DJI精灵 4 RTK 1:500 大比例尺实景三维模型精度评测

旧城改造一端连着发展，一端系着民生。为推进长春市旧城改造，改善当地居民生活环境，DJI 大疆行业应用合作伙伴云信空间科技受托对长春市东朝阳沟进行地理信息数据的采集。项目要求采用倾斜摄影测量技术，并生产出满足 1:500 大比例尺测图标准的实景三维模型。

我们一起去看看精灵 Phantom 4 RTK 是如何完满该项目的！

工程概况

东朝阳沟位于长春市南关区幸福乡红嘴子村，G0102 绕城高速以南，S26 扶长高速以西。测区面积约为 0.4 平方千米，整体地势较平坦，地物较多，具备典型性。航测难点在于，测区内常年有风，施测季节最低气温 -10℃，不利于无人机飞行。

试验区范围

测试目标要求实景三维模型成果要能满足精度较严格的城市测量规范中 1:500 测图标准，即：平面中误差 ±0.25m，高程注记点中误差 ±0.15m，最大允许误差不超过 2 倍中误差。测量基准采用长春市坐标系统、长春市高程系统，投影方法为任意带高斯-克吕格投影。工程中 RTK 数据采集统一使用千寻网络 RTK 系统作为差分源。

作业流程

航飞外业

1. 像控点布设及测量

依据项目基础资料和要求，参照奥维互动地图，并考虑实际布点可行性，预做像控点的布设方案。像控点采用的是打印好的 x 型图案，并在每张控制点上添加编号，方便内业刺点。在测量像控点的同时，进行点之记信息的记录。像控点的测量采用控制点测量的方式进行平滑采集。

像控点设置

像控点设计分布图

2. 航线规划

好的航线设计，是外业飞行数据高质量的关键之一。本次飞行直接在精灵 Phantom 4 RTK 遥控器内置的 GS RTK 中导入KML 文件，以进行飞行航线的规划和飞行参数的设置。项目航线主要设计参数如下：

（1）地面分辨率：2.47cm

（2）航向/旁向重叠度：80% 80%

（3）飞行速度：7m/s

相对航高、航线间隔、拍照间隔等数据，GS RTK 会根据航高（或GSD）和重叠度自动给计算出来。

图 4 航线规划图

3.飞行

采用摄影测量 3D 作业方式飞行。

外业飞行现场

4. 数据的检查与整理

航飞数据使用自定网络，飞行过程全程固定解。对照片进行整理、检查，对控制点进行整理。

数据处理及实景三维模型生产

1.  影像数据空三计算

将照片和 POS 数据导入三维建模软件，提交空三计算。空三计算通过后，加入像控点坐标数据，进行相片刺点，并再次提交空三计算。

像控点三维精度水平计算结果

带像控点的空三成果 3D 视图

2. 三维模型的重建

空三成果合格后，就进入模型重建生产环节。本项目采用 OSGB 格式，其通用性比较好，支持的软件也比较多。

模型成果截图

模型成果局部截图

数字精度检测

按照要求生成线划图，并进行数学精度检测。

1. 检验方法：
（1）平面精度检测

利用长春市 CORS 系统，采用 GNSS 接收机 RTK 模式直接布设图根控制点，使用全站仪采用极坐标方式测定明显地物点的坐标，通过检测坐标与成果图获取坐标的对比，检测地形图的平面精度。

（2）高程精度检测

利用长春市 CORS 系统，采用 GNSS 接收机 RTK 模式直接采集高程注记点，通过检测高程与成果图注记的高程对比，检测地形图的高程精度。

（3）精度检测计算方法

地物点平面精度及高程精度检测后的数据采用高精度检测公式计算，如下：

   注：在允许中误差2倍以内（含2倍）的误差值均参与数学精度统计，超过允许中误差2倍的误差视为粗差。

2. 检测结果

（1）平面精度统计

试验区共采集平面检测点 87 个，有效检测点 87 个，粗差 1 个；x 方向中误差 Mx=±0.04m；y 方向中误差 My=±0.09m；点位中误差 Ms=±0.10m

x、y 误差离散情况如下：

点位 S 误差离散情况如下：

（2）高程精度统计

试验区共采集高程检测点 28 个，有效检测点 28 个，粗差个数为 0 ；中误差 Mh=±0.06m；

高程 h 误差离散情况如下：

总结

由以上检测统计数据来看，利用大疆精灵 Phantom 4 RTK 在 2.47cm 分辨率下进行摄影测量 3D 作业，满足 1:500 地形图成图精度要求。

此工程项目的外业投入人员踏勘，像控点，外业飞行总计 2 人 1 天，内业处理共计 1 人 1 天。经计算，采用大疆精灵 Phantom 4 RTK 航测解决方案的效率是传统测绘方式的 10 倍甚至更高。在保证精度的前提下，精灵 Phantom 4 RTK 还能极大提高测绘的作业效率，降低外业人员的劳动强度，更好地保障外业人员的人身安全。

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