隨著無人機航空攝影在測繪行業的推廣和應用，利用無人機作為遙感平臺搭載非量測相機進行1∶2 000 比例尺成圖研究已逐漸得到推廣應用 ，而高精度大比例尺(1∶1 000、1∶500)地形圖測繪由于無人機所獲取的影像存在更大、更復雜的幾何變形問題成為亟待研究的重點和難點。

　　1　無人(ren)機航攝(she)系(xi)統構成

　　低空無人機UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 航攝系統 是集無人駕駛飛行器、遙感及GPS 導航定位等技術于一體建立起來的一種高機動性、低成本和小型化、專用化的遙感系統。

　　無人機航測系統主要包括無人機飛行平臺、飛行控制系統和非量測型面陣CCD 數碼相機，以及地面站、遠程無線通信裝置、地面數據處理系統等輔助設施。

　　2　無人機航攝技(ji)術大比例尺(chi)測圖實驗

　　為保證(zheng)實驗精度(du)客觀(guan)真實，避免儀器誤差(cha)(cha)、人為誤差(cha)(cha)、氣候(hou)等外(wai)界因(yin)素影(ying)響產生(sheng)的(de)誤差(cha)(cha)導(dao)致(zhi)的(de)精度(du)損(sun)失(shi)，筆者選取河北某居民礦區(qu)為實驗區(qu)域(yu)，該地區(qu)地勢(shi)平坦，海拔高(gao)(gao)(gao)度(du)約10 m。實驗過程中采取提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)傳感器配(pei)置、嚴控(kong)航拍外(wai)界環境以提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)原始(shi)影(ying)像(xiang)獲取質量，利用四角布(bu)(bu)設點(dian)(dian)組(zu)、加密高(gao)(gao)(gao)程控(kong)制(zhi)點(dian)(dian)布(bu)(bu)設密度(du)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)像(xiang)控(kong)布(bu)(bu)設精度(du)及(ji)人工(gong)干(gan)預同名點(dian)(dian)匹配(pei)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)平差(cha)(cha)解(jie)算精度(du)等措施以減小各項誤差(cha)(cha)影(ying)響。。

　　2.1　影像數據獲取

　　本(ben)研(yan)究飛行平臺采用固定翼(yi)無人機系統，影(ying)(ying)像(xiang)航向重疊度為(wei)(wei)70%，旁向重疊度為(wei)(wei)35% 。如圖2 所示，1∶1 000、1∶500 兩組實(shi)驗各進行一架次飛行，影(ying)(ying)像(xiang)覆蓋區(qu)域面(mian)(mian)積分別為(wei)(wei)10 km2、9km2 ，從中(zhong)挑選姿態角(jiao)度符合要求且覆蓋地面(mian)(mian)信息豐(feng)富的兩組影(ying)(ying)像(xiang)參與(yu)后期平差處(chu)理。

　　為減小(xiao)外部環境對影(ying)像(xiang)拍攝影(ying)響，影(ying)像(xiang)的獲取(qu)采(cai)取(qu)多次航拍取(qu)最優的方(fang)式(shi)，通過對不(bu)同時相(xiang)影(ying)像(xiang)進行(xing)分析(xi)，最終選取(qu)天氣晴朗、無風，影(ying)像(xiang)質量清晰、顏(yan)色飽滿，旋偏角、姿態角均滿足規(gui)范要(yao)求像(xiang)片進行(xing)實驗。

　　2.2　像控(kong)點(dian)布設(she)與施測

　　對區域性實驗測區，控制點布設宜采用區域網布點方案 。為有效地提高無人機航攝技術測圖精度，提出控制網四角處采用點組布設方案及加密高程控制點密度(如圖3 所示，圓形點位為1∶1 000、1∶500 航空攝影測量規范要求標準點位，矩形點位為高程控制加密點)兩項技術措施，有效地提高了控制網解算的可靠性及精確性。平差結果表明，較標準點位平差計算結果1∶1 000 測區空中三角測量整體精度得到了優化，1 ∶500 精度變化不明顯。

　　控制點測量采用河北省已建CORS 系統，首級控制點為航攝區已有GPS E 級點位，標準點位按內業布設要求每個點位獨立觀測3 次，外業加密點選取硬質路面、學校操場等高程精度可靠性高的區域隨機采取，按碎部測量要求進行。高程控制增強前后基本定向點殘差精度對比。

　　2.3　數據后處(chu)理

　　將測區影(ying)像進行畸變糾正，協同相(xiang)應相(xiang)機參數(shu)、POS 數(shu)據及像控點(dian)(dian)成果(guo)，利用影(ying)像同名(ming)(ming)點(dian)(dian)自(zi)動(dong)相(xiang)關技術(shu)自(zi)動(dong)提取同名(ming)(ming)地物點(dian)(dian)，本實驗(yan)中為保證(zheng)模(mo)型的連(lian)(lian)接精(jing)度(du)，采用SIFT 特征匹配算法， 在影(ying)像模(mo)糊(hu)、比例尺變化(hua)差(cha)異(yi)較大處通過(guo)人工干預增(zeng)加連(lian)(lian)接點(dian)(dian)個數(shu)以(yi)改善模(mo)型連(lian)(lian)接差(cha)精(jing)度(du)。在自(zi)由網平差(cha)基礎(chu)上引入外業施測像控點(dian)(dian)進行約束平差(cha)，并對公共像控點(dian)(dian)和檢查點(dian)(dian)進行誤差(cha)統(tong)計。1∶500、1∶1 000兩測區均采用區域整體平差(cha)方案，以(yi)便(bian)加密平差(cha)更合理，成果(guo)精(jing)度(du)更高。

　　3　無人機航攝系統大比例尺成圖精度分析

　　3.1　精度(du)(du)評度(du)(du)

　　精度(du)(du)評(ping)定(ding)(ding)包含地理精度(du)(du)評(ping)定(ding)(ding)和數(shu)(shu)學精度(du)(du)評(ping)定(ding)(ding)兩(liang)方(fang)面。地理精度(du)(du)評(ping)定(ding)(ding)采取外業巡視(shi)的(de)方(fang)法對圖面地理要(yao)(yao)素(su)的(de)正確(que)性及數(shu)(shu)據完整性、綜(zong)合(he)取舍的(de)合(he)理性、接(jie)邊質量等進行(xing)檢查。數(shu)(shu)學精度(du)(du)評(ping)定(ding)(ding)包括平面位置(zhi)評(ping)定(ding)(ding)和高程評(ping)定(ding)(ding)，主要(yao)(yao)采用GPS 快速靜態的(de)方(fang)式測得(de)， 每個點(dian)位觀測兩(liang)個時段，觀測時間為5 s。外業實測點(dian)位對比圖上坐(zuo)標，計算較差，利用點(dian)位中誤(wu)(wu)差公式算出各個檢查點(dian)的(de)中誤(wu)(wu)差m，其計算結果見表2、表3。

　　本實驗中(zhong)外業(ye)檢查(cha)點(dian)位選取以(yi)實驗區標(biao)準圖幅(fu)為(wei)單位，每(mei)圖幅(fu)選取40 個樣本數據(ju)，為(wei)減少人為(wei)誤差，點(dian)位選取以(yi)水(shui)泥(ni)路拐角、雨(yu)水(shui)井蓋(gai)等位置清晰、高程穩(wen)定(ding)的特征地(di)物(wu)為(wei)主。

　　3.2　大(da)比例尺成圖(tu)精度誤(wu)差分析(xi)

　　根據枟1∶500 1∶1 000 1∶2 000 地形圖航空攝影測量數字化測圖規范枠要求(等高距1 m)，1∶1 000 比例尺平面中誤差<0.6 m，高程中誤差<1/3 m，由上表3、表4 可知，1∶1 000比例尺實驗條件下地形、地物的平高精度及接邊精均度符合規范及技術設計書規定。1∶500 比例尺實驗平面中誤差>0.3 m，高程中誤差>1/3 ×0.5 =0.17 m，因此，本實驗條件下無法達到1∶500 規范要求精度。