云南省地矿测绘院1：500地形免像控项目分享

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。

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。

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