（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司 内蒙古 呼和浩特 010020）
【摘 要】无人机航空摄影测量技术的特点是：高机动性、高分辨率、高度集等。结合内蒙古某太阳能发电场无人机低空摄影航测技术的应用实例，对航测技术在太阳能发电场设计过程中内部作业和外部作业测量工作作了介绍。
【关键词】无人机；低空摄影；太阳能发电场
Application of Low Altitude Photogrammetry Technology in UAV Solar Power
Liu Rui-min
【Abstract】UAV aerial photogrammetry is characterized by high maneuverability, high resolution, high degree of set and so on. The application of aerial surveying technology of aerial photogrammetry in a solar power plant in Inner Mongolia is introduced.
【Keywords】Unmanned aerial vehicle (UAV); Low-altitude photography; Solar power plant
【中图分类号】TM614；P23 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2016）24-0191-02
1.无人机低空摄影技术的特点
无人机低空遥感摄影技术与以往航空摄影测量技术相比较，特点如下：
1.1 可在云下低空飞行，机动灵便、空域摄影便捷
这就决定了成本较低、对天气条件要求不高，平台构建以及维护方便。
1.2 遥感摄影的全景图像可拼接?
无人机机体多为小型机，在摄影作业过程中会因风力影响出现抖动倾斜等不稳定现象，再加上摄影相机镜头本身的几何畸变，所以，要对摄取的图像进行几何校正处理，即对成像过程中出现的各种畸变进行校正处理，使投影或图形表达满足应用需求标准。其中图像预处理，即将变形的图像作校正处理并统一到建立的坐标系中，以方便测量地物的坐标信息。
1.3 发电场景三维重建平台
无人机获取具有重叠覆盖区域的序列图像。无人机序列图像三维重建在技术实现上分为图像分析处理和三维解算两个方面。图像分析处理的目的是取得不同图像上的同名目标点的对应，包括关键帧图像选择、图像增强、特征点提取与匹配。三维解算以序列图像同名点匹配结果作为输入，解算场景的三维结构，包括图像间相对运动解算、平差优化等内容。
2.无人机低空摄影测量技术在太阳能发电场的应用
无人机低空摄影测量技术应用于地形图测量中时，可进行六步操作：获取影像；像控与调绘；空三加密；内业测图；外业检查；数据处理与图幅整饰。?
2.1 影像获取
即使地形图测量效果达到高质量航摄影像条件，这是测量技术的基本前提。
2.1.1 航带设计
本文以内蒙古某太阳能发电场1：2000地形测量为例，摄影测量涉及面积大约为70平方千米，采用轻型无人机航摄技术。
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（1）本次航摄计划布设了四个架次，预估飞行航片大约3450张。设计航摄最低点高程为1875米，最高点高程为2610米，平均距离地面高度为2340米，飞行高度大约3050米，其中相对航高在440～1175米之间。控制影像地面分辨率（GSD）在0.08米～0.21米间。
（2）航摄四个架次的航向间距设计约为100米，设计的旁向间距大约为80米。其中一架次设计14条航带，每条航带大约48条～80条基线范围之间；二架次设计共11条航带，每条行带大约在95条基线左右；三架次设计共14条航带，每条航带大约67条～80条基线范围内；四架次设计共6条航带，每条航带大约在70条基线左右。?
（3）影像质量标准：所有航片旋偏角必须小于7°， 其中倾斜角要求小于4°，而航线弯曲度范围在3%以下，同条航线高差要求不高于30米，其中实际航向与设计航向标准之间的差异范围要小于30米。摄影像片的位移误差控制在30米以下。要求摄影影像清晰度高，层次分明、丰富，反差要适中，色调相对柔和，无大面积反光，影像像片足够建立清晰的模型。?
2.1.2 像控点布设?
在像控点布设操作中要求航向方向设计为10～15条基线范围内，而旁向方向设计为2～4条基线。像控布点能够很好的控制成像成图的范围，并且使测段接头位置没有漏洞。选刺摄影测量的外业作业规范要求设计标准为像片的航向及旁向重叠6片或5片，并且要求相邻各片之间都很清晰。航测像控执行GPS控制网测量规范；像控点测量适用RTK控制测量，高程测量运用GPS拟合调和，其中摄像像片的点位布设控制测量：最大点位允许误差为0.008m；最大高程点位允许误差为0.008m。本次航测摄影面积大约70平方千米，共布设像控点111个。?
2.1.3 空三加密?
在进行外控点测量时，需要先测量量测区四周的像控点，选取6个像控点作为平差；其余的像控点通过相应的预测功能来推测到大概的方位，从而实现迅捷量测的要求。量测区的基本平面以及高程航测布控点同样参与计算，从而进一步提升空三加密的综合性测量精度。?
本次航测任务的量测项目设置为三个空三加密区域：飞行一架次为加密一区、飞行二架次为加密二区、飞行三、四架次为加密三区。其中最终的空三加密点对周边野外布控点精度标准要求为：Mxy，0.179米；Mz，0.739米。?
2.2 内业成图?
空三加密布设完成后再地形图测绘工作，按照1：2000比例尺进行量取。?
2.3 精度检查?
为更准确检验无人机低空航测在高原山区的测量效果，需要对该太阳能发电场1：2000航测地形图进行外业检查作业。本次精度检查运用RTK实测地形点1843个和地物点267个的平面和高程，其中平面最大误差为0.34米，高程最大误差为1.73米；平面最小较差0.007米，高程最小较差0.022米；地物点平面中误差为±0.40米，等高线高程中误差为±0.61米，满足于高山地区地形图测量精度要求。?
3.结语?
随着高科技技术的飞速发展，无人机低空航测系统功能需要进一步集成化、外观更趋轻便、小型化，测量效果需要再提高。?无人机低空航测在太阳能风电场中的实际应用，说明利用无人机低空航测系统作为航测平台，测量效果更优，经济成本更低；在此基础上进一步对固定翼无人机机载GPS加以分析研究，对于提高无人机低空航空摄影高程精度有着重要的意义。?
参考文献?
[1]高福山,胡吉伦,王黎.无人机低空摄影测量在电力工程中的应用[J].电力勘测设计,2010,(2).
论文作者:刘瑞敏
论文发表刊物:《建筑知识》2016年24期
论文发表时间:2017/6/13
标签：无人机论文; 测量论文; 低空论文; 高程论文; 图像论文; 基线论文; 误差论文; 《建筑知识》2016年24期论文;