來源：《礦山測量》2016年4月

作者：孫敬博，王鵬，楊令剛，王冰

摘要：無人機航測在各個領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。在精度方面除了硬件以外，依然有很多外界因素對其有較大影響，文中將針對像控點的布設(shè)、圖像質(zhì)量、重疊率、飛行高度四個方面說明其對精度影響的原因。

關(guān)鍵詞：無人機測繪;精度

1 概述

隨著測繪領(lǐng)域的發(fā)展，新科技正逐漸替代傳統(tǒng)測繪方法。同時也給測繪工作者帶來了巨大的變革。其中，最值得注意的就是近年興起的無人機測繪技術(shù)。無人機測繪具有機動靈活、高效快速、精細準確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點，但是，無人機在測繪過程中，也會有很多外界因素對數(shù)據(jù)的精度有很大影響，所以，在利用新科技的同時，也要避免這些外界因素對成果的影響。

2 影響無人機航測精度的因素

2. 1 像控點的布設(shè)

像控點的布設(shè)的好壞對后期成圖起著相當關(guān)鍵的作用，首先，每個架次的至少需要5 個相控點。若遇到地形起伏變化較大，數(shù)目植被復雜地區(qū)需加密像控點(圖1)，若不加密或者分布不均勻覆蓋飛行區(qū)域時，會導致翹曲(圖2)、導致平差數(shù)據(jù)不能達到精度要求。

圖1 像控點分布正確方式

圖2 像控點分布錯誤情況

2. 2 圖像質(zhì)量

影響圖像質(zhì)量的因素分為天氣因素與相機本身因素;

天氣因素主要是風、霧霾。當風速過大時(一般圖2 像控點分布錯誤情況不超過5 級)，應(yīng)該考慮停止飛行。首先，風大會造成飛機飛行速度和姿態(tài)變化過大，導致從空中所照的照片扭曲程度過大，最終成像模糊。同時會加速飛機動能的消耗，導致縮短飛行時間，最終有可能會在有限的時間內(nèi)未能完成計劃區(qū)域。

相機本身因素主要是對相機的像素和曝光時間的，像素主要相機本身決定，曝光時間的選取和天氣有著密切的關(guān)系，當光線條件不好的時候，應(yīng)該盡量增加曝光時間，同時在選定的兩個曝光時間分別照相，通過相機的ISO 數(shù)值進行比較， ISO 數(shù)值越小則相片質(zhì)量越好，所以選擇ISO 數(shù)值較小照片對應(yīng)的曝光時間(圖3，圖4)。

圖3 ISO 值為100

圖4 ISO 值為1000

2. 3 重疊率

重疊率是提高相片連接點的重要保障，但是有些時候為了節(jié)儉飛行時間或擴大飛行區(qū)域，會調(diào)低重疊率。重疊率若低，每個地物點僅會在少量航片中顯現(xiàn)，在提取連接點的量會很少，相片的連接點少自然會導致飛機的照片連接粗糙，最終導致提取的連接點平差結(jié)構(gòu)弱(見圖5，圖6)。高的重疊率則可避免上述問題。

圖5 低重合率

圖6 高重合率

2. 4 飛行高度

飛行高度主要影響的是飛行航片中的GSD(每個像素的實際大小)，飛行高度的變化必然會影響航片相幅的大小，以天寶UX5 為例，飛行高度與GSD的關(guān)系值(表1、圖7)。通過數(shù)據(jù)可以得出，飛機離地面越近，GSD 數(shù)值越小，則精度越高。從中也發(fā)現(xiàn)，地面起伏變化大的地區(qū)選取合適的飛行高度對提高精度也是相當重要的。

圖7 航高對GSD 的影像

3 結(jié)語

無人機航測帶來了外業(yè)工作種種便利的同時，對外業(yè)測量也是有一定要求的。外業(yè)對航測條件的選取也是影像無人機測繪成果的重要方面，因此，在外業(yè)一定要嚴格注意相控點布設(shè)、天氣原因、飛行高度和重疊率方面對航測的因素，從而得到更高的測繪成果。