地籍测量|云南地矿测绘院1:500地形免像控案例

发布时间:2021-06-09   相关标签:
无人机航测系统的出现,将测绘项目时间由“年”缩短到“月”,但布设相控仍然是一个麻烦而辛苦的工作。尤其是在野外人力难以到达的地方,相控布设更是占据项目时间的绝大部分,野外复杂多变的环境也给作业人员带来很多危险。
所以,如何在保证精度的前提下,实现作业免相控一直是行业关注的话题。本次,云南省地矿测绘院联合成都睿铂,以固定翼无人机为载机平台,DG4Pros为载荷,对测区进行1:500地形免相控的测试。

 
一、概述 
 
为了进一步提高外业效率,我单位联合成都睿铂科技有限责任公司,于2019年9月2日,在云南省曲靖市麒麟区展开项目验证。
 
目的是测试以固定翼无人机为载机时,使用睿铂DG4Pros采集素材生产的模型,在不添加相控点的条件下,模型精度能否满足国家1:500地形测量的精度要求。以下是我们本次项目验证的具体情况。
 
二、测区选定
本次测试区域为云南省曲靖市麒麟区,飞行面积为4.57平方公里,地势比较平坦,地形高差在10米以内。


三、飞行计划 
 
3.1检查点设置
飞行前,使用RTK设备测量测区内地面特征点(如斑马线、标记线、L性标靶等显著特征点)的精确坐标作为检查点,用于后期检查模型精度。检查点采用CS2000坐标系,高程使用拟合参数高。下面是我们测量特征点的情况,因为篇幅有限,仅选取其中几个进行展示。
 

3.2航线规划
航线规划按照航向80%,旁向70%的重叠率飞行,采集3cm分辨率的影像数据。下面是我们本次项目设置的航线信息。

 
3.3设备选择
 
在本次项目中,飞行载机选取垂直起降固定翼无人机,相机则用睿铂DG4pros。因为固定翼飞行速度快,对载荷相机的曝光速度要求较高,而DG4Pros曝光速度能达到0.6s,是市面上拍照间隔最短的全画幅倾斜相机,可以很好地解决这个问题。

 
目前ppk技术已经广泛应用于无人机正射摄影测量,能够显著减少地面控制点数量,甚至免相控,但是对于倾斜摄影测量由于五个镜头曝光同步问题,PPK无法精确标定五个镜头空间准确位置,导致定位有较大的误差,这也是为什么PPK对低精度倾斜摄影测量帮助较大,但是对于高精度倾斜摄影测量帮助却有限。
 
DG4Pros具有睿铂独有的同步性反馈控制技术,能够实现五个镜头高同步性曝,准确记录每个镜头空间位置,具体技术,可以参见睿铂相机同步性控制技术解析。
 
四、数据处理  
 
4.1数据预处理
 
无人机采集的数据通过skyscanner预处理软件进行处理,导出的数据可以直接放到建模软件进行空三平差,出模。并且sky Filter组件还能剔除很多无效航片,减少了参与空三解算的总航片数量,加快了空三速度。

 
4.2剔除无效航片
 
原始飞行数据总共有9475张影像,使用sky Filter组件剔除航片后,共7189张,剔除无效航片2286张,剔除率24%!如果是狭长目标区域,那么剔除率会更高,在节省时间的同时,还能降低空三分层、空三报错的概率。
 
未剔除航片的9475张影像使用5台引擎进行空三解算的结果:
 
剔除航片后7189张影像使用5台引擎进行空三计算的结果:
 
节省时间:1小时零31分钟!
 
4.3模型效果展示

 
可以看到,使用固定翼无人机,按照3cm分辨率采集航片后,建出的模型大体上没有问题。但是在某些细节上,还是不如旋翼机采集素材建立的模型精细。考虑到到载机为固定翼无人机而不是旋翼类,本模型还是值得肯定的。
 
五、精度检查 
 
5.1空三结果
 
在空三软件解算过程中引入PPK数据,在不添加任何像控点的情况下空三解算后直接出模。并在模型上直接采点与RTK现场采集的坐标数据进行对比。本次项目中,重投影误差(RMS)值已经被控制到0.51pixels!
空三报告截图

空三解算结果
 
5.2模型精度报告
 
在模型上采点与实际现场特征点的实测数据进行比较。
 
在模型上对检查点进行测量
 
以下是实测数据与模型测量对比数据表:
 
六、结论 
 
通过测试结果可以看出,在地势平坦的区域,采用固定翼无人机搭载DG4Pros相机时,按3CM分辨率采集影像数据。在使用PPK,不添加任何相控的情况下,模型精度满足国家1:500地形测量测图的精度要求。
 
 尾声 
 
本次项目试验证明DG4Pros能够挂载于固定翼无人机上,挑战平坦地区免相控项目。DG4Pros仅0.6s的超短拍照间隔、全画幅cmos、单镜头像素4200W等出色的性能,低畸变光学镜头,是本次项目验证成功的保障。
 
但本次项目仍有其局限性,对于落差更大、精度要求更高的场景,还需要进一步验证。以后,睿铂也将携手更多合作伙伴,一起探究更多倾斜摄影技术的应用领域。
 
作为倾斜摄影技术应用的开拓者,睿铂在不断探索倾斜摄影技术更广阔的发展空间。在不断前行的路上,我们致力于更好地服务于客户,持续为客户创造价值。希望睿铂所有产品能成为测绘人手中的利器,帮助他们解决在生产生活中遇到的问题
 
关于DG4Pros
 
DG4Pros是目前市面上性能最先进的倾斜摄影相机,往期的文章中有关于它的技术介绍,在这里为大家做个汇总,感兴趣的客户可以去看看。
1.复消色差技术对倾斜摄影的影响
2.畸变校正对倾斜摄影的影响
3.同步性反馈技术
4.百米高楼地籍精度验证报告
 
云南省地矿测绘院
云南省地矿测绘院成立于1958年7月1日,隶属于云南省地矿局。是云南省最早获得甲级测绘资质的单位之一。建院近60年来承担了大量基础测绘、城市规划测量、工程测量、矿山地质测绘、国土资源调查、国土资源规划、国情调查等任务,为云南经济社会发展作出了重大贡献。
其测绘成果多次获得省、部级的嘉奖,多次被有关部门评为“重合同守信用”单位、“全国测绘质量表彰单位”、“全国矿业权实地核查工作先进集体”、云南省“工人先锋号”等。