低空无人机在公路改建1∶2000带状地形图测绘中的应用,本文是地形图测绘方面有关毕业论文怎么写与无人机和地形图和测绘有关毕业论文格式范文.
地形图测绘论文参考文献：
摘 要：无人机航摄系统具有机动灵活、高效快速、精细准确等优势,在诸多领域应用广泛.设计无人机航摄系统在公路带状地形测量中的技术流程,将无人机航摄技术应用到公路改建带状地形图测绘中,并进行外业精度检测对比.结果表明,无人机航摄系统满足《公路勘测规范》（JTG C10—2007）1∶2000 地形图测量和公路设计的要求,为公路带状测图项目提供了新的解决方案.
关键词：无人机航摄系统；公路改建；地形图
1 引言
当前,在公路带状地形测绘中主要采用GNSS RTK测绘法、全站仪测绘法和传统的航空测绘法[1].其中,GNSS RTK 测绘法和全站仪测绘法所需的人力、物力较多,工作难度较大,对建筑密集地带无法精确测量.传统的航空测量受天气影响较大,成本高、拍摄周期长.
近年来,无人机低空航摄凭借低成本、易操作、生产周期短、精细准确、不受外界多数因素干扰、适用于危险区测绘等优势,被广泛应用于灾害监测、城乡规划、工程建设、资源监测、基础测绘等领域[2-3].
本文针对传统公路带状图测绘费时费力的特点,通过对无人机航摄系统关键技术进行研究,一方面革新了大比例尺带状地形图的获取方式；另一方面提高了复杂地形中的精度,满足了大比例尺测图技术要求.
2 无人机航摄系统及技术流程
2.1 无人机航摄系统简介
低空无人机(unmanned aerialvehicle,U) 航摄系统是集无人驾驶飞行器、遥感及GNSS 导航定位等技术于一体的高机动性、低成本、小型化、专用化遥感系统,包括无人机飞行平台、飞行控制系统和非量测型面阵CCD 数码相机,及地面站、远程无线通信装置、地面数据处理系统等辅助设施[4].（如图1 所示）
2.2 生产技术流程
在带状公路地形测量中,无人机航摄的生产技术流程由接受任务开始,经室内方案设计、航空拍摄、控制点测量、空三加密、内业测图、资料整理六大阶段[5],分为16 个步骤.（如图2 所示）
3 无人机在公路改建测量中的应用
项目作业区域拟改建公路全长28.37km,以1∶5 万线路中线为基础,向两侧各外扩150m.线路属山地地形,一般地形和隐蔽地形都有分布,地物较多,植被有水田、旱地、果园、树林、灌木等.部分地区树林密集,地物杂乱无章,沿线道路交通不便,通视情况较差.
3.1 控制测量
航摄前进行平面及高程控制测量：测区范围共布设GNSS 控制点10 个,控制网概略图如图3 所示.平差后,在CGCS2000 坐标系中,点位三维中误差范围为&plun;2.2 ～ &plun;4.9mm；对10 个GNSS 控制点采用二等几何水准技术标准观测,平差后点位高程中误差范围为&plun;0.1 ～ &plun;1.1mm,满足技术规范要求.
3.2 无人机航空摄影
完成控制测量后,依据测量宽度设计航线,共设计6 个飞行架次.航飞平台主要为CW-30,采用尼康D810 单反相机,焦距为88.59mm.要根据气候条件选择最佳航摄时间.横向覆盖区域加上20% 的宽度,向外延伸两条基线,分辨率为0.12m.制作像片的控制点标识,常采用1.5m 的方形喷绘纸,将其制作成较易辨识的黑白相间的三角形符号.在实际测量中,地形较为复杂的区域,地面可视度较低,对线路中线周围的控制点进行设置时,须使用辨识度较高的布标,以保证测量精度及后续成图处理的准确度.通常选用边长1.5m的正方形喷绘布制作4个黑白相间的三角形布标.
3.3 空三加密
空三加密是无人机影像处理的关键,也是整个处理流程的难点,主要目的是为缺少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制点.无人机影像像幅小、数量多,一个小的区域网就会有上千张影像,且由于无人机飞行受外界条件影响,航向和姿态角的偏差较大,采用传统的加密方法及软件无法满足要求.
实际作业中采用的PixelGrid 系统是专门针对无人机影像特点开发的无人机影像快速处理模块.在相对定向和模型连接完成后,针对因航飞不稳造成模型连接不稳的地方,定义航带初始偏移量时适当增加偏移点个数,提高模型间转点的成功率和精度.对于部分自动连接失败的模型,通过人工干预增强连接强度.
测区自由网解算连接点上下视差保持在1 个像素以内（6.4μm）,模型连接较差达到规范要求.控制点、检查点均在立体观测下准确量测.加密运算结果的平面精度为0.48m,高程精度为0.32m,达到项目要求.
3.4 内业测图
内业矢量测图采用Virtuozo 数字摄影测图系统,进行立体数据采集,立体像对直接导入空三加密成果,局部编辑测图如图4 所示.
内业测图主要采用全野外刺点测图,对不符合现状的地物进行野外补测,用测标在模型上描绘.有植被覆盖时,通过植被高度进行改正.在野外的高程点和立体模型中,树木密集和隐蔽的地方,高程点读两次,读数差为0.4m,中数标记为0.1m.同时对独立地物、架空管线和各级道路进行测绘.房物标明建筑结构和层数,植被区分为经济林和用材林,旱田、水田、蔬菜果园、村镇、河流、大山、铁路和管线等要清晰标注.最终运用CASS 软件将矢量的地形图转换为传统的DLG地形图.局部成果图如图5 所示.
3.5 外业调绘及精度检查
外业调绘是保证地形图质量的重要环节,一定要走到、看到、问到.将矢量线划图（DLG）套合正射影像（DOM）作为外业检测、补测和调绘的工作底图,严格按《公路勘测规范》（JTG C10—2007）、《公路勘测细则》（JTG/TC10—2007）的相关要求执行,对航摄成图进行实地全野外属性调绘,并修测、补测,最后通过内业编辑数据,以提高成图精度.
（1）DEM 和DOM 精度分析
按照项目要求,成图比例尺为1∶2000,成果精度满足《低空数字航空摄影测量内业规范》（CH/Z3003—2010）要求,测区总体地形为平丘地,空三加密点精度平面中误差为1.75m,高程为1m.经统计,平面检核点85 个,高程检核点97 个,按照1∶2000 比例尺DOM、DEM 标准进行精度检测,结果如表1 所示.经分析,测区DOM 平面检测点点位精度误差最小值为0.157m,最大值为0.589m,平均值为0.346m,检测点平面中误差为0.452m.DEM 高程检测点点位精度误差最小值为0.22m,最大值为0.568m,检测点高程中误差为0.346m.
（2）DLG 精度分析
为检验DLG 成果的可靠性,在测区不同区域采集了128 个明显地物点、276 个地形点进行精度统计,其中地物点点位中误差为0.482m,等高线插值的高程中误差为0.457m,结果完全满足《公路勘测规范》（JTGC10—2007）中1∶2000 地形图测量和公路设计要求.
4 结语
通过实际案例分析可知,无人机航摄技术可满足公路带状1∶2000 地形图测绘的要求,提高了公路测绘的速度和精度,节约了人力、物力等成本,为公路带状测图项目提供了新的解决方案,同时可更好地为大比例尺基础测绘工程提供服务和保障.
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