)為研究對象，著重就無人機低空攝影測量成圖精度進行分析，包括試驗數(shù)據(jù)的獲取，攝影質(zhì)量的檢測，測區(qū)

3、的像片控制點分布以及數(shù)據(jù)處理精度，最后比較得出結(jié)論。希望通過本文無人機低空攝影測量成圖精度的分析，為相關(guān)人員提供借鑒和參考。關(guān)鍵詞：無人機技術(shù)；無人機低空攝影測量技術(shù)；成圖精度研究AbstractDrone technology since it has limitation, good resolution, low cost, high risk, the advantages of the repeatability, application is very broad, such as the application of the measurement in the quake, t

4、he detection of natural disasters as well as the meteorological detection, etc. For unmanned aerial vehicle (uav) low-altitude photogrammetry technology, because the photography can be difficult to achieve large area and conventional methods of region, the sudden natural disasters has occurred of ph

5、otogrammetry, and thus has become a current geographic data commonly used technical means. Taking low-altitude digital photogrammetric system as the research object, mainly on uav low-altitude photogrammetry mapping accuracy is analyzed, including the test data acquisition, photographic quality dete

6、ction, the photo control point distribution and precision of data processing of measuring area, the final conclusion. Hope that through this article uav low-altitude photogrammetry mapping accuracy analysis, providing reference for relevant personnel.Key words: Unmanned aerial vehicle (uav) technolo

7、gy; Unmanned aerial vehicle (uav) low-altitude photogrammetry technology; Mapping accuracy前 言近年來，我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，技術(shù)不斷進步，信息化程度不斷加深，人們對遙感影像的分辨率以及實時性和時效性都提出了很高的要求。但傳統(tǒng)的測繪方法很難滿足這些要求，要借助常規(guī)測量儀器開展測量工作，存在效率低、 周期長等不足，而衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取的影像分辨率較低；在現(xiàn)有技術(shù)條件下，航空攝影測量成為獲得高分辨影像的首選技術(shù)手段, 但是傳統(tǒng)航空攝影測量對外界條件的依賴性較大，相關(guān)工作的開展也并不順利?；跓o人機的低空攝影測量技術(shù)

8、得以廣泛應(yīng)用，由于其特有優(yōu)勢，較低的成本以及較高的時效性、分辨率，同時由于其較低的消耗以及風(fēng)險性等，且可實現(xiàn)較大面積，較難測繪以及較易發(fā)生沖突的地區(qū)的測量，應(yīng)運而生。作為一種新的測繪手段，對其成圖精度的分析，探討其影響因素，對于無人機低空攝影測量技術(shù)具有非常重要的作用。基于此，本文探討了基于無人機低空攝影測量成圖的精度。對于無人機低空攝影測量技術(shù)，國外已經(jīng)進行相當(dāng)廣泛的研究。國內(nèi)研究雖然起步較晚，但也應(yīng)經(jīng)取得了很大的進步。一、無人機低空攝影測量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)（一）低空攝影測量系統(tǒng)無人機是一種以無線電遙控設(shè)備或由自身程序控制為主的不載人飛機，即是利用無線電遙控設(shè)備，實現(xiàn)無人駕駛的飛機。其搭載高

9、分辨率 CCD 數(shù)碼相機作為遙感平臺，形成了無人機低空航攝系統(tǒng)。無人機低空攝影測量技術(shù)的測量系統(tǒng)，包括：無人飛行平臺，飛行導(dǎo)航與控制平臺，地面的監(jiān)控，任務(wù)設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等。它可以快速高效地獲取高分辨率遙感影像，并運用無人機航攝遙感影像內(nèi)業(yè)處理工作站對數(shù)字影像數(shù)據(jù)進行批量處理，按照內(nèi)業(yè)規(guī)范精度要求制作地形圖、DOM、DEM、DSM 及相關(guān)專題圖等地理信息產(chǎn)品?？傊瑹o人機低空航攝技術(shù)是集成了高空拍攝、遙控、遙感、以及航空攝影測量的新型應(yīng)用測繪技術(shù)，以數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)為技術(shù)支撐，具有對地快速實時調(diào)查監(jiān)測能力。無人機低空攝影測量技術(shù)具有在云下低空飛行的能力。與衛(wèi)星航天光學(xué)遙感和大飛機航空攝影等常

10、規(guī)航攝系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點： 1. 快速機動的響應(yīng)能力無人機運輸便利，車載系統(tǒng)可快速到達指定目標區(qū)域，對天氣依賴小，起降受地形條件影響小，無需專用機場支持，可以通過彈射或者地面方式如草地、空地、道路等多種地域快速起飛，用滑行或傘降的方式回收，可及時準確地獲取實時、直觀和可靠的遙感影像，有效地提高地理信息獲取的時效性、針對性、準確性和科學(xué)性。2. 高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)的獲取能力無人機低空航攝系統(tǒng)可獲取高分辨率遙感影像和 POS 定位數(shù)據(jù)，并可搭載不同的傳感器，獲取多時相、多光譜、多分辨率的遙感數(shù)據(jù)。無人機平臺搭載的數(shù)碼成像設(shè)備，具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的技術(shù)能力，可獲取厘米級分辨率的遙感影

11、像，可制作大比例尺 DLG、高分辨率 DOM、高精度 DEM 等數(shù)字地理信息產(chǎn)品。3. 成本低，安全可靠由于無人機的體型小，耗費低，無需專用的起飛和停放場地，其使用和維護成本遠遠低于載人飛機系統(tǒng)和遙感衛(wèi)星。無人機航攝系統(tǒng)可以通過測控地面站設(shè)計飛行航線，飛行導(dǎo)航控制系統(tǒng)保證無人機按規(guī)定航線飛行，影像數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)鏈實時或準實時傳輸至地面控制端，因此，即使無人機受損，也能保障人員安全和數(shù)據(jù)安全，并可進入沙漠、突發(fā)自然災(zāi)害和放射性災(zāi)害等困難地區(qū)進行航拍作業(yè)。綜上所述，與衛(wèi)星、載人航空等遙感平臺相比，無人機遙感具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，但是仍存在缺陷，主要包括：復(fù)雜的地形條件對無人機飛行和操控的影像較大；惡

12、劣的天氣（如大風(fēng)、大霧、大雨、大雪等）影響無人機的航拍工作，無法獲取高質(zhì)量清晰的遙感影像。（二）低空攝影成圖的關(guān)鍵技術(shù)攝影外業(yè)控制測量包括基礎(chǔ)控制測量和像控點聯(lián)測，主要任務(wù)是為空三加密提供像片控制點的物方大地坐標和影像上具體的刺點位置，目的在于把航攝數(shù)據(jù)與大地測繪成果聯(lián)系起來，使航攝遙感影像量測具有與地面測量相同的數(shù)學(xué)關(guān)系。像片控制點的量測精度直接影響數(shù)字產(chǎn)品的精度，因此，根據(jù)外業(yè)規(guī)范要求，提出像片控制點的布設(shè)和測量優(yōu)化設(shè)計方案。本文采用 DPGrid 軟件和 Virtuozo 全數(shù)字攝影測量工作站進行無人機低空影像數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理過程，主要包括影像數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動空三加密和 3D 產(chǎn)品生產(chǎn)。無

13、人機低空攝影成圖的關(guān)鍵技術(shù)是影響數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù)，影響匹配的技術(shù)以及3D產(chǎn)品的輸出技術(shù)。無人機低空攝影成圖的處理關(guān)鍵是對這三個過程的處理。對于影響匹配來講，重點是進行特征點提取，匹配測度，以及匹配策略。1. 攝影外業(yè)控制測量外業(yè)控制測量由基礎(chǔ)控制測量和像控點聯(lián)測構(gòu)成，通過前者與地面測量保持同步一致的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過后者保證地理信息數(shù)字產(chǎn)品的精度。像片控制點有三種類型可供選擇，即平面控制點、高程控制點和平面高程控制點，結(jié)合航測成圖精度的具體內(nèi)容，各控制點的布設(shè)應(yīng)滿足全測區(qū)統(tǒng)一布設(shè)、統(tǒng)一測量、成圖滿幅等要求，對于地形較為復(fù)雜、對成圖精度要求較高的攝影測量，應(yīng)選擇全野外布點，所用到的像片控制點均由外業(yè)

14、測定; 而大地坐標像片控制點的布設(shè)，可進行非全野外布點，以空中三角測量方法便可獲取加密點的大地坐標，根據(jù)實際情況選用航帶網(wǎng)法布點方案或區(qū)域網(wǎng)法布點方案，聯(lián)測通常采用分級控制的方式，在 GPS 等控制測量基礎(chǔ)上，參照低空數(shù)字航攝測量外業(yè)規(guī)范要求完成像片控制點的布設(shè)。2. 攝影內(nèi)業(yè)處理技術(shù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動空三加密和 3D 產(chǎn)品生產(chǎn)三部分內(nèi)容， 其中數(shù)據(jù)預(yù)處理的流程為: 影像、相機和POS 資料設(shè)置測區(qū)參數(shù)影像預(yù)處理導(dǎo)入 POS、設(shè)置航帶調(diào)整航帶對應(yīng)關(guān)系，該流程核心部分影像預(yù)處理，包括畸變差改正、Wallis 濾波變換、生成快視圖和金字塔影像等環(huán)節(jié)，畸變差是系統(tǒng)誤差的一種，對其進行改

15、正可從原始影像出發(fā)，運用相機檢校，還可以對像點坐標進行糾正，結(jié)合灰度插值法來改正圖像，即將彩色影像轉(zhuǎn)變?yōu)榛叶扔跋瘢?然后映射到給定的灰度方差值，通過局部影像的轉(zhuǎn)變來干燒圖像的質(zhì)量，然后采取從粗到精、不斷細化的分級匹配策略，建立金字塔影像。自動空三加密的流程為: 自動影像匹配自動挑點自由網(wǎng)平差像點編輯、像控點轉(zhuǎn)刺區(qū)域網(wǎng)平差空三成果輸出，首先提取影像特征點，經(jīng)測度獲取最終自動轉(zhuǎn)點結(jié)果，然后將提取的連接點及少量地面控制點群、全部納入統(tǒng)一的物方坐標系中，這是整個無人機影像內(nèi)業(yè)處理最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。3D 產(chǎn)品生產(chǎn)由兩大流程構(gòu)成，分別為導(dǎo)入 VirtuoZo 軟件生成核線影像立體測圖獲得 DLG 和密集

16、匹配生成和編輯 DEN編輯 DOM獲得 DEN、 DOM， 首先建立數(shù)字高程模型，獲得正攝影像，然后進行數(shù)字線化圖，制成DLG、DEN、DOM 等數(shù)字產(chǎn)品。二、 無人機低空空攝影測量成圖精度研究分析本文以廣西某大學(xué)某校區(qū)（自己把學(xué)校名填上即可）作為觀測地區(qū)進行無人機低空攝影測量成圖精度的分析。用戶提出作業(yè)任務(wù)，主要包括測區(qū)概況、測區(qū)范圍、成圖比例尺、項目時間安排情況等資料，并與無人機航攝作業(yè)人員明確任務(wù)目標，并擬定飛行計劃，確定航拍時間、無人機起飛和降落場地等。在外業(yè)航拍前，航拍負責(zé)人需與空域管理部門聯(lián)系，申請作業(yè)區(qū)空域飛行許可，如未獲批準，須將管理部門意見及時反饋用戶，重新確定作業(yè)時間，再次

17、向管理部門提出申請。根據(jù)作業(yè)任務(wù)和低空數(shù)字航空攝影規(guī)范要求，利用地面監(jiān)控站軟件對待航攝測區(qū)進行航攝技術(shù)參數(shù)設(shè)計，主要包括：（1）設(shè)置航高。根據(jù)所要求的成圖比例尺，并參照測圖比例尺與地圖分辨率值對照表（見表2-1），確定航攝影像地面分辨率。根據(jù)公式（2-1）計算航高。如成圖比例尺為1:1000，要求影像地面分辨率小于10cm，則攝影航高相對于攝影基準面不得大于554.8m。´ （2-1）式中：H為攝影航高；f為物鏡鏡頭焦距；a為像元尺寸；GSD為航攝影像地面分辨率。表2-1 測圖比例尺與地圖分辨率值對照表測土比例尺地面分辨率值/cm1:50051:10008-101:200015-20

18、（2）設(shè)置像片重疊度。根據(jù)低空數(shù)字航空攝影規(guī)范的要求，影像航向重疊度一般為60%80%，最小不應(yīng)小于53%；旁向重疊度一般為15%60%，最小不應(yīng)小于8%。（3）設(shè)置航線參數(shù)。根據(jù)測區(qū)范圍，確定起點和終點的經(jīng)緯度、航線方向和航線長度，利用公式（2-2）和（2-3）計算攝影基線長度和航線間隔寬度。地面監(jiān)控站軟件可根據(jù)設(shè)置的航線參數(shù)自動生成航線。 （2-2） （2-3）式中：，分別是像幅長度和寬度，單位為米；，分別是像片旁向和航向重疊度（以百分比表示）；為攝影基線長度，單位為米；為航線間隔寬度，單位為米。根據(jù)以上設(shè)置標準，對于該測量區(qū)來講，采用的攝像技術(shù)的參數(shù)為：航高460m，焦距為35.5658

19、mm，像元大小采用0.00641mm，以及8.29cm的地面分辨率，5616×3744的像素，75% 的航向的重疊度和50% 的旁向的重疊度。（一）無人機低空攝影測量成圖精度的影響因素與傳統(tǒng)航攝一樣，無人機低空航攝的過程中也會受到不同程度飛行環(huán)境及氣候氣象條件的影響，影像質(zhì)量未能得到有效保證，最終也會影像到地理信息的準確性，因此需要對空中飛行質(zhì)量以及影像質(zhì)量進行檢查。對于無人機來講，在空中攝影過程中，不可避免的要考慮飛行的環(huán)境以及飛行的氣象氣候因素，此外還需要在攝影完成后，進行無人機空中飛行質(zhì)量的檢測，包括現(xiàn)場影像的色調(diào)、云以及霧，還有影像的飽和度，此外最重要的影響因素還用：影像的重

20、疊度，像片旋偏角，航帶彎曲度以及航帶內(nèi)最大高差。然后依據(jù)CH/Z3005-2010攝影的規(guī)范要求，進行質(zhì)量檢測，確保影像質(zhì)量達到內(nèi)業(yè)規(guī)范要求。下面具體講解上述的影響因素：1. 影像的重疊度航向重疊度是指在航線的飛行方向上，對于兩相鄰的像片關(guān)于攝影的地面具有重疊成分。對于旁向的重疊度來講，則是指沿著相鄰的兩條航線上進行攝影，所獲得的對于所攝地面具有重疊部分的影像。其重疊度的測量如下所示：航向重疊度=IxLx×100%旁向重疊度=IyLy×100%式中：Ix代表沿飛機飛行方向的重疊部分；Lx代表沿飛機飛行方向的地面部分；Iy代表垂直飛機飛行方向的重疊部分；Ly代表垂直飛機飛行方

21、向的地面部分。無人機進行低空攝影的要求為：航向重疊度范圍為60% 80%，最小不低于53% ；旁向重疊度的范圍一般采用15% 60% ，最低不低于8%。根據(jù)機載記錄的POS 數(shù)據(jù)攝影中心的直線元素可知，該地區(qū)的航向重疊度在74.45176.904% ，旁向的重疊度在62.47663.639% ，符合攝影規(guī)范需求。2. 像片傾斜角與旋偏角無人機的俯仰角度是水平面和飛機機身之間的夾角。航偏角是指實際航線與計劃航線之間的夾角。它們分別造成拍攝像片的左右傾角和前后傾角。像片傾斜角是由于無人機在轉(zhuǎn)換航帶時沒有足夠的時間來調(diào)整其姿態(tài)和位置，造成進入拍攝航帶時的航跡角偏差比較大，導(dǎo)致傾斜角較大。一般傾斜角最

22、大的拍攝點都處于航向改變處，所以不使用在航向轉(zhuǎn)換處拍攝的像片，以免影響整體空三加密精度。像片的旋偏角是指在進行攝像時，由于攝像機的定位不準確，導(dǎo)致實際航線與計劃航線之間產(chǎn)生夾角。像片傾斜角與旋偏角不僅影響像片的重疊度，還會給航測造成極大的困難。所以在具體使用時，一般規(guī)定像片傾斜角一般不小于2°，最大不得超過 3° 的要求；像片的旋偏角應(yīng)低于6°，最大不超過為8°。對于該地區(qū)來講，其像片的旋偏角最小為8.5°，不滿足規(guī)范的要求。3. 航帶彎曲度航帶的彎曲是由于在無人機飛行過程中，由于自然條件的影響，使得實際航行偏離預(yù)定的軌道，造成航帶的不能連接成

23、直線。航帶的彎曲度是用于描述航帶的彎曲程度的物理量，是指航帶的兩端像片在主點之間與預(yù)設(shè)的直線的偏離程度，即航帶兩端像片主點之間的直線距離與偏離該直線最遠的像主點到該直線垂距的比。其會影響到航向的重疊程度。如果彎曲度過大，可能會造成攝像的漏洞，甚至影響攝像。對于無人機的低空攝影測量，其彎曲度應(yīng)滿足小于3%。對于該地區(qū)來講，其最大的彎曲度為0.3214%，符合要求，表明無人機飛行過程中直線性飛行狀態(tài)良好。4. 航帶內(nèi)最大高差對于無人機，在攝像過程中，由于受到環(huán)境的影響，使得實際飛行的航高偏離預(yù)設(shè)航高，產(chǎn)生航帶的高差。如果相鄰像片的航高相差太大，會影響像對的立體觀察。一般來講，對于無人機的低空攝影測

24、量成圖，當(dāng)處于同一航線時，航帶高差應(yīng)小于30m，對于最大的航高和最小航高之間的差應(yīng)低于50m，實際與預(yù)設(shè)之間的航高應(yīng)低于50m，才能獲得所需要的較精確的圖像。對于該地區(qū)來講，其相鄰像片間最大的航高為6.384m，最大與最小航高間的差為8.738m，符合攝像需求（二）測區(qū)像片控制點的分布從航測內(nèi)業(yè)測圖的需求看，航測外業(yè)測定的像片控制點共三種：像片平面控制點（平面點），在野外只需測量它的平面坐標；像片高程控制點（高程點），在野外需測量其高程；像片平面高程控制點（平高點），在野外需測量平面和高程坐標。像片控制點的聯(lián)測是根據(jù)大地點及其它控制點測量像片控制點坐標的過程。在地形測量中，有關(guān)測量地形控制點的

25、方法和精度要求，大都適用于像控點坐標的量測。根據(jù)航測內(nèi)外業(yè)成圖精度的要求，像片控制點布設(shè)的基本要求主要包括：（1）像片控制點通常按航線或區(qū)域網(wǎng)的方法全測區(qū)統(tǒng)一布設(shè)，不受單個圖幅的限制。（2）盡量在相鄰像對和相鄰航線之間的重疊區(qū)域布設(shè)像片控制點。因航線旁向重疊過小、地形條件或像片不清晰，導(dǎo)致像片控制點在相鄰航線間不能公用時，需要分別布點。（3）布設(shè)在同一位置的像片平面控制點和高程控制點，盡量統(tǒng)一量測成平高點。（4）應(yīng)選取像片上的不易損壞、固定、易于定位和量測的明顯目標點作為像片控制點，保證刺點位置的準確性和可靠性。（5）對于困難地區(qū)（如森林、沙漠、水域等），在無人機航拍獲取影像前，應(yīng)當(dāng)制作明顯的

26、地面標志，有利于像片控制點的布設(shè)和量測，以提高其量測和刺點的精確性和可靠性。（6）像片控制點應(yīng)盡量在航向三片重疊和旁向重疊中線附近。主要目的使像片控制點在相鄰像片、像對和航線間能公用，減少外業(yè)布點的數(shù)量，加內(nèi)業(yè)刺點次數(shù)，提高內(nèi)業(yè)成圖精度。（7）像片控制點盡量不要布設(shè)在像片邊緣。因物鏡鏡頭的分解力、感光材料的伸縮變形和投影誤差、傾斜誤差、底片壓平等因素的影響。使得像片邊緣產(chǎn)生的影像變形和像點移位，都比像片中心要大，并且影像邊緣部分清晰度差，導(dǎo)致像片控制點的判讀、刺點和量測困難。（8）位于測區(qū)邊緣和非連續(xù)作業(yè)的待測圖邊的像片控制點，需要布設(shè)在圖廓線外，保證成圖滿幅。參照CH/Z 3003-2010

27、規(guī)范，按照不同成圖比例尺平面檢查點和高程檢查點的限差要求，確定像片控制點航向和旁向基線數(shù)跨度，完成布點。像片控制點航向基線數(shù)跨度估算公式： （2-4） （2-5）式中：為空三加密點的平面中誤差，單位為mm；為空三加密點的高程中誤差，單位為mm；K為像片放大成圖的倍數(shù)；H為相對航高，單位為mm；b為像片基線長度，單位為mm; 為視差量測的單位權(quán)中誤差，單位為mm；n為航線方向相鄰平面控制點的間隔基線數(shù)。旁向相鄰平面控制點的航線跨度不超過表2-2的規(guī)定。表2-2 旁向相鄰平面控制點的航線跨度比例尺航線數(shù)1:5004-51:10004-51:20005-6對于該地區(qū)來講，根據(jù)以上公式，在此區(qū)域布設(shè)了

28、30個像控點，布設(shè)采用：首先是確保每張像片都包含有像控點；像控點的航向間隔基線數(shù)小于4條，旁向的間隔基數(shù)小于2條；確保布設(shè)的像控點能有效的控制成圖范圍，選刺選在航向或者是旁向重疊的6片范圍內(nèi)，并確保相鄰片圖像清晰。對于像控點的測量采用GPS RTK（1+N）的方法。（三）精度分析成圖精度分析由理論精度分析和實際精度分析兩部分組成，前者包括像點精度、定向點精度及檢查點精度，空中三角測量自由網(wǎng)平差后，可獲取各測區(qū)像點誤差，然后對像點殘差進行統(tǒng)計，并由此獲知像點精度，野外實測坐標值和加密坐標值的的差值即為定向點和檢查點的誤差，加密坐標值由外方位定向元素與對應(yīng)的像點坐標決定，需要測定各點平面中誤差及最

29、大誤差、高程中誤差及最大誤差，實際上采用的是 GPS RTK模式測量法， 在實際精度分析中仍可采用該方法。 地形圖實際精度以真實坐標為參考依據(jù)，需要標明各測區(qū)地形圖中的平面檢查點及高程檢測點，并對其進行測量，前者包括房屋角及各平面拐角等明顯點，后者包括屋頂、各平面等，借助 VirtuoZo軟件觀測可獲取立體數(shù)據(jù)，通過對各觀測坐標的檢測，可對平面和高程精度存在的誤差做出評判，若能獲得 DOM 對應(yīng)檢查點坐標值之間的差值，還可對 DOM 的精度做出評判，在整個檢測過程中， 飛行質(zhì)量、獲取的影像質(zhì)量、地面分辨率、空三加密精度等因素均會對成圖精度造成一定的影像，最終影響到DLG 和 DOM 數(shù)字產(chǎn)品的

30、精度。根據(jù)地理信息數(shù)字成果中關(guān)于數(shù)字線化圖精度的設(shè)定，在 1: 500、1: 1000、1: 2000 數(shù)字線化圖要求下，所獲得的成圖精度也不同，為提高測區(qū)高程成圖精度，多采用二次多項式曲線數(shù)學(xué)模型對各高程點進行線性擬合，以此來改善地形圖高程精度。1. 理論精度分析對于空三加密的像點精度來講，該地區(qū)的三角測量的自由網(wǎng)平差后，像點中誤差為0.0028mm，依據(jù)像點的殘差統(tǒng)計圖可知，大多數(shù)是小于1/3像素，只有極少部分在1/32/3之間。對于空三加密的定向點以及檢測點的精度，是基本定向點與檢查點的誤差作為野外的實測坐標與外方位定向元素和對應(yīng)像點坐標的差值。對于該地區(qū)的基本定向點來講，平面坐標，中誤

31、差為0.0953m，最大誤差為0.1847m，高程來講，中誤差為0.0896m，誤差最大值為0.1957m；以檢測點來講，平面坐標，中誤差為0.1655m，最大誤差為0.3602m，高程來講，中誤差為0.2402m，最大誤差為0.3857m。2. 實際地形圖精度分析利用GPS RTK（1+N）對該地區(qū)的平面檢查點以及高程的檢查點進行測量，并把此作為真實的坐標測評地形圖，利用VirtuoZo采集系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行采集，可獲得該地區(qū)地形圖的觀測坐標，利用二者的中誤差作為平面和高程精度的判斷指標。對于該地區(qū)來講，其平面檢查點有91個，高程檢查點有65個。此區(qū)域平面檢查點的平面精度統(tǒng)計如表2-3。表2-3

32、 該區(qū)域平面檢查點精度統(tǒng)計/米點號實測X實測Y量測X量測Y1513072.6313787892.393513072.5033787892.2820.1280.1110.1702513145.7403787835.047513145.6983787834.8640.0420.1830.1873513020.7183787680.992513020.8483787680.967-0.1300.0250.1324512930.5583787729.075512930.7303787728.981-0.1720.0950.1975513259.2833787750.176513259.25637877

33、50.2680.027-0.0920.0976513134.7393787628.1513787628.1513787627.960-0.2960.1910.3537513058.4003787574.876513058.5683787574.758-0.1680.1180.20691513344.6423788004.266513344.7013788004.043-0.0590.2230.231對于該地區(qū)來講，其平面精度統(tǒng)計結(jié)果為：在X方向上，中誤差為0.154m，正向最大誤差為0.351m，負向最大誤差為-0.330m；Y方向，中誤差是0.140m，正向和負向的最大誤差分別為0.317m

34、和 -0.391m；對于平面坐標來講，其中誤差為0.208m，誤差最大值為0.409m。對于高程點來講，為了提高高程精度，一般采用多項式的曲線形式進行數(shù)學(xué)建模用于改正高程值，并通過最小二乘法進行實際曲線的擬合。設(shè)野外實測的搞成檢查點坐標為Z，立體平臺下測量的高程檢查點坐標為，當(dāng)量者不符時，則不符值為,以為高程坐標改正值，其二次多項式為： （2-6）式中待定系數(shù)有3個，從高程檢查點中選取至少 3 個高程檢查點來解求。當(dāng)有多余觀察值時，列出二次多項式的誤差方程式，利用間接平差方法求取改正參數(shù)，此時為觀測值，則有： （2-7）對于該地區(qū)來講，選取17個精度較高的高程點進行二乘法求解，并對剩下的48個

35、點進行高程的改正。對于該地區(qū)來講，高程擬合前，其中誤差為0.295m，誤差最大值為-0.642m；高程改正后，中誤差變?yōu)?.211m，誤差最大值為-0.521m，整體講，高程精度提高了0.285倍。高程檢查點精度統(tǒng)計如表2-4表2-4 高程檢查點精度統(tǒng)計/米點號實測高程量測高程改正后高程改正前誤差改正后誤差151.88751.67851.874-0.209-0.013252.38152.28951.874-0.0920.107351.57951.43651.631-0.1430.052451.04550.90551.097-0.1400.052546.94346.58246.746-0.361

36、-0.197646.84346.61846.782-0.225-0.061746.89346.72946.894-0.1640.001846.22045.86546.023-0.355-0.1974840.26240.01340.106-0.249-0.1563. DOM實際精度分析對于該地區(qū)來講，有98個DOM檢查點，通過野外的實測平面檢查點坐標與量測的DOM檢查點坐標做差，其差值以及中誤差用于評定DOM的實際精度。DOM 檢查點精度統(tǒng)計如表2-5。表2-5 DOM 檢查點精度統(tǒng)計點號實測X實測YDOM XDOM Y1513020.1653787881.041513020.179378788

37、0.973-0.0140.0680.0692513072.6313787892.393513072.5753787892.3940.056-0.0010.0563513121.4653787861.471513121.4383787861.3670.0270.1040.1084513145.7403787835.047513145.7433787834.954-0.0030.0930.0935513020.7183787680.992513020.6823787680.9460.0360.0460.0586512964.7363787713.367512964.7253787713.2320.

38、0110.1350.1367512930.5583787729.075512930.5843787729.156-0.026-0.0810.08598513101.8213787913.727513101.8873787913.726-0.0660.0010.066對于該地區(qū)來講，利用其統(tǒng)計表，可知DOM精度的統(tǒng)計為：在X方向上，中誤差為0.043m，誤差最大值為-0.121m；在Y方向上，中誤差為0.053m，誤差極大值為0.135m；對于平面坐標來講，其中誤差為0.068m，誤差最大值為0.136m。依據(jù)基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果 1:500、1:1000 和 1:2000 數(shù)字線化圖精度要求，

39、1:500、1:1000 和 1:2000 平原地區(qū)數(shù)字線化圖和數(shù)字正射影像平面精度要求分別為： 0.3m、 0.6m和 1.2m，地形圖高程精度要求分別為： 0.2m、 0.2m 和 0.4m。結(jié)果表明：該觀測區(qū) DOM精度都能滿足1:1000 比例尺的精度要求。可知，像片航高即影像地面分辨率的大小對 DOM 數(shù)字產(chǎn)品的精度影響很大。結(jié)論及展望（一）結(jié)論隨著各領(lǐng)域信息化、數(shù)字化建設(shè)進程的日益加快，對信息數(shù)據(jù)的需求越來越迫切，尤其是測繪行業(yè)，其對高分辨遙感影像的實時性、準確性也提出了更高的要求，無人機低空數(shù)字攝影測量技術(shù)是集成無人機、攝影測量、遙測、通訊、3S 以及慣性導(dǎo)航測量等前沿新技術(shù)為一體的空間信息獲取系統(tǒng)，具有“三高一低”的特點，即高機動性、高分辨率、高度集成和低成本，已成功應(yīng)用于制作區(qū)域大比例尺地形圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像等數(shù)字產(chǎn)品，使快速獲取國土、資源、環(huán)境等地理信息的空間要素成為了可能，已成為地理信息空間數(shù)據(jù)獲取的重要技術(shù)手段之一。本文在介紹無人機低空攝影測量系統(tǒng)以及關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，詳細介紹了低空攝影測量成圖的精度分析，包括成圖的影響因素：影像的重疊度，像片旋偏角，航帶彎曲度以及航帶內(nèi)最大高差。并以廣西某大學(xué)某校區(qū)為例，詳細介紹了成圖的精度水平分析。希望通過本文的分析，為相關(guān)人員進行無人機低空攝影測量提供借鑒和參考。（二）展望在本文研究