阅读说明：本技术 一种无人机野外测绘的方法 (Unmanned aerial vehicle field surveying and mapping method ) 是由 冯海波 王青松 张瑞 王星 徐文超 彭俊俊 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无人机野外测绘的方法,包括以下步骤：在作业区进行无人机试飞,并初步观察作业区；根据作业区的情况布设像控点,并测量像控点的坐标值；将无人机的航拍摄影像数据、POS数据和测得的像控点坐标值导入测绘专用软件进行空三加密、生成点云和建立实景三维模型计算；通过实景三维模型对比实景进行调绘补测,并记录；该无人机野外测绘的方法,操作方便,工作成本低,使用中工作效率高,操作灵活可多次测量,适合多种工作环境,受气候条件影响较小,在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全,对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低,能够解决人工探测无法达到的地区监测功能,无人机航拍最终生成的影像成像清晰。(The invention discloses a method for field surveying and mapping of an unmanned aerial vehicle, which comprises the following steps: carrying out unmanned plane test flight in the operation area, and primarily observing the operation area; laying image control points according to the condition of the operation area, and measuring coordinate values of the image control points; importing aerial shooting image data and POS data of the unmanned aerial vehicle and measured image control point coordinate values into surveying and mapping special software to carry out aerial three-dimensional encryption, point cloud generation and live-action three-dimensional model calculation; performing tone painting and supplementary measurement on the live-action through the live-action three-dimensional model and comparing the live-action, and recording; the method for field surveying and mapping of the unmanned aerial vehicle is convenient to operate, low in working cost, high in working efficiency in use, flexible in operation, capable of measuring for multiple times, suitable for multiple working environments, less affected by weather conditions, free of considering flight safety of pilots when aerial images are acquired, low in requirements on geographic airspace and weather conditions when data are acquired, capable of solving the problem of regional monitoring function which cannot be achieved by artificial detection, and clear in image imaging of final aerial images generated by the unmanned aerial vehicle.)

一种无人机野外测绘的方法

技术领域

本发明涉及无人机测绘技术领域，尤其涉及一种无人机野外测绘的方法。

背景技术

航空摄影测量是快速获取地理信息的重要技术手段，是测量和更新国家地形图以及建立地理信息数据库的途径，在空间信息的获取和更新过程中起着不可替代的作用，尤其是大面积及大中比例尺数据的获取和更新更是离不开航空摄影测量。

目前的航空摄影测量多是采用小型民用飞机，但是进行一次测绘后，也会产生较多的费用，且飞行时需要制定飞行方案和申请空域，还要确定天气状况，小型民用飞机飞行时的多次转向和多次测量使用不方便。

发明内容

本发明的目的是解决上述会产生较多的费用，且飞行时需要制定飞行方案和申请空域，还要确定天气状况，小型民用飞机飞行时的多次转向和多次测量使用不方便的问题而提供的一种无人机野外测绘的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种无人机野外测绘的方法，包括以下步骤：

步骤一：在作业区进行无人机试飞，并初步观察作业区；

步骤二：根据作业区的情况布设像控点，并测量像控点的坐标值；

步骤三：将无人机的航拍摄影像数据、POS数据和测得的像控点坐标值导入测绘专用软件进行空三加密、生成点云和建立实景三维模型计算；

步骤四：通过实景三维模型对比实景进行调绘补测，并记录。

优选的，在步骤一中，无人机试飞前需要收集作业区资料，查看当地天气情况，定制无人机航飞技术方案并检查器材。

优选的，在步骤一中，试飞时，无人机先绕作业区边缘飞一周，在对区域内进行直线飞行，并记录。

优选的，在步骤二中，在作业区内每平方公里布设三个以上的像控点，像控点标识易于辨识的标记。

优选的，在步骤二中，使用PTK测量仪测量像控点的坐标值，对PTK测量仪进行初始化，每次测量历元数不少于20个，采样间隔一般在2s~4s，不能使用PTK测量仪的使用全站仪测量。

优选的，在步骤三中，无人机航向应超出作业区范围两条基线，旁向超出范围不少于像福的40%，像片航向重叠不小于60%，旁向重叠不小于60%，旋偏角在5°~20°。

优选的，在步骤三中，对航拍摄影像进行预处理，检查POS数量与影像张数保持一致且对应，结合惯导数据进行检查分析，去掉畸变影像。

优选的，通过初始构网、精确匹配、灰点优化后先抽稀连接点至500，然后进行自由网平差，设置参数，删除残差大的点，自由网结果稳定后，加刺控制点进行空三平差。

优选的，在步骤三中，先对航拍摄影像进行匀光匀色处理，处理后进行多次编辑修改和数字微分纠正，在进行色调处理，达到接近一致的色调没有明显拼接缝，通过测绘软件形成实景三维模型。

优选的，在步骤四中，将实景三维模型与实景对比，对错误区域进行纠正，对图像进行灰度处理，对边缘进行增强处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过无人机进行航拍摄影像，操作方便，工作成本低，使用中工作效率高，操作灵活可多次测量，适合多种工作环境，受气候条件影响较小，在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够解决人工探测无法达到的地区监测功能；

2、无人机航拍摄影像最终生成的影像成像清晰，色彩真实统一，可对局部区域进行多次测量，方便修改。

附图说明

图1为本发明一种无人机野外测绘的方法流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

请参照图1，一种无人机野外测绘的方法，包括以下步骤：

步骤一：在作业区进行无人机试飞，并初步观察作业区；在步骤一中，无人机试飞前需要收集作业区资料，查看当地天气情况，定制无人机航飞技术方案并检查器材。在步骤一中，试飞时，无人机先绕作业区边缘飞一周，在对区域内进行直线飞行，并记录。试飞前，首先要收集测区资料，查看当地天气情况，包括控制点成果、坐标系统和高程基准参数、已有的地形图成果与地名资料等，制定无人机航飞技术方案并申请空域，明确无人机搭载的传感器、地面分辨率、影像重叠度、飞行航高航带架次数、影像拍摄间隔等问题。需要对初次拍摄的作业区有印象，且对有标志的地区和建筑物做记录，对初次飞行和初次拍摄中遇到的问题进行记录。

步骤二：根据作业区的情况布设像控点，并测量像控点的坐标值；在步骤二中，在作业区内每平方公里布设三个以上的像控点，像控点标识易于辨识的标记。在步骤二中，使用PTK测量仪测量像控点的坐标值，对PTK测量仪进行初始化，每次测量历元数不少于20个，采样间隔一般在2s~4s，不能使用PTK测量仪的使用全站仪测量。外业工作人员按逐航带或测区面积布设像控点，每平方公里布设三个以上的像控点，然后依照技术方案的安排，用无人机搭载多传感器从一个垂直、多个倾斜等不同角度采集地形数据，充分发挥无人机倾斜摄影测量技术灵活高效特点，工作时长以小时为单位，不同以往大比例尺地形图外业测绘按天数计算，缩短项目周期，测绘人员只需无人机飞手和少量作业员，与传统测图方法按测区面积配备一定比例的外业人员相比，人员数量减少，节约成本

步骤三：将无人机的航拍摄影像数据、POS数据和测得的像控点坐标值导入测绘专用软件进行空三加密、生成点云和建立实景三维模型计算；在步骤三中，无人机航向应超出作业区范围两条基线，旁向超出范围不少于像福的40%，像片航向重叠不小于60%，旁向重叠不小于60%，旋偏角在5°~20°。在步骤三中，对航拍摄影像进行预处理，检查POS数量与影像张数保持一致且对应，结合惯导数据进行检查分析，去掉畸变影像。通过初始构网、精确匹配、灰点优化后先抽稀连接点至500，然后进行自由网平差，设置参数，删除残差大的点，自由网结果稳定后，加刺控制点进行空三平差。在步骤三中，先对航拍摄影像进行匀光匀色处理，处理后进行多次编辑修改和数字微分纠正，在进行色调处理，达到接近一致的色调没有明显拼接缝，通过测绘软件形成实景三维模型。内业空三加密、生成点云、建立实景三维模型等操作均可待数码倾斜影像导入软件后由软件自动解算完成，通过多视影像联合平差技术进行倾斜影像区域网平差、多视影像密集匹配技术得到高精度高密度点云数据，还可以采用联机运算缩短数据处理时间。 绘制地图过程需作业员手动完成，以三维模型和点云作参照，速度大大提升。

步骤四：通过实景三维模型对比实景进行调绘补测，并记录。在步骤四中，将实景三维模型与实景对比，对错误区域进行纠正，对图像进行灰度处理，对边缘进行增强处理。完成大比例尺地形图分幅装饰等工作后，提交质检部门检查成果的数学精度、属性精度、地理精度、附件质量等是否符合大比例尺地形图规范要求，验收合格才能保存使用。

该无人机野外测绘的方法，无人机航测通常低空飞行，空域申请便利，受气候条件影响较小。在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够解决人工探测无法达到的地区监测功能，操作简单、运输便利。通过无人机系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息，获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据，生成DEM、三维正射影像图、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据，便于进行各类环境下应用系统的开发和应用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。