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摘要:近些年來,無人機作為傳統航空攝影測量的補充手段在各個領域發揮著越來越重要的作用,特別是在小區域影像獲取、困難條件地區的高分辨率數字化成圖等方面成果顯著。越來越廣泛的應用于國家搶險救災、地理國情普查、影視劇拍攝、數字城市建設、城市管理以及測繪測量等領域。而數字正射影像(dom)這種具有豐富紋理信息和幾何屬性的一項重要基礎地理信息產品,其制作技術在最近幾十年取得了長足的發展,本文將進一步對無人機航攝影像dom生產進行研究。
關鍵詞:無人機;dom;航空攝影測量
低空無人機遙感測繪系統的最高分辨率可以達到0.1米,良好的分辨率能夠很好地滿足測繪地理信息的要求。每日單機次攝影覆蓋率可達100多平方米,比傳統測繪技術效率大幅提高,甚至高出傳統測繪技術30倍以上。在處理速度上,比GPS技術和GIS技術擁有明顯優勢,有利于提高生產企業的生產效率。通過對航攝影像進行編輯和加密,得到的圖像更加直觀清晰,且能夠滿足地理信息測繪標準和用戶的實際使用要求。此外,低空無人機遙感測圖技術不需要配備專業的機組人員便可在較短的時間內可以完成外業測繪并且自動處理信息,減少了勞動力資源的投入,有利于測繪成本的節約。本文主要通過大疆精靈4低空無人機配套DGIGO4及Umap飛控軟件快速獲取被攝區域的航攝影像,以DPGrid攝影測量系統作為后處理軟件,制作生成了河南省南陽市鎮平縣某區域1:1000的數字正射影像圖。
1低空無人機影像獲取
完成無人機的安裝以及與DJIgo和Umap巡航飛控軟件的連接。檢查參數指南針、無線信道質量、飛行模式、照片比例以及飛控參數設置是否正確,并設置返航高度為150m,設置最大限高為200m。在飛控軟件界面的Google地圖上打開軟件左下角衛星影像圖并利用定位按鈕對無人機的位置進行定位,設置此次飛行中設置旁向重疊度為60%、航向重疊度70%,并且設置航線航高為150m。在規劃航帶區域通過手動拉框旋轉等方式按鈕選取任務范圍,將規定的范圍全部包含即可。確認無誤后起飛。
2空中三角測量
在進行低空攝影測量影像處理之前,檢查準備外業數據,包括:航空攝影測量影像原始數據、控制點坐標文本及控制點影像數據及大樣圖。導入影像并刪除掉多余掉頭處影像,定向生產→空中三角測量→匹配連接點,進入到匹配連接點界面精細匹配。匹配完成后,此時測區建立完畢。導入地面控制點,并進行刺點。對于數碼影像,可運用匹配加連接點的方式進入平差編輯界面,軟件會將影像疊拼圖與控制點疊加在一起,可根據控制點大圖在疊拼圖通過匹配加連接點進入刺點。使用匹配加連接點功能在疊拼圖上單擊后,軟件會自動對該位置進行預測,然后進入精調界面進行調整,并在ID里面修改點名保存即可。進入平差編輯界面,運行平差并導出平差報告,查看精度是否符合要求。
3DOM生產
DPGridEdu軟件系統支持自由網平差結束后直接進行影像快速拼接,快速生成DEM。生成DEM之后,便可進行正射影像生產。該功能生成的是單張航片的正射影像。成果文件包含兩部分內容:一部分是影像文件,另一部分為影像參數。正射生產完成之后,進入正射拼接界面。通過編輯拼接線功能,用鼠標移動或是添加節點的方式進行拼接線編輯,拼接線調整后即可查看拼接效果。在獨立房屋邊緣有變形的地方,可以通過DPGrid軟件提供了正射影像編輯功能,可交互式的對正射影像的部分或全部進行PhotoShop處理、DEM重糾、勻光勻色等處理,使正射影像成果達到要求。調整拼接線使拼接線兩邊的影像色差及變形減少從而呈現出更加自然的過渡。在DOM生產過程中,容易出現幾何誤差以及色彩誤差過大的問題,要獲取符合要求的數字正射影像,可以通過以下兩個方面減少誤差。(1)DOM的制作是根據DEM通過原始影像、相機參數以及外方位元素一起完成DOM的編輯,而地物明顯的變形現象通常是由自動拼接的幾何誤差及DEM精度過低引起的。如房屋的變形過大及完整性差問題、道路的錯位問題、橋梁的連續性問題以及扭曲、拉花等現象。因此,要保證DOM的質量需要對自動生成的DEM進行編輯,使DEM相關格網之間過渡平滑,沒有明顯的高低落差。同時DOM拼接時,要保證所有地物的相互邏輯關系與實際情況一致,實際制作過程中若有精度不夠導致的道路、橋梁在拼接后不能正常的連接在一起時,可以通過PhotoShop進行后期的拼接處理。(2)DOM要求色彩和色調的整體一致性,而飛機在獲取影像的過程中由于光照亮度及云層等多方面的影響,不同的影像上色彩明亮程度會存在或多或少的差異,這些差異也會給后續輸出的數字正射影像精度及使用帶來諸多不良影響,因此需要對DOM進行勻光勻色的處理。
4結語
本文以河南省南陽市鎮平縣某一區域的無人機低空航攝影像1:1000數字正射影像生成為例,詳細介紹了通過DPGrid軟件處理無人機低空航攝影像從而生成DOM的全過程。從設備的連接設置到影像獲取,空三加密、DOM生產、DOM拼接、DOM編輯、進行了說明,并對DOM生產過程中的容易出現問題的關鍵技術點做了分析研究,提出關鍵技術問題的改善方法。最終完成測區范圍數字正射影像的生產。
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作者:秦萌;趙志剛 單位:西安鐵路職業技術學院土木工程學院