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无人机1:500数字航测成图关键技术研究
来源:尖兵之翼 | 作者:飞思实验室 | 发布时间: 2022-09-28 | 5146 次浏览 | 分享到:
无人机低空航测技术可以迅速、高效、准确的获取影像信息,已经成功应用重大项目建设、城市规划管理、政府决策等领域……

 

图3 Photomod软件空三加密处理流程

其后本文根据空三加密、平差恢复的影像立体像对,于数字化测图平台Mapmartix软件进行DLG数据采集工作。软件基于高速网络图幅方式的全无缝测图,作业步骤包括建立工程、引入空三成果、分割模型、分配任务、客户端进行生产、客户端成果上交等,具体流程如图4所示。

 

图4 Mapmatrix软件处理流程

此外软件不需要提前采集核线,可以采用实时核线进行测图;能根据外方位元素和影像重叠度自动组合立体像对,生成最佳的交会角,提高测图的高程精度;也支持自动、手动切换立体模型;通过这样的工作方式,免除了模型接边的工作,方便生产人员操作,提高了测图的效率。

3.4 试验结果分析

根据GB/T15968-2008《遥感影像平面制图规范》可知,DOM 地物点相对于实地同名点的点位中误差不得大于表2规定。特殊地区可放宽0.5倍,规定2倍中误差为其限差。

无人机正射影像的几何精度,可以采用影像与控制点和检查点的套合检查以及拼接线的检查。本文利用Photoscan软件可以快速利用多视图影像对重叠照片进行处理,生成的高分辨率正射影像,再利用Photoshop进行匀色修补输出单幅影像,由图可知影像接边处色彩过渡自然,地物接边合理,人工地物完整,无重影和发虚现象,实际平面精度可达0.10m,满足表2相关规定。

表2 DOM平面位置精度 (单位:m)

 

为后续优化空三、三维建模提供精确的地理参考,本文在Photoscan软件处理过程中导入的实测控制点数据,可以基于照片对齐后生成的稀疏点云,创建的Mesh手动更新照片上控制点标记的位置,再借助软件匹配提示,实时更新控制点在照片上量测的位置,如图5所示。

 

图5 更新每张照片控制点点位

表3 说明了每个控制点和估计位置间的偏差以及重投影误差,为后续优化空三、三维建模提供精确的地理参考。由表可知29个控制点的残差三维RMS值为0.067mm;重投影误差为0.016pix。

表3 控制点三维RMS

 

本文使用的原始的无人机单幅影像如图6所示,由图可知,影像颜色均匀,纹理清晰,亮度适中,图像质量良好,可以满足测区项目的规划实施,对应区域的正射影像如图7所示。

 

图6 无人机单幅影像

 

图7 对应区域的正射影像 

根据无人机航摄影像数据的特点,Photomod软件可以自动化进行空三数据处理,本文根据《数字航空摄影测量空中三角测量规范》确定相关指标精度,设定平差阈值,保证加密精度。加密之后的测区控制点平面中误差约为6cm,高程中误差约为8cm;满足相关测图精度要求。

根据生成的DLG 数据,检验了房角控制点的平面精度和高程精度,如表4、表5所示。

表4 立体测图平面精度 单位:m

 

表5 立体测图高程精度 单位:m

 

由表4可知,立体测图的平面精度较好,控制点平面中误差为0.446m,高程中误差为0.299m,平面精度优于0.5m,高程精度优于0.3m,满足1∶500地形图航空摄影测量数字化测图规范要求。

 4 结束语 

利用无人机航摄的技术,通过有效的技术流程设计和内外业数据处理,最终成果可以满足1∶500数字线划图数据和数字正射影像图的精度要求,完成我院日常的生产研发等工作。但本文在研究的过程中发现处理流程中仍存在一些技术难点。

首先、外业像控点布设工作量较大,为了满足大比例尺空三精度要求,需要研究结合测区的情况和飞行质量,在保证精度的同时抽稀像控点布设数量,提高外业作业效率,研究最佳外业控制点布设方案。

其次、空三加密过程较为复杂,建立空中三角测量网,其精度易受到多种因素的影响:其一来源于像控点网络布设导致的参考点物方坐标系与实测坐标值之间的偏差;其二来源于相邻立体像对连接点的坐标的点位中误差;其三来源于邻近立体像对中心投影的物方坐标的点位中误差。空三加密的精度很大程度上决定了最终成果的成图精度,所以有必要根据实际情况优化空三加密方案,保证作业精度,同时减少作业时间,提高作业效率。并且、正射影像图精度受到作为地理参考的控制点精度、处理流程中的数据定向、刺点、点云提取、建模精度等多方面影响;Photoscan软件虽然自动化程度较高,但作业流程中关键操作失误、参数设置不合理,仍会导致生成的影响精度不佳。

最后,利用Mapmatrix软件立体测图,作业员需要充分利用影像和基线匹配技术,及时调整作业方法,选取最佳测图模型,才能保证DLG数据的精度。



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