1．广东天信电力工程检测有限公司广州510600；2．中水东北勘测设计研究有限责任公司长春130021
摘要：无人机航测系统目前已经从研究阶段扩展到了实际生产活动之中，广泛应用与测绘制图等工作中。本文研究利用天狼星无人机摄影测量系统，通过采用GNSS实时动态差分、高精度测时与数据处理技术，在避免布设相控点的同时完成了测区内1：2000比例尺DLG数据的生产，产品精度符合测绘成图规范要求。结果表明天狼星无人机测量系统适合大比例尺测绘成图工作，提高测量工作效率的同时节约了大量成本。
关键词：天狼星无人机；航空摄影测量；DLG
ApplicationofSiriusUAVPhotogrammetrySysteminLargeScaleMapping
LUYou1andLIXinlong2
1．GuangDongTianXinElectricPowerEngineeringTestingCo.，Ltd，Guangzhou510600
2．ChinaWaterNortheasternlnvestigation，Design&ResearchCo.，Ltd，Changchun130021
Abstract：TheUAVaerialsurveysystemhasbeenextendedfromtheresearchstagetotheactualproductionactivitiesandwidelyusedintheworkofsurveyingandmapping.Inthispaper，theproductionofDLGdatawithascaleof1：2000inthesurveyareawascompletedwithoutthedeploymentofphasecontrolpointsbyusingtheSiriusUAVphotogrammetrysystem，GNSSreal-timedynamicdifferential，high-precisiontiminganddataprocessingtechnology.Accuracyofproductsisinlinewiththerequirementsofmappingspecifications.TheresultsshowthattheSiriusUAVmeasurementsystemissuitableforlarge-scalemappingwork，improvingmeasurementefficiencyandsavingalotofcosts.
Keywords：SiriusdroneAerialphotogrammetryDLG
1引言
无人机摄影测量是近年来迅猛发展的高新产业之一。无人机航测技术的低成本、高效率和高分辨率等特点，在农林作业、工业测量、土地资源调查、智慧城市、三维实景、城市规划与农村坚持等方面得到了广泛的应用。特别在地形复杂、人员难以进驻地区的地理信息数据获取方面，拥有独特优势。
无人机航测技术的高时效与高分辨率等性能，是传统遥感测量方法无法比拟的。近年来，国内外研究学者在无人机航测领域取得了丰硕的成果。薛永安，王晓丽等人利用无人机系统快速测绘了矿区内的大比例尺地形图，严慧敏，王飞等人与描述了无人机航测系统在水利工程中的应用，ACWatts，JHPerry，SESmith，MABurgess，BEWilkinson等人将低空无人机航测系统应用在了生态系统检测中。
目前航测的方法大部分需要大量的相控点来保证生成数据的精度，生成的数据大多传统的二维数据产品，耗费人力物力的同时也将成果应用局限在测绘专业人员范围内。本研究采用天狼星无人机摄影测量系统，进行测区内1：2000比例尺DLG数据的制作。经过精度验证，生产的数据符合测绘成图要求，为设计单位提供了基础数据，为项目可研阶段提供了方便。
2测区概况
测区位于吉林省西北部，面积约6.5平方公里。低山丘陵地貌，植被茂盛，森林资源丰富，覆盖率约为75%，，主要树种有：柞树、桦树、水曲柳、楸树、杨树、榆树等乔木，针叶林主要是落叶松、红松、白松等。气候为北温带大陆性季风气候，年温差较大，四季分明。
3天狼星无人机航测成图技术流程
"天狼星SIRIUSPRO"无人机航测系统，主要由硬件设备、影像处理系统、信息分析系统与数据处理系统等部分组成。飞机材质为工业级超轻泡沫，搭载Sony-RX1R2型号数码相机。采用手抛式起飞，地面分辨率为1.5cm-20cm。最大巡航时间60min，平均时速约为50km/h。
项目地形图测量比例尺为1：2000，平面系统1980西安坐标系，高斯投影，3°分带，中央子午线为126°，高程系统为1985国家高程基准，等高距2m。
表1飞行参数
地面飞行计划利用飞控软件MAVinciDesktop完成，该软件不仅可以制定无人机飞行计划，为多种后处理软件方案提供接口界面，而且可以在飞行途中计划并修改飞行轨迹。飞行计划参数主要如表1所示。
4飞行作业过程
4.1安全检查
正式起飞前需对无人机进行安全检查，主要包括安全螺丝的固定检查、电池电量检查、GPS工作检查、相机参数确认等项目。
4.2地面站连接
无人机测控与信息传输系统由数据链和地面控制站组成，其性能和规模在很大程度上决定了整个无人机系统的性能和规模。天狼星无人机航测系统利用MAVinciDesktop飞控连接无人机、内置基准站、内置电台。设置启动程序高度、着落点模式中空中高度、事件触发动作安全高度。设置结束后将飞行计划发送至无人机，监察无人机是否工作正常，同时应用RTK进行基准站坐标信息采集，标高量测。
4.3自动驾驶模式下自动完成航测
手抛起飞无人机，起飞后在起飞位置盘旋进行自检，自检完成后自动飞往目标区域，飞机在航拍过程中利用飞控软件对飞机进行实时监控，响应半径3㎞。飞行过程中如遇到突发状况，可以随时人工接管飞机。
飞机任务完成后，着陆后首先自动下载Pos数据，根据Pos数据自动匹配照片，生成预览，完成快速检查，根据检查结果可以确定相片是否满足精度要求、测区是否有漏飞区域。匹配结束后，选择合适的坐标系，输入基准站坐标。
图1测区影像处理-DEM图2测区影像成果（DSM）图3测区影像成果（DLG）
导出工程文件利用PhotoScan软件生产测区的DOM与DEM数据，PhotoScan软件无需设置初始值和相机校验，根据最新的多视图三维重建技术，对相片进行处理，生成高质量的DEM与DOM数据，且全程自动化。结果如图1所示。
为获取测区内的DLG数据，新建地形模型。选择适合的DEM与DOM数据，利用EPS软件生成数字地表模型DSM。利用EPS三维测区模块进行DLG数据的生产，如图2所示。测图系统采用二三维联合互动方式生产加工数据，模拟实景测量，打破传统成图方式的同时降低了测图人员的技术性要求。按照测绘测图规范进行DLG数据生产加工，如图3所示。绘制地形图严格执行《国家基本比例尺地图图示第一部分：1：5001：10001：2000地形图图示》标准，生产的地形图数据描绘出了测区内的道路、水系、居民地、地貌、植被等地类信息。
5精度分析与效率对比
为了验证数据精度，利用生成数据与实测数据进行对比分析。实测点在GPS信号正常固定解的状态下，通过现场RTK实测获得。经验点分别选取房屋边角、道路、水稻田等不同地方选取测量。分析结果如表2所示。
表2成果比对分析
经过计算分析可知，平面中误差为0.253m，高程中误差为0.198m。高程中误差控制在基本等高距的1/3范围内，平面中误差满足测绘成图精度要求。
本次研究项目为了检验航测方法效率，采用航测与传统RTK测图同步进行的方法进行作业。航测方法用时8天，包括外业航测时间为1天，内业数据处理完成时间为7天。传统RTK测图方法同步进行，8天内测图面积为1.5km2。对比分析可知，无人机航测方法作业率提升率约为74.2%。因此可以了解利用天狼星无人机航测系统进行航测，不仅提高了工作效率，而且减少了外业工作量。
6结论
天狼星无人机测量系统适用于一般工程项目的地形图测量工作。该系统技术突破了传统的航空摄影测量模式，具有起降灵活、操作简单、安全可靠等特点。更重要是可以在不布设地面控制点的情况下，满足测量规范的精度要求。在今后数字城市的建设、应急救灾、环境监测、土地利用等方面将有更广阔的前景。
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