無人機與CORS技術在農村管網測繪項目中的應用

胡軍軍

摘要：伴隨著科技的進步，衍生出無人機航測、CORS等先進設備，該設備有著較強的通視力，在一定程度上改善了原先測量局面。如果對此能夠合理利用，進行優化組合的配置方式，能夠使用無人機航測快速獲取測量目標信息，精準實現目標區域高精度以及DOM、DLG的優勢，也可以使用CORS技術，很快的了解地域平面坐標，深入了解高程數值的優勢，實現技術之間的彌補?；诖?，在這篇文章當中，以某農村村內供水管網測繪項目為典例，以試點項目為主要內容，取得良好效果。

關鍵詞：無人機;CORS技術;測繪

引言

在原有的農村供水管網測繪項目中，房屋建筑比較多，雜糅建筑比較豐富，加大了測量難度，導致工作效率較低，后來科技研發出了“無人機+CORS”組合測繪技術。在經過試點和實際運用過程中，這類型技術能有效提升工作效率，對地域的平臺繪制較為精準，可提供大量的信息，能夠有效促進外業測繪周期的縮短、進一步提升測繪服務質量、優化管網設計。

1 “無人機+CORS”組合測繪技術

本文中，“無人機+CORS”組合測繪技術使用的具體作業流程為：先接受任務→制定一份科學的作業技術設計書→按照地域方式進行控點布設→像控點及道路高程點測量（基于CORS技術）→無人機航飛→空三加密→構建地面模型→生成正射影像→制作線畫圖→外業調繪→制作1∶500地形圖→做出質量檢查→提交成果。

2 工程案例應用

2.1 工程概況

在2018年4月時，我單位投標天津市寶坻區，為該區域農村供水管網測繪項目進行工作，這一項目要求在一個月時間內完成6個鄉鎮總計140個村莊的地形視域圖，按照1∶500的比例進行繪制，做出報告并提交成果。測繪內容極為豐富，不僅包含村內地域的道路地勢、地形，按照建筑的分布情況劃塊表示，便于該單位按照地域進行管網設計，最后設計出的結果：6個鄉鎮區域分布圖如圖1所示，主要分布于寶坻主城區周圍，每個鄉村城鎮村落大小不一，分布點較為分散，一些村落交通情況不良。在測量地貌時，發現地貌為平原地區地形起伏不大，高程約為4m左右，年均降雨量約450mm。

2.2 項目實施

本工程涉及村落范圍高達140個，不能逐一在文章當中介紹，本文以A村例，將“無人機+CORS”組合測繪技術的實施過程介紹如下：

（1）無人機航測

1）像控點布置

A村地域面積約為0.62km²，建筑走向為西北—東南，長約800m，寬約800m。按照A村的實際情況進行地域布控，設4個像控點;像控點布置方式為地面粉刷，置成白色圓形圖斑形式;把4個像控點空間位置沿測繪范圍邊界布設，能夠有效提升A村的正射影像精度。像控點三維坐標基于天津CORS系統進行人工采集（GPS接收機采用南方S86型號）。

2）無人機航飛

A村無人機航飛飛行平臺為大疆Inspire 2無人機，該機型單架次飛行時間設定為20min，最高的飛行速度105km/h;航攝儀為禪思X4航攝儀，2400萬像素（5472*3648）。在飛機進行飛行之前，應當設置飛機的規格和制式，比如說航飛范圍、飛機的參數、規劃航線等等，然后再去攝影。本次A村航飛高度120m，航向重疊度80%，旁向重疊度75%，總計拍攝照片346張。航飛及高程點數據采集投入人員3人。A村外業航飛、像控點與道路高程點坐標采集共計耗時2h。

3）無人機內業處理

無人機航測內業處理軟件采用PIX4D設備，先設定各項數據，把影像數據、像控點數據、姿態數據等導入PIX4D先進行處理;然后按照測算標準進行刺點，在行為實施時，需要合理控制刺點范圍，若像控點距離像片邊緣小于2cm時則放棄刺點，來保證整體影像的拼接精度（本工程研究4個像控點之后，發現有一個像控點不符合上述要求，被禁止使用）。A村影像初始處理耗時19.5min，處理后的像主點出現一定的偏移。主要原因是由于拍照時間和GPS定位記錄時間存在誤差，使得航飛像片拼接的精度較高，但在絕對精度方面比較差?；诖?，無人機航飛作業需要引入地面像控點，能夠充分實現高精度的正射影像。在最先的處理階段時，需要生成DSM;最后制作精準正射影像。上述內業處理均可由機器自動化完成，總計所耗時間為1.5h。

4）質量檢查與成果精度分析

無人機航測成果質量檢查主要包含內符合精度檢查與外符合精度檢查。

內符合精度檢查主要包含：像片成像質量、像片數量大小、相機參數、同名點數量、像控點質量。按照最后的處理報告來說，精度檢查都已經達到了具體標準。其中，A村一共拍攝了346張照片，并全部參與了解算;A村航拍像片像元大小為3.36cm/1.32in，平均每張照片有50720個關鍵點;像對同名點平均有24626點。

無人機航測成果外符合精度檢查采用CORS技術和全站儀進行實地打點的方法，平面精度檢查點主要是按照地形特征進行布控點設置。其中，無人機航測成果平面精度共檢查25點，中間的誤差為4.8cm。而基于CORS技術獲得的高程點精度可以達到±2cm。通過上邊的檢測結果可以看出，文章當中對組合測繪技術取得的測繪成果滿足實驗標準和組合規范的各項要求。

（2）道路高程數據采集

在當前，無人機航測成果高程精度較低，不能滿足工程的高精度要求，需要采用人工或其他手段實現。由于天津本地構建了CORS系統，這一系統的要求比較低，可以有效提升作業效率，將作業成果高程精度能夠達到±2cm，平面精度可以達到±1cm，這適合本工程道路高程數據采集工作?；诖?，在道路高程數據采集工作方面，可以使用CORS技術，有著良好成效。

2.3 測繪成果

按照測量技術的設計書能獲得A村的DSM、DOM、DLG等測繪成果，如圖2所示。和傳統的測量手段進行比較，本文所給出的技術測量方案有著多元化樣式、豐富信息，降低勞動強度，有效提升作業效率。

一些地區建（構）筑物分布較密集、通視條件差，這時測量的難度極大，需要投入大量人力成本，工作效率底下。在測量試點工作結束后，可以證明“無人機+CORS”的組合測繪技術不僅充分發揮了無人機在DOM、DLG制圖方面的優勢，也充分發揮了CORS技術在局域高程測繪項目中的優勢，實現不同測繪手段之間的優勢互補，不僅可以有效提升作業效率，還能夠展現豐富的成果樣式，有效保證方案設計的優化，加快設計速度，為其它的工程提供經驗借鑒。

3 結語

本文在對測繪成果進行精度抽樣檢查時，結果發現界址點精度可以達到二級精度要求，隱蔽界址點精度則可高達三級精度，地物平面位置精度符合實際規范。但是，無人機地籍測繪還存在兩項不足之處，一個是測繪精度比較低，另一個則是還存在測量死角，在隱蔽點方面無法之間測量，使得在復雜情況下難以實現精準測繪。伴隨著測量科技技術的深入發展，傾斜攝影技術不斷提高，未來無人機地籍測繪可能會代替傳統測繪技術實現普遍應用。

參考文獻：

[1]? 張郁.無人機低空攝影的精度分析與研究[J].測繪地理信息，2018，（8）：59～61.

（作者單位：湖南中圖通地理遙感信息服務有限公司）