摘 要

本文通过对无人机大比例尺DOM生产技术研究的背景、研究的意义的介绍，以及国内外目前无人机大比例尺DOM生产技术研究；阐述了论文的研究目的与内容，介绍了本文的论文研究方法。本文主要以江苏省南京市江北新区南刚集团的厂区作为实验区，通过对实验区进行测量方案的设计研究，了解了目前利用无人机测制大比例尺DOM生产需要的控制测量技术以及车载激光扫描数据采集等测绘技术协同作业方法；介绍了测量的精度技术指标，实验技术的方案流程进行了设计研究，对其中无人机航空摄影测量技术流程和DOM大比例尺制图等进行了主要研究介绍；最后对实验区DOM成果的平面和高程精度进行了分析评定，展示了最后的成果数据。

关键词：无人机 DOM 大比例尺制图 无人机航空摄影测量技术

Research on Large Scale DOM Production Technology of UAV

Abstract

This paper introduces the background of the research on the large-scale DOM production technology of drones, the significance of the research, and the research on the large-scale DOM production technology of UAVs at home and abroad. The purpose and content of the research are expounded, and the research of this paper is introduced. method. This paper mainly uses the plant area of Nangang Group in Jiangbei New District, Nanjing City, Jiangsu Province as the experimental area. Through the design study of the measurement plan of the experimental area, we have learned about the current control measurement technology and vehicle laser used in the measurement of large-scale DOM production by UAV. Scanning data acquisition and other mapping methods for collaborative mapping; introducing the technical indicators of measurement accuracy, designing and researching the experimental process, and introducing the main research on the aerial photography measurement technology and DOM large-scale drawing. Finally, the plane and elevation accuracy of the DOM results in the experimental area were analyzed and evaluated, and the final results data were presented.

Keywords: drone; DOM; large scale drawing; aerial photography measurement technolog

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.1.1研究的背景 1

1.1.2研究的意义 2

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

第二章 研究的内容与方法 4

2.1研究的目的和内容 4

2.2研究的方法 4

第三章 实验区介绍及技术精度要求 6

3.1实验区介绍 6

3.1.1实验区地理位置概况 6

3.1.2实验区作业范围 6

3.1.3实验区已有资料概述 8

3.2主要技术指标和精度要求 9

3.2.1空间基准 9

3.2.2成图规格 9

3.2.3精度指标 10

第四章 实验技术流程 13

4.1实验技术流程 13

4.1.1技术流程图 13

4.4.2流程关键点 14

4.2实验技术方案 14

4.2.1控制测量 14

4.2.2无人机航空摄影测量 14

4.2.3车载激光扫描数据采集 18

4.2.4 DOM制作 19

4.2.5倾斜摄影测量成图 21

4.2.6三维建模 22

4.2.7影像图编制 22

第五章 精度评定及成果展示 24

5.1精度评定 24

5.1.1平面和高程精度评定 24

5.2成果展示 27

5.1NJCORS-RTK点位成果 27

第六章 总结与展望 29

6.1总结 29

6.2展望 29

参考文献 30

致谢 31

1. 绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1研究的背景

随着我国经济的高速发展，我国城市化进程不断加快，我国城市的建设速度越来越快，这使得我国城市地区的面貌变换越来越频繁。然而传统的航空遥感技术大比例尺DOM制图手段，已无法适应当前经济发展下城市地区大比例尺DOM制图的需要。

传统的航空摄影测量说的是在飞机上使用航空摄影机器对地面连续摄影获取像片，再结合地面控制点测量、现场调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。空中摄影是利用飞机或其它飞行器（如气球、人造卫星和宇宙飞船等），在其上装载专门的摄影机对地面进行摄影而获得像片，其中用飞机进行空中摄影的叫航空摄影^[1]。然而传统的航空摄影测量作业，所受的限制非常多，不仅需要很多运行手续的办理，而且外部因素的影响也很多如机场的选择、对气象条件的依赖和运行成本巨大等很现实的问题，通常应用于大范围的小比例尺的测图项目。对于目前城市的地形图更新制图等其他制图来说很不便。

近些年来，我国无人机产业发展迅速，无人机管制的法律法规也趋于完善.故而无人机航空摄影测量也逐渐进入人们的视线,无人机航空摄影测量是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点^[2]，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势。

1.1.2研究的意义

目前我国经济高速发展，城市化进程不断加快，城市地区变化日新月异，地区地形图的更新显得尤为重要。目前随着无人机航拍摄影技术不断得到关注,相应的设备革新和技术规范的完善,都加速了该技术的成熟^[5]。无人机航拍摄影技术的快速成熟,对于加快测绘成果转化,推动测绘更好服务经济社会和科学发展,提升测绘服务大局、服务社会、服务民生的能力和水平意义重大^[5]。

1.2国内外研究现状

从上世纪80年代开始,由于计算机技术和互联网技术不断发展,导致无人机摄影测量技术有了突破性的发展,之后，UAV加速度传感器，磁传感器，倾斜传感器，电流传感器，流量传感器吸力电机等小体积，高科技含量，光传感器探索突破,又使无人机摄影测量技术得到了质的提升,由于其自身无可替代的优势,无人机摄影测量系统已经进入了实际应用阶段,并在许多领域都有着广阔的前景。

1.2.1国外研究现状

国外对于无人机摄影测量技术比国内起步较早，早已经有了很广泛的研究,并且取得很大的进展。1979年, Regi公司设计的飞行器加入了无人机航空摄影技术的开发,不过当时无人机平台的平稳性不高,测量精度达不到要求,故而最后的试验结果并不视十分的理想。但当时试验原理和工作流程为日后的研究奠定了理论基础。之后,美国航天航空局等科研机构对无人机摄影测量系统的研究更加深入,取得了巨大进展,并将其运用于森林火灾监测、大地磁场测量和农作物生长监测等领域。美国农业部利用无人机装载红外和数码相机监测大面积农田作物的生长情况;美国一些科学家利用无人机在极地和高危地区进行遥感探测;斯坦福大学航空航天机器人实验室的 Humming bird项目,通过带有GPS定位的无人机“蜂鸟”,研究无人机视觉定位和目标跟踪;日本利用无人机对福島核泄漏地区进行核污染监测,根据影像中物体对受辐射强度的反应来计算该地区受辐射程度。

无人机影像处理系统方面,国外主流软件有瑞士 Pix4D公司的PIX4 DMAPPER无人机数据和航空影像处理软件,法国地球信息( Info Terra)公司研制开发的“像素工厂”( Pixel Factory,简称PF)、欧洲 Inpho公司推出的Inpho摄影测量系统^[6],ContextCapture等。

1.2.2国内研究现状

国内无人机摄影测量技术的发展已经有30多年,上世纪80年代中期,夔中羽研究员通过硏制18—23MsP多光谱航空摄影技术,建立了一种新兴的摄影测量方法,开始尝试把无人机摄影测量系统应用到测图、资源调査和环境监测领域(夔中羽,1999)。为了给国土资源普査提供更加快捷的手段,中国测绘科学研究院依次研制出了 U AVRS-I型 U AVRS-II型无人机遥感系统,具有快速实时监测的能力(孙杰,2003);2008年5.12汶川地震之后,为了面对着重灾地区的实时数据难以获取的困境,具有应急救援和获取实时数据的无人机摄影测量技术应用于灾区信息调查,无人机摄影测量技术的巨大价值得到了充分体现；2010年,广州红鹏公司研制出了国内第一台轻型倾斜相机,弥补了国内倾斜摄影传感器的不足,带动了整个无人机摄影测量系统的迅速发展。

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