摘 要：本文通過大疆Phantom4 RTK無人機(jī)在水利工程中的應(yīng)用，論證了其航測解算所得成果DOM、DEM的精度可以滿足1∶1 000比例尺的DLG精度要求，為測繪外業(yè)工作節(jié)省了大量的時間。今后，無人機(jī)也必將在水利行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：無人機(jī);數(shù)字正射影像;數(shù)字高程模型;精度驗(yàn)證分析

　　隨著科技的快速發(fā)展，無人機(jī)因其體積較小、攜帶方便、操作簡便且能快速獲取各種信息等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。在水利行業(yè)中，通常利用無人機(jī)航攝獲取DOM、DEM影像等信息，然后通過DOM、DEM制作滿足工程精度要求的DLG。與使用GPS-RTK進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集相比，無人機(jī)航測極大地縮短了外業(yè)工作時間，提高了工作效率，同時也節(jié)約了成本。

　　1 無人機(jī)系統(tǒng)的組成

　　無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)是以無人機(jī)為飛行平臺，利用高分辨率相機(jī)系統(tǒng)獲取遙感影像，利用空中和地面控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)影像的自動拍攝和獲取，同時實(shí)現(xiàn)航跡規(guī)劃和監(jiān)控、信息數(shù)據(jù)壓縮和自動傳輸、影像預(yù)處理等功能，是具有高智能化程度和較強(qiáng)作業(yè)能力的穩(wěn)定可靠的低空遙感系統(tǒng)[1]。該系統(tǒng)主要由無人機(jī)飛行平臺、遙感傳感器系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)等組成。本文基于大疆Phantom4 RTK無人機(jī)在水利帶狀地形圖中的應(yīng)用，論證了其精度，為今后無人機(jī)在水利行業(yè)中的應(yīng)用提供一定的借鑒。

　　2 工程實(shí)例

　　為了研究大疆Phantom4 RTK無人機(jī)在水利工程中的應(yīng)用，本文以吉林省溫德河防洪治理工程為例進(jìn)行說明。該工程全長13 km，測圖寬度為河道兩側(cè)各200 m，總面積為5.2 km2。測區(qū)內(nèi)有多個村莊、工廠。植被以旱地、草地為主，含有少許林地。由于汛期降雨較多、溫德河水流量較大，河水退后，河岸兩邊存有淤泥，采用GPS-RTK施測，難度較大，所以采用大疆Phantom4 RTK無人機(jī)航測成圖。

　　2.1 技術(shù)路線

　　2.1.1 基本參數(shù)。地形圖成圖比例尺為1∶1 000，采用的平面系統(tǒng)為2000國家大地坐標(biāo)系，中央子午線為126°，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準(zhǔn)。根據(jù)低空數(shù)字航空攝影規(guī)范要求，航攝分辨率設(shè)置為8 cm，航向重疊度設(shè)置為80%，旁向重疊度設(shè)置為70%，像片傾角≤5°，像片旋角≤15°，航線彎曲度≤3%。

　　2.1.2 航線及像控點(diǎn)的布設(shè)。該工程飛行區(qū)域?yàn)?.2 km2，利用大疆制圖軟件制定飛行計(jì)劃。由于線路總長13 km，為保障無人機(jī)作業(yè)時信號良好，決定劃分為4個飛行架次，共布設(shè)平高像控點(diǎn)22個，為保證相鄰架次的影像精度，相鄰架次接邊處共用同名像控點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[2-3]。

　　2.2 數(shù)據(jù)處理

　　采用Agisoft Photoscan軟件進(jìn)行航攝照片的處理，最終得到DOM、DEM，其數(shù)據(jù)處理流程如圖1所示。

　　2.3 精度分析

　　為了驗(yàn)證DOM的精度，筆者在測區(qū)采用GPS-RTK實(shí)測了30個點(diǎn)的平面位置，其精度統(tǒng)計(jì)和較差如表1、圖2所示。

　　由表1、圖2可知，其誤差范圍普遍分布于0～0.25 m。平面位置中誤差為[Ms=±ΔPi×ΔPiN=]±0.165 m[<]±0.6 m，滿足《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1∶500 1∶1 000 1∶2 000生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程 第3部分：數(shù)字正射影像圖》(CH/T 9020.3—2013)規(guī)定的1∶1000比例尺DOM中誤差精度[4]。

　　為了驗(yàn)證DEM的精度，實(shí)測了40個點(diǎn)的高程，其精度統(tǒng)計(jì)和較差如表2、圖3所示。

　　由表2、圖3可知，其誤差范圍普遍分布于0～0.2 m，個別點(diǎn)的誤差保持在0.3 m左右，這可能相控點(diǎn)的布置所致。高程中誤差為[MH=±Δhi×ΔhiN=±0.15 m<±0.5 m]，滿足《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1∶500、1∶1 000、1∶2 000數(shù)字高程模型》(CH/T 9008.2—2010)規(guī)定的1∶1 000丘陵地的一級DEM模型精度[5]。

　　3 結(jié)論

　　結(jié)合大疆Phantom4 RTK無人機(jī)在水利工程中的應(yīng)用，本文分析了其航測解算成果DOM、DEM的精度。通過實(shí)例論證可知，大疆Phantom4 RTK無人機(jī)通過布設(shè)少量相控點(diǎn)可以滿足1∶1 000 DLG的精度要求，為外業(yè)節(jié)省了大量的時間。其價格低廉，體積較小，攜帶方便，對起降場地要求較低，必將在水利中得到廣泛的應(yīng)用。另外，大疆Phantom4 RTK無人機(jī)的航攝精度與像控點(diǎn)分布的關(guān)系在本文中沒有進(jìn)行過多闡述，這將是今后進(jìn)一步的研究工作。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]楊潤書，吳亞鵬，李加明，等.無人機(jī)航攝系統(tǒng)及應(yīng)用前景[J].地礦測繪，2011(1)：8-9.

　　[2]孔振，劉召奇，高云軍，等.消費(fèi)級無人機(jī)在大比例測圖中應(yīng)用與精度評價[J].測繪工程，2012(12)：55-61.

　　[3]劉藝，季昊，楊震，等.無人機(jī)航測在大比例尺公路帶狀地形圖測量中的試驗(yàn)及分析[J].測繪通報，2016(2)：105-107.

　　[4]國家測繪地理信息局.《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1∶500 1∶1 000 1∶2 000生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程 第3部分：數(shù)字正射影像圖》(CH/T 9020.3—2013)[S].北京：測繪出版社，2014.

　　[5]國家測繪局.基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1∶500、 1∶1 000 、1∶2 000數(shù)字高程模型：CH/T 9008.2—2010[S].北京：測繪出版社，

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