科普 | 初识航测之『成图精度控制』
航测成图处理步骤【回顾】
（1）流程图
(2)外业流程
1、 测量场地确定
①作业区域卫星图分析；
②准确抵达现场，识别作业区域范围；
2、 判断天气条件
天气的好坏直接影响到航拍测量的效果，所以我们在出发航拍之前一定要掌握当日天气状况，并并观察以下几点：
① 云层厚度，多云天气或者高亮度的阴天最好；
② 光照，光照不好应增加曝光时间，iso数值低代表成像质量好；
③ 测定现场风速，地面四级风（6m/s）及以下适宜，逆风出，顺风回；
④ 温度0℃~40℃，温度过高或过低影响电池稳定性及相机精度；
3、 记录当天作业日志
记录当天风速、天气、起降坐标等信息，留备日后数据参考和分析总结。
4、 地面像控点布设与数据采集
① 像控点必须在测区范围内合理分布，通常在测区四周以及中间都要有控制点。要完成模型的重建至少要有3个控制点。0.3平方公里需要最少5个像控点，均匀分布。控制点不要做在太靠近测区边缘的位置。
② 地面像控点数据采集应与无人机用同一cors端口；
5、 起飞前准备，设备检查
① 遥控器插入4G网卡；
② SIM卡安装检查，cors连接信号检查；
网络诊断：左上角（三）符号→设置→网络诊断→正确连接
RTK连接：点击左下角飞行→右上角…符号→打开RTK模块→选择RTK服务类型（网络RTK）→回到执行页面右上角 图标变为白色为连接成功，红色不成功
③ 检查飞机及遥控器电池电量；
6、 无人机起飞
点击规划→点击摄影测量→点击地图建立第一个航点（双击删除）→航点设置→选定区域→设置飞行高度→调整航线重复率→调整边距
相机设置→照片比例→白平衡→设置云台角度→为提高精度建议关闭畸变修整
返回主界面→点击保存→输入任务名称→确定→切换至相机→调整相机参数→点击执行→阅读注意事项点击确定→右滑开始执行飞行作业
7、 飞机工作状态监测，
将遥控器天线切面面向飞行器，以获得最佳信号。电池电量不足可以手动结束任务，（APP将记录断点）更换电池后可继续执行。随时准备处理应急状况；
8、 无人机降落
无人机按设定路线飞行航拍完毕后，根据规划设置，默认自动返航。遥控操作手到指定地点待命。
9、 数据导出检查
降落后，将SD卡中的图片导入电脑进行建图。
10、 设备整理
① 检查飞机及遥控器剩余电量，更换收纳电池；
将飞机与遥控器收纳整理装入箱内指定位置；
（3）内业流程
1、空中三角测量
空三加密所用软件为HAT采集像点坐标数据，且用PAT-B光束法平差程序解算坐标及高程。
2、航测立体采集
航测数字立体测图利用全数字摄影测量工作站建立立体模型，定向建模主要是利用空三加密的结果，采用全自动空三数据导入方式，在全数字摄影测量工作站上采用批处理的方法完成各个立体模型的建立。
3、地形图的制作
建立满足精度要求的立体模型以后，在全数字摄影测量工作站上主要通过跟踪矢量化立体模型的方式生成数字线划图，图层的分类和编码严格按照国标进行分类和编码。
1）成图方法：严格执行两个像对一幅图测制，并不超过图幅边界测图，每幅图都使用通过本图幅中心线的像对进行测制。采用内部格式室内判读测图，再用CASS软件编辑、注记和整饰成图。
2）地形图要素分类和图式：地形图要素分类与代码依据《1：500、1：1000、1：2000地形图要素分类与代码》（GB/T1804—93）的要求分层绘制。图式采用《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》（GB/T7929-1995）
3）基本比例尺1：2000。
4）成图软件：南方CASS9.1成图软件。
4、DEM/DOM制作
5、三维模型制作
6、质量控制与保障
为保证数字化地形测量成果质量，每个环节都要实行严格的检查，作业组对所完成的测量成果进行认真的自查自检。检查员对作业组自检修改后的成果进行全面的检查。然后由公司质检部对检查员上交的成果资料进行最终检查，最后由土地规划设计有限公司组织进行验收。
各级检查员的检查工作必须踏踏实实的进行，保证所提交的数据文件和图形文件满足甲方要求。
7、上交的成果资料
按合同约定提交成果
序 号 | 成 果 名 称 | 数 量 | 备 注 |
1 | 技术设计书 | 1套 | |
2 | 技术总结 | 1套 | |
3 | 控制点展点图、控制点成果表 | 1套 | |
4 | 1:？地形图 | 1套 | |
| 5 | DEM/DOM制作 | 1套 | |
| 6 | 三维模型制作 | 1套 |
成图精度分析
在无人机航测中，我们常说的成图精度都是需要跟成图比例尺对应的。如何保证成图精度，又有哪些技术能够减少和保证我们的成图精度呢？实际上，是由多方面条件决定的。
原始数据采集阶段（优化精度）
（1）无人机飞行高度
（采用仿地飞行或飞到较低）
无人机航测高度存在的差异会对成图精确度产生较为直接的影响，-般来说，航测高度存在的差异会影响像素，若高度处于变化状态，还会使像片相幅受到影响。通常来说，无人机:飞行的高度处于不断升高的状态时，图像中像素的真实数值会呈现出变小的趋势，因此，图像精确度也会降低。为此，无人机航测过程中，应依照地形的具体变化选择相对适宜的航测高度，从而提升无人机的航测精度。
无人机能够飞得比较低。一般而言，相同的相机与飞行条件，飞行高度较低，拍得的照片也就越清晰。在此之前，航测时所采用的飞机多为有人机，这也就使得无人机在飞行中不太能处于较低的位置。而现在用于航测的无人机，飞行高度可以控制在150m左右。
（2）飞行速度较慢
旋翼机也可以飞得较慢，可以根据航拍需要来控制飞行速度。
（3）像控点的设置
在无人机航测过程中，像控点的设置会使航测成图质受到影响，选择相对适宜的控点，可以稳步提升航测成图精度,否则成图质重会降低。进行无人机航测准备工作时，应合理设置像控点，并且像控点的数重应至少为5个。由于地形变化较大或植被覆盖率较高时，像控点极易被賈盖，进而使无人机航测工作难以
进行，导致翘曲问题的出现，并且获取的航测数据精度较低，影响航则的基本质重。因此，若遇到地形相对复杂的航测任务，需要全面分析待测区域地形的实际情兄。
(4)航测图像的质量
在无人机的航测过程中，需要考虑天气状况和无人机的实际情况，这是影响成图质重的重更因素。天气状况不佳时，如出现风雪、大风和大雾等天气，会导致无人机无法顺利飞行，在大风的影响下，无人机难以保持平稳的飞行状态，由此导致航测图像产生大幅度扭曲的情况，从而极大地降低图像精确度，甚至会阻碍航测任务的开展。无人机本身的影响航测结果精度的因素包括相机像素和曝光时间设置。若像素对刻重结果产生了影响，人为操作难以控制;喝光条件会受到航拍时光照条件的影响，若光线条件优良，应及时适当缩减曝光时间。
(5)重叠率的影响
在具体的航拍过程中，为了适当减少飞行时间，合理扩大航拍范围，工作人员会对航测重叠率进行合理的调整。重叠率逐步帮助，使检测工作落买更加到位，及时发现违法占地情况，并采取有效措施加以查处。借助无人机航测技术，可以对农村土地资源进行全天候监测，及时制止违法行为。无人机接受指令后，可以通过公众服务平台完成基本航测规划工作，并结合航线的精细化设计选择最优方案完成航测任务，获取相应图像数据资料。运用电子版图像数据，可以落实农村土地全面检查工作，通过获职航测图像，可以明确现场情况。
(6)增加构架航线
构架航线与正常航线垂直布设，起高程控制点作用，有利于减少像片控制点量测数量，增强区域网模型之间连续性，提高空中三角测量平差精度。构架航线结合事后差分解算提供的像片高精度POS数据，能够实现稀少像片控制点甚至无像片控制点完成空中三角测量。
内业处理阶段（问题排查）
（1）采用专业的内业处理软件
（2）懂得查看精度报告
（3）控制点精度如何 ？
判断标准：空三精度以检查点为主。
（4）相机参数计算是否有问题：
①判断标准：查看了空三相机参数标定值，焦距和畸变参数正常，无特别明显的错误。
②判断标准：查看整体匹配连接点点云分布，判断标准：点云EO平直、抓点点位准确。
（5）连接点分布是否存在问题
①选取区域：检查点&控制点精度不好的地方。
判断标准：同一连接点在不同影像上应该是同一地物的同一地方。
②选取区域：检查点&控制点精度不好的地方。
预测判断标准：看预测位置与刺点位置接近程度，越接近说明精度越好。
③选取区域：整个区域。
分布判断标准：连接点分布均匀，航带间点多，航带内的点少。
结合该测区的地形弱纹理区域较多、高差较大（控制点Z轴坐标差异大）的情况，预设下一步需要对连接点分布进行优化，增加连接点度数。
（5）控制点刺点是否不准
（6）立体采集高程是否有问题
（7）重叠度是否合格
在连接点的3步检查中，发现相邻影像的重叠部分很大，遂去拿部分影像去做了飞行质检，结果是高达90%的航向重叠度。
tips：基线太短会影响高程的精度。
放两张相邻的像片感受一下90%重叠度。
为了降低重叠度，使用软件进行智能抽片或人工抽片，重叠度过大区域的部分影像将被抽掉。
抽片前的航带图
抽片后的航带图
提高精度的外部手段
（1）搭载相机像素提高
与无人机搭载相机像素有关。航测中，根据需求，无人机可以搭载不同形式的相机，而现在数码相机的像素的提高，也可以提供质量更好的影像。
（2）RTK的配合
RTK的配合。在无人机航测中，我们大多应用RTK进行配合，航测中RTK的应用也保证了同步性，同时对于像控点的选择也十分有利。
（3）POS系统技术提升
此外，有些无人机带有POS定位系统，随着POS定位定姿方面的性能提升，使得无人机空中航拍时的方位元素得以实时记录，而不仅仅依赖地面的像控点了，自然提高了精度。
（4）多镜头的应用
多镜头的应用，解决了原来航测中时间和空间不匹配的问题，能够更容易获得立体像对，这种同步性，大大提高了速度，也提高了精度。
(5)镜头畸变
无人机航摄采用的相机-般为非量测型全画幅相机，镜头畸变大，尤其是边缘部分。尽管可以根据相机畸变参数对像片进行畸变纠正，但纠正过程中会产生纠正误差，且越往边缘，纠正误差越大。所以为了提高精度，应加大像片重叠度，尽可能使用像片中心部分的影像。
(6)事后差分GPS
事后差分GPS系统包括基站GPS、移动站GPS和事后差分解算软件。基站GPS架设在已经测定精确位置的点位.上进行长时间连续观测。移动站GPS搭载在无人机上，天线中心位置与相机中心位置经过量测标定。移动站在飞行过程中连续观测，并完整记录相机曝光瞬间给出的曝光时间戳信号。航摄完成后，事后差分解算软件根据基站精确位置数据、基站连续观测数据、移动站连续观测及曝光时间戳数据进行事后差分解算,获得每张像片的高精度位置坐标数据。
(7)相机曝光与移动站GPS
记录时间戳高度同步相机曝光的真实时间与移动站GPS记录的时间戳总会有些误差，需要采用一定的技术手段最大限度减小这个差值，尽可能实现相机曝光时间与移动站GPS记录的曝光时间戳同步。
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