航空摄影测量的主要技术流程

嘉鱼市国土资源局航空摄影测量及DEM、DOM、DLG生产项目

技术文件

[航空摄影部分]

武大吉奥信息技术有限公司

2009年10月

目 录

1 航摄技术文件 .................................................................................................................................................

技术说明 .....................................................................................................................................................

含惯导的ADS40技术路线 ..................................................................................................................

不含惯导的DMC技术路线 .................................................................................................................

传统彩色胶片相机技术路线 ................................................................................................................

作业流程................................................................................................................................................

- 1 - 1 前 言

1.1主要工作内容

（1）获取增城市市域范围内约1650平方公里真彩数码航片。

（2）沿增从高速、北三环高速和广河高速公路测绘面积约216平方公里1：2000数字线划图（DLG）。

（3）中心城区62平方公里1：2000数字线划图（DLG）修测。

（4）广汕路以北第一期测绘302平方公里1：2000数字线划图（DLG）。

（5）广汕路以北第二期测绘498平方公里1：2000数字线划图（DLG）。

（6）广汕路以南650平方公里数字正射影像图（DOM）生产。

1.2 技术依据

表1 技术依据

序号 标准名称 标准代号

1 《全球定位系统城市测量技术规程》 CJJ73-97

2 《航空摄影技术设计规范》 GB/T19294-2003

3 《城市测量规范》 CJJ8-99

4 《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》 GB/T7929-1995

5 《1：500、1：1000、1：2000航测内业规范》 GB7930-87

6 《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》 GB/T18316-2001

7 地球空间数据交换格式 GB/T 17798—1999

8 1：500、1：1000、1：2000

地形图航空摄影测量数字化测图规范 GB 15967—1995

9 国家测绘局《GPS辅助航空摄影技术规定(试行）》 —

- 2 - 10 国家三、四等水准测量规范 GB 12898—91

11 数字测绘产品质量要求第1部分:

数字线划地形图，数字高程模型质量要求 GB/T17941.1—2000

12 《1：500、1：1000、1：2000航测外业规范》 GB7931-87

13 《测绘产品检查验收规定》 CH1002-95

14 《测绘产品质量评定标准》 CH1003-95

15 《1：500、1：1000、1：2000地形图数字化规范》 GB/T17160—1997

嘉鱼市国土资源局航空摄影测量及DEM、DOM、DLG生产项目

技术文件

[航空摄影部分]

武大吉奥信息技术有限公司

2009年10月

目 录

1 航摄技术文件 ............................................................................................................................................... 3

1.1 技术说明............................................................................................................................................... 3

1.1.1 含惯导的ADS40技术路线 ........................................................................................................ 3

1.1.2 不含惯导的DMC技术路线 ....................................................................................................... 5

1.1.3 传统彩色胶片相机技术路线 ...................................................................................................... 6

1.1.4 作业流程 ...................................................................................................................................... 7

世界有色金属 2019年 3月上36测绘技术Mapping technology无人机航空摄影测量技术在矿山测量中的应用刘󰀁梅（江西省勘察设计研究院，江西　南昌　３３００９５）摘 要：无人机航空摄影测量技术作为当前社会发展过程中的新型测量技术之一，以其低成本、高效率、高精度、高速度及机动灵活等多方面的技术特性，大大的占据了在矿山工程测量方面的应用市场。在本文的研究过程中，简要概述其工作原理、应用优势，并以其在矿山测量中的应用案例进行整体作业流程的讲述和探讨，以突出无人机航空摄影测量技术在应用领域的适用性、可靠性和市场价值。关键词：无人机；摄影测量技术；矿山工程中图分类号：Ｐ２３１；Ｐ２１７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０５－００３６－２Application of UAV Aerial Photogrammetry Technology in Mine SurveyingLIU󰀁Mei（Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００９５，Ｃｈｉｎａ）Abstract: ＵＡＶ　ａｅｒｉａｌ　ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ａｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｏｃｉａｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，　ｈａｓ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｏｃｃｕｐｉｅｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｍａｒｋｅｔ　ｉｎ　ｍｉｎｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ，　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，　ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｕｒｓｅ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｒｅ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｆｌｏｗ　ｉｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｃａｓｅｓ　ｉｎ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ，　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ，　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｍａｒｋｅｔ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ＵＡＶ　ａｅｒｉａｌ　ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ．Keywords: ＵＡＶ；　Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ　Ｔｃｈｎｏｌｏｇｙ；　Ｍｉｎｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ随着我国经济的高速发展和逐步转型，在此过程中，利用先进的无人机航空摄影测量技术对当前的矿山环境进行全面了解是相当必要的。就我国的矿山测量方面的技术而言，无人机航空摄影测量技术大大的降低了测量成本，提高了工作效率，保证了测量数据的真实、可信，是当前社会环境中十分重要的测量技术之一。为此，本文将以无人机航空摄影测量技术在矿山测量方面的应用为主要研究对象，客观阐述其在矿山测量方面的应用及重要性。1 无人机航空摄影测量技术的工作原理在无人机航空摄影技术方面，其主要具备了高空作业、摄影成像、遥控、微波传输及计算机影像处理等功能，在其工作的过程中，以高空为作业平台，通过机载的形式来实现设备的远程遥控，其中，主要以高分辨率的CCD数码相机、轻型的光学相机，红外线扫描仪、激光扫描仪和磁测仪等设备进行辅助，以获取高分辨率、真彩色的数字影像，在通过专业的数字测图、绘图等软件进行相应的数据处理，再配合以高精度要求的绘图制作工艺，以及各种比例尺的要求下得以完善和修饰[1]。其中，常采用的比例尺有：1:1000，1:2000和1:5000。2 无人机航空摄影测量技术的使用优势作为现代化的新型测量技术，无人机航空摄影测量技术得到了较大的应用前景。客观的对其进行使用优势总结为：①劳动强度低。在矿山工程的传统测量过程中，需要将测量设备全部转移至测量现场，如全站仪，大大地增加了测量人员的工作负担，加大了工作强度，同时亦浪费了测量人员的人力和精力。②测量效率高。利用现代化的无人机航空摄影测量技术，极大程度的减少了不必要的工程消耗，减少了人力资源的使用，大大的提高了测量工作的整体效率[2]。③成本低。在使用无人机航空摄影测量技术的过程中，其减少了大型设备、人力资源等的消耗，降低了人力成本、物资成本。④机动灵活。无人机是一种小型设备，便于工程测量中的携带，在测量时不易受到客观环境因素的影响，其设备自身亦具备机动灵活的客观属性。⑤精度高。无人机航空摄影测量技术是以计算机技术、遥感技术、扫描技术及定位技术等多方面技术的有机统一体，在实际的测量中具有高分辨率、高精准定位、高摄影摄像等多种功能，在计算机技术的协同处理中，基本实现了矿山地质、地形、地貌等的真实投影[3]。⑥安全性能高。该技术无需真人对其进行驾驶操作，只需远程进行遥控，或按规划路线航行。3 无人机航空摄影测量技术在矿山测量中的应用实例3.1 工程概况在某矿山工程中，为满足测量需求，需采用现代化无人机航空摄影测量技术对其进行全矿区数据信息采集，并以1:2000的比例尺进行地质图绘制。该矿山工程位于某省西部地段，海拔约2300米，地形为山地，但地势基本平坦，无大型障碍物，基本适用无人机航空摄影测量技术对其进行全景拍摄。3.2 基本流程（1）无人机航空摄影测量。全面综合考究矿区的具体情况、摄影面积、周边环境及气候条件等客观因素，在本项目中则采用华测P700E型的无人机，其中，续航时间基本达到2.5h，巡航速度约90Km/h，最大的有效荷载为5kg，搭载3500万像素相机，镜头焦距为35mm，航线为矿区设计规划航线。（下转38页）收稿日期：２０１９－０２作者简介：刘梅，女，生于１９７５年，江西南昌人，本科，助理工程师，研究方向：测绘。世界有色金属 2019年 3月上38测绘技术Mapping technology山地形测量数据化，需要知识渊博的专业人才和先进的技术设备。因此，工作人员可以看出数据化测量在未来具有很明亮的发展前景。（2）使用平板仪测量。平板仪的使用方法和照准仪比较相似，沿着用直尺划的线需要架一个三脚架来帮助平板仪测量。工作人员在进行矿山地形测量的过程中，需要依照平板图内的定位点来绘图。工作人员还可以用望远镜再次确认工作人员的定位点，然后用直尺画出工作人员的方向线。通过水平距离计算出工作人员建筑的高度，最后再进行数据的处理分析。如果工作人员在进行地形测量时使用平板仪测量，可以提高工作人员测量的精密度和质量。控制点的准确性对工作人员施工具有很大的影响。除此之外，对于不同水平面的位点标志，工作人员要使用不同的符号表示，利于区分、不混淆。（3）使用经纬仪仪进行矿山地形测量。使用经纬仪测量的方法，就是把经纬仪放在其中的一个测量点，选择测量点上的任何一个点当作零点并确定它的零方向，测量零方向和零点之间的夹角能够决定工程的质量。在进行施工之前，工作人员需要进行严格的检查，观察工作人员的矿山地形测量是否存在误差，还要确定工作人员的材料质量是否合格。除此之外，在进行施工之前，工作人员需要从材料中任意选几个材料看其是否合格。通过这样的随机抽查法来保障材料的质量、性能可以达到施工标准。3 提高设备管理要求在进行施工之前，工作人员针对需要应用的设备进行质量和性能的检测。除此之外，工作人员还要根据现实情况调节机器的性能，进而使得机器在运行的过程中能够满足施工的需求。工作人员在不使用这些机械的时候，应该放在环境适宜的地方防止生锈。除了对环境的要求，还可以给机械设备擦拭适量的机油以防止其生锈。保护好这些机器设备，为工作人员以后更方便好地使用打下基础。所以可以看出，提高设备管理要求更有利于工作人员以后可以高质量地完成设施。4 加强对施工工人的管理施工工人是施工过程的参与者，他们对施工质量起了决定性作用。所以工作人员要高标准要求施工工人的个人文明素质和文化水平，要让他们拿着证明自己技术的证件上岗。在施工的过程中，工作人员还要抽查性的对施工工人进行整体素质考核，以确保他们的总体水平能够满足具体的施工要求，只有这样才能够确保施工能够高速度、高质量的完成。5 结语矿山地形测量不仅需要精密的仪器，还需要先进的测量技术。所以，工作人员要随着时代的进步不断研究新的测量技术，这也是保障顺利完成工程的关键所在。因此工作人员要加强对施工人员的考核与培训；工作人员要保护好工作应用的设备，因为高质量设备是完成一件工作的重中之重。所以，工作人员使用完仪器之后，要把它放在适宜的环境中，以避免腐蚀、老化。总而言之，在施工之前各方面工作都做得完善，工作人员施工会更加顺利。（上接36页）在实际的拍摄过程中，以5cm的地面分辨率，航片倾角不大于5°，偏角不大于15°为基本要求。在航拍结束后获得的影像效果良好，清晰、饱满、均匀，可提供真实、有效、全面的数据参考。（2）像片控制测量。基于该矿山的特殊地质地形，在拟定的测量方案中采取的是区域网布设方案，其中，以两条及两条以上的平行线为主要航线，并分别布设平高控制点，在每对像控点出设立标准点位设计，且相距一般不超过4条基线。此外，为了强化加密像控点的精度，需要在不规则的区域网中的凸角处增设平高点，凹角处设置高程点。为了保障加密控制点的质量，以及充分考虑矿山的实际地矿信息，需要对高程控制点的平面左边进行准确测量。（3）全数字空中三角测量。在实际的空中三角测量过程中，航拍数据的真实性、客观性、有效性等是影像成本的必备条件。为此，拍摄设备必须是当前市场中具备自动化、专业化、高精度、高速度的影像拍摄及处理系统，如Pix4D软件。其可以在无人工干预的前提下实现千万张影像的快速处理，制作成专业、精确的二维地图和三维模型。同时亦能完成原始影像的自动校准，提高摄影影响的精确度与精准度。（4）数据采集。在此过程中主要采用MapMatrix全数字摄影测量系统，其能自动的完成数据采集，同时亦能准确的将数据进行采编入库和数据处理。在此过程中，主要进行的是立体模型的建立、DLG（数字线划图）和DOM（数字正射影像）的制作。（5）精度检测。参考文件为《基础地理信息数字成果1:500、1:1000、1:2000数字线划图（DIG）》（CH/9008.1-2010）。实地测量的数据结果均符合规范要求。表1 DLG图中精度检测结果序号地物平面高程最大误差（m）中误差（m）最大误差（m）中误差（m）1山顶0.7790.720.8030.692田坎0.6320.480.5120.483房角0.5220.390.6410.394道路0.3790.270.5780.28（6）成果提交。在对矿山的实际情况进行全景测量完成后，需将测量的数据、绘图、影像等资料进行全面检查，在总体质量良好的情况下，进行全面综合性评价，合格后方可提交。4 结语在对矿山工程进行实地测量中，无人机航空摄影测量技术体现了极大的测量优势和技术特点，是当前社会发展中必不可少的测量技术之一。在与多项技术进行完成高效结合后，遥感技术、影像处理技术及摄像技术等都得到了一定程度的改进与提升，反向亦推动了无人机航空摄影测量技术的发展与应用。[1]󰀡刘洋.无人机航空摄影测量技术在矿山地质环境治理中的应用分析[J].工程建设与设计,2018(20):267-268.[2]󰀡贺文涛.无人机航空摄影测量技术在地形测量中的应用与实践[J].技术与市场,2019,26(01):56-57.[3]󰀡杨宙翔.无人机航空摄影测量技术在地形测量中的应用[J].资源信息与工程