关于EBEERTK无人机在大比例尺地形图测绘中的研究与应用.docx

关于EBEERTK无人机在大比例尺地形图测绘中的研究与应用 陈立春摘要：本文通过使用最新发布的EBEE RTK无人机航飞摄影，使用随机配套软件Postflight Terra 3D进行空三解算，然后用使航天远景公司生产的MapMatrix专业航测采集软件对其空三加密成果恢复立体模型进行DLG采集，再与实地采集的野外特征点进行精度比对，从而论证用此无人机可以满足1：500航测成图精度要求。关键词：EBEE RTK无人机；航测；Postflight Terra 3D；空三；MapMatrix1.引言无人机是用于地形测绘的新兴技术，相较于传统的有人机搭载航摄仪航拍作业的航摄方式，无人机飞行测绘具有成本低、反应迅速、适应不同测区能力强等优势，是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充，在国外已得到广泛应用。但是由于目前市面上大多数无人机存在飞行姿态不稳定，旋偏角过大、排列不整齐、需要大量野外像片控制点，还有就是存在后处理软件不够成熟，导致在高精度要求的大比例航测成图项目中较少实际应用，另外其需要较为专业的操控手及机修维护团队也在一定程度上限制了无人机的实际应用和发展。瑞士SenseFly公司出品的EBEE RTK為全自动的测量级测绘无人机。其含有内置的GNSS接收器，可以通过eMotion 2飞行控制软件从大多数主流的基站接受指令，在不需要地面控制点的情况下保证图像的高位置精度，使用配套软件Postflight Terra 3D进行空三加密后导入MapMatrix，进行航测内业DLG采集，用此DLG与实地采集的野外特征点进行精度对比统计，与现行航测规范比对，从而完成EBEE RTK是否可应用于大比例尺航测成图的论证。2.无人机低空航空摄影eMotion 2为EBEE RTK随机的飞行控制软件，通过简单的拖放操作，可指定所要飞行的区域，并规划飞行路线，并可以非常方便的设定航线及旁向重叠度、大地分解度、飞行范围及起飞点、盘旋点等参数，由于EBEE RTK集成度较高，其焦距已被eMotion 2软件识别，使用中只需要输入想要获取的大地分解度就可以自动计算出航飞高度，例如本次输入所需的大地分解度为5cm，软件自动计算出航飞高度为WGS-84下的大地高143m。EBEE RTK提供实时动态、虚拟参考站、后期处理这三种工作方式，本次我们采用虚拟参考站的方法，配置无人机的eMotion软件输下福建省CORS中心提供的网络帐号与密码以接收VRS/Ntrip指令数据，创造一个虚拟的基站位置，然后通过eMotion软件与地面调制解调器发送指令数据至无人机。在做好各种配置及飞行检查后，把EBEE RTK 前后摇晃3 下以上，启动发动机，等待指示灯绿色闪烁时，向前一步，轻推eBee，即可起飞航拍，在航拍过程中为全程自动化，正常情况不需要人工干预，预设的航拍任务结束后飞机自动飞回原先的起飞点。我们只需要做到复制好飞机姿态数据与航片即可。3.空三加密postflight Treea 3D是一款专业的摄影测量软件，可以在台式电脑或手提电脑上运行，在读取EBEE RTK的飞机姿态数据与航片后，在输出坐标系中输入已知的WGS-84坐标系与目标平面直角坐标系转换参数，本地处理中勾选初步处理中的高精度处理、空三加密，在选项中勾选处理未畸变影像选项，点击开始就进入全自动运行模式。自动运行完成后软件弹出质量报告。质量报告主要检查区域网空三误差与相机自检校误差。区域网空三误差如下图，Mean reprojection error就是空三中误差，以像素为单位。相机传感器上的像素大小通常为6微米（m），不同相机可能不一样。换算成物理长度单位就是0.166577*6m。相机自检校误差的上下两个参数不能相差太大，R1、R2、R3三个参数不能大于1，否则可能出现严重扭曲现象。4.立体采集在MapMatrix中添加处理畸变后影像后，根据calibrated internal camera parameters.cam文件新建相机文件，打开引入外方位元素窗口，引入alibrated external_cam era_parameters.txt中的影像外方位元素。采用实时核线的方式进行构建立体模型并在此基础上进行常规立体测图采集。5.精度比对统计由于本次项目为测试EBEE RTK无人机的采集及空三加密精度，所以未进行外业调绘修正及内业编辑。野外检查点选择点位清晰不易混淆的位置，如测房屋则选择房檐的最处沿。所有检测点均同时兼顾平面与高程的检测。全测区共0.34平方公里，共均匀检测130个野外控制检查点，将其与采集的DLG线划图比对。平差中误差为0.045m，高程中误差为0.11m，参考GGB-T 18315-2001数字地形图系列和基本要求中的1：5001：2000地形图平面精度中误差在平地、丘陵地不大于图上0.6mm，山地、高山地不太平图上0.8mm。高程注记点中误差在平地丘陵地不大于0.4m的要求，本次使用EBEE RTK小飞机航测成图项目完全符合1：500地形图精度要求。考虑本次项目未进行房檐改正，如假设房檐改正的误差统一为0.1m，同样也完全满足1：500地形图精度要求。6.总结EBEE RTK利用其可实时定位的功能及其专业的定制配套软件进行大比例尺地形图测量时具有反应速度快、易于移动转场、大量减少野外像片控制点的布设测量的工作量，操作简单便利、精度完全满足1：500地形图要求。适用于小面积测区的快速成图，可作为卫星遥感、有人机入空摄影等地理空间信息获取技术的有效补充。 -全文完-