主要工作內容

利用無人機數碼航空攝影技術手段完成廈門筼筜湖周邊地區，總面積約1.64平方公里，獲取筼筜湖畔范圍內約1.64平方公里真彩數碼航片，獲取筼筜湖畔范圍內約1.64平方公里1：1000數字線劃圖（DLG），生產數字高程模型（DEM），生成廈門筼筜湖周邊地區數字正射影像圖（DOM），地面分辨率優于0.1m的，成圖比例尺滿足1:1000的大比例尺航空影像工作任務。區域平均海拔高度約為10m，如下圖1所示為測區谷歌影像。

技術方案

（1）航空攝影：本次航攝資料利用大疆無人機搭載高分辨率數碼相機拍攝。按照1:1000比例尺成圖要求及無人機飛行相關要求設計飛行實施。

（2）像片控制測量：利用廈門CORS系統，采用RTK測量或雙頻接收機雙參考站模式按快速靜態方式施測。

采用區域網布點法，按照4-5條基線，逐條航線布設平高像片控制點的原則進行布點。

選刺執行GB/T7931-2008《1:500 1:1000 1:2000航空攝影測量外業規范》； 像控點的測量執行GB/T18314-2009《全球定位系統(GPS)測量規范》和CH/T2009-2010《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》。

（3）高程點測量：按照每幅圖10-15個點全野外進行實測，內業編輯上圖。

（4）調繪參照GB/T7931-2008《1:500 1:1000 1:2000航空攝影測量外業規范》執行。圖式符號執行GB/T 20257.1-2007《1：5001：1000 1：2000地形圖圖式》。

航空攝影技術參數設定

基本參數確定

航線設計需要確定的基本參數有重疊度、航攝比例尺、測區平均基準面、攝影機的焦距、影像的像幅大小。由基本參數計算出航線設計的參數有：在基準面上的飛行高度、航線位置、航向角及航線數、曝光的時間間隔、每條航線的曝光數、總曝光數。

（1）重疊度

重疊度包括航向重疊度和旁向重疊度，航向重疊60%-65%；旁向重疊30%-35%。航線設計是參照平均基準面進行的，地面起伏、影像傾斜角、飛行偏離航線、航高和地速變化等對重疊度均有影響。在航線規劃時，可以預先考慮修正的是由地形起伏引起的變化，地形起伏對重疊度的影響不容忽視。地形起伏的高差對重疊度的影響如下式給出：

Px =P´x +(1- P´x)·?h/H

                                          （5-1）

Py = Py + (1- P´y)·?h/H

Px為考慮地形起伏影響時，航向重疊度實際值；P＇X為航向重疊度理論值；Py為考慮地形起伏影響時，旁向重疊度實際值；P＇y為旁向重疊度理論值；H為飛行的相對高度（相對基準面的高度，選取基準面）；?h為測區地形相對基準面的變化值。

（2）航攝比例尺

航攝像片的比例尺是航空攝影的一個最基本的集合要素，是指像片上的一個單位距離所代表的實際地面距離，表示為：

            m = p/GSD                                （5-2）

m為航攝比例尺；GSD為影像地面分辨率；p為單位像元大小。實際攝影比例尺在像片上處處不相等，一般采用平均比例尺表示：

                m平均= f/H                                 （5-3）

f為攝影機的焦距；H為飛行的相對高度。

（3）測區基準面確定

一般情況下航測作業的基準面并非平均海面，通常需要根據測區地形特點選定的一個平面作為基準面。

                h基 =（h高 + h低）                  （5-4）

h基為平均基準面高度；h高為區域內最高點的平均高程；h低為區域內最低點的平均高程。

航線設計參數

航拍飛行計劃參數設置如圖所示。航攝區域要生成航攝航線，必須進行航拍參數的設置。相機型號選擇Canon_EOS_5D_Mark_Ⅲ，安裝方式選擇橫放，以及任務作業時的成圖比例尺為1:1000，地面站分辨率為0.1米，航向重疊率為65%和旁向重疊率60%。通過上述的參數進行自動計算出拍照間距134.4米、航線間距230.4米和相對航高384米，輸入被拍攝區域地面高度約10米。最后選擇航線飛行進入方向。

建立的航攝飛行計劃中，航拍規劃區域以外的航線延伸點為設置的轉彎引導點，其位置是根據設置的最小轉彎半徑和航線間距生成的，目的是為更平滑的切換工作航線，本次設計最小盤旋半徑為60米。航拍參數設置如圖5-1所示。

飛行計劃參數設置完成后，自動生成針對本區域的航攝飛行計劃，如圖5-2所示。

但起飛點和降落點需要調整。在生成的航攝飛行計劃中，有四個點具有特殊意義，其中0點為設置的應急航路點點，其高度設置為作業航線高度，放置在地面站附近，并設置成無限盤旋屬性；1點為航攝起飛高度修正點，其高度與航攝工作面高度一致，當無人機由垂轉平后，將首先向1點導航，并將在1點進行盤旋爬升，直到高度到達任務航線高度，導向2號航路點；圖中31、32點表示生成的最后兩個航路點，其中31點為返航預回收點，其高度與航攝工作面高度一致，為航攝任務完成后的返航點，而32點為降落前調整點，如圖5-3所示。

航線設計一般應沿東西方向進行。考慮到學院地形的高程變化不大且范圍較小，測區矩形范圍偏東北-西南方位，因此本次航線設計總體以東西方向進行，航線偏向東北-西南，航帶規劃示意圖如下圖5-4。

在飛行計劃規劃過程中，用戶需要對飛行環境進行全方面考慮，其中飛行計劃沿途的地形（高程）對飛行器的安全飛行尤其重要，飛行計劃須避開可能存在的山峰地貌。如圖5-5所示，點擊離線高程預覽后，圖中黃色曲線為飛行計劃各航路點高度曲線，其可與高度曲線相對照。

像控點布設

像控點測量是指根據像片上內業的布點方案，在實地根據影像的灰度和形狀找到并確定像控點的位置，測量并記錄該點平面坐標及其高程。目前像控作業基本采用GPS進行測量，GPS定位技術以其靈活方便、作業周期短、勞動強度低等優點廣泛應用于諸多測繪領域，極大地提高了工作效率。但是像控數據的載體卻仍舊停留于紙質。不少作業單位在外業像控點測量時，仍舊是由作業人員拿著紙質相片到野外根據設計的位置選點、測量, 然后在相片上刺點，并在相片反面繪制點位略圖和點位說明。這樣的工作模式會產生一系列的問題:(1)相片存在著洗印成本，查找和管理均不便。(2)不同的作業小組有可能會用到同一張相片，存在受相片資源限制，影響工作進度。(3)紙質的影像，不可能放得很大，影像細節常常難以辨認，影響刺點精度，甚至導致返工。同時也會帶來內業判讀的不便。(4)作業小組回到室內還需要重辨認、繪制，產生了重復勞動的中間環節, 也增加了成果質量不高的風險。為了解決以上問題，通過實行航測外業作業數字化，以節約成本，簡化作業流程，提高成果精度，真正達到航測內外業一體化的目的。

像控點的點位和目標要求

在內業設計階段，對像控點的位置選取有比較嚴格的要求，要求平面點位選取在影像清晰的明顯地物點、接近正交的線狀地物交點、地物拐角點或固定的點狀地物上，高程點選在局部高程變化小且點位周圍相對平坦的地區，平高控制點則選在同時滿足平面和高程點的要求，像控點在相鄰像片上均清晰可見，并選擇最清晰的一張作主刺片。內業設計人員通過軟件，打開指定的影像以及相鄰像片，進行布點設計，建立點號與相關像片的結合圖表關系；外業工作人員攜帶平板電腦到外業，軟件自動依據點號，打開相關像片，測量完成后，直接在軟件的影像上刺點以及錄入點位詳細信息；最后將保存的像控點數據提交內業，做加密。

像控點的布設利用廈門CORS采用區域網布設，選刺執行CH/Z 3004-2010《低空數字航空攝影測量外業規范》；像控點的測量執行CH/T2009-2010《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》，高程采用GPS擬合高程。

控制點如布在道路上，可用紅漆畫紅十字；如布設在泥地，則需要用膩子粉畫設。所有控制點均采用GPS－RTK方式測量，坐標系統為廈門92坐標系，平面精度和高程精度需滿足制作1∶1000 DOM的要求。

在內業，大致繪制確定像控點布設位置，實際點位需外業布設量測。如圖6-1為在谷歌影像上初步選取的控制點，增刪、最終確定待外業根據實際情況確定。