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[摘 要]随着科技的不断发展，高科技产品在生产中的应用也在不断推广。无人机技术作为精准度高、成本低、可在危险地区作业等优点，得到广泛的应用。我国的地质灾害点基本都在高山地和陡崖处，人员难以到达，对测量工作造成极大的困难。本文通过对新源县地灾项目的实践，分析了无人机航摄制作正射影像的技术方案。
[关键词]无人机；航空摄影；正射影像
中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0395-01
1无人机航空摄影
航摄系统采用机载差分POS系统，需额外飞行构架航线，综合考虑灾害点的分布、地形比高等因素，把作业区初步划分多个分区。
航摄前准备好无人机、专用数码相机，飞机及机组人员随时待命，只要天气允许，立即安排人员进行试飞，并及时处理试飞的影像为正式作业作好准备。
一切准备就绪后，机组人员在选好的起降场等待合适的航摄天气，同时对航摄硬件进行检查维护，确保设备处于最佳状态，待到能见度好的好天气时，进行航空摄影。
2 像控點测量
无人机搭载差分POS系统，本次采用稀少控制方案，每个航摄分区需布设至少6个主要控制像控点，3-5个航线间控制点。6个主要控制点一般应满足九片重叠，个别困难的点不少于6片重叠。
相片控制点的实地判点精度为图上0.1mm，点位目标应选在影像清晰的明显地物上且高程变化较小的地方，宜选在交角良好的细小线状地物交点、明显地物折角顶点、影像小于0.2mm的点状地物中心。
像控点测量可以采用多种测量方法进行，本次像片控制点测量采用动态处理GPS RTK、网络RTK模式进行施测。
3空三加密
采用全数字摄影测量系统，Inpho软件的MATCH-At模块加密。加密使用无人机低空航飞影像数据，物理像元尺寸为6.25um，焦距为35mm，作业之前对影像进行径向畸变差改正。
3.1内定向
内定向的目的是建立每张航片的像平面坐标系，由于数码影像可采用四角顶点像素数作为传统影像的框标，经过影像可量测化处理以后的数码影像，像主点移至相片中央，即X0=0，Y0=0，那么，每张航片的内方为元素是一样的，软件即可根据相幅大小、像素大小、鉴定焦距自动生成内定向文件，完成像平面坐标系的建立。
3.2 相对定向
在航线间首末加入2个同名点，以确定航带之间的相对位置关系。相对定向由程序自动完成。其中影像质量不太好的模型之间出现模型相对定向失败，采用人工干预，进行手工相对定向，完成整个测区的相对定向过程。
3.3模型连接
相对定向完成后，软件自动完成模型连接工作，软件自动在相片中线附近匹配大量的同名点作为模型连接点，这些连接点通过程序自动挑点后，在每张航片标准点位附近保留2-3个匹配质量好的点作为模型和航线间的连接点。
4、数字高程模型的制作
4.1采集特征线
DEM制作是采用立体采集特征线的方法完成，主要有以下特征采集方式。
单特征线：是指地形发生明显变化的地形变化线，量测时沿这些特征线以静态读点方式严格切准立体模型采集。遇树林等植被覆盖区，要尽量切准林间空地测读碎部点高程。
双特征线：是指依比例尺的陡坎、斜坡、河流等，为了保证影像纠正质量，对于带状构造物，应按双特征线量测上端两侧堤顶和下端两侧堤脚线。对于弯曲线状地物，至少要采集弧线上的三条特征线，特征线不应出现交叉点。
4.2制作DEM
利用立体采集的特征点线，在全数字摄影测量工作站VirtuoZo平台上构建TIN，然后内插生成格网DEM。在Global Mapper下，检查DEM有无飞点等问题，若发现错误，改正后，重新生成DEM。
5正射影像图（DOM）制作
在MapMatrix软件中，对影像进行匀光匀色，并利用DEM对匀过光色的影像进行正射纠正，在OrthoVista中对纠正后的影像进行拼接镶嵌和后期处理。
5.1正射影像匀色纠正
采用航天远景MapMatrix软件整体匀色。因季节、天气、太阳入射角、像片扫描等因素对真彩色航空影像的色彩影响较大，造成不同航线间以及相同航线的不同像片之间的影像色彩差异较大，因此必须通过色彩调整使整个区域影像色彩均匀一致。且需统一匀光模板，保证整个作业区DOM的色彩一致。
在航天远景MapMatrix软件中，导入空三加密成果和DEM成果，对影像进行单片正射纠正。
5.2正射影像镶嵌
匀色、单幅正射影像纠正及接边检查完成后，进行正射影像镶嵌。采用全数字摄影测量工作站Virtuozo自动空三加密模块进行正射影像的镶嵌。
镶嵌线尽量沿自然地物划出，如河流、山脊、山谷、树缝等影像变换处，避免穿越高于地面地物等。优先选取相片中心投影差小的影像进行镶嵌。镶嵌时应注意影像应连续完整，不得有重影、纹理断裂等现象。镶嵌后要保证地物的完整性和相对关系的正确性。要求图像清晰，明暗度、对比度适中，色调柔和，影像无明显变形。做完正射影像的镶嵌之后，还要对图幅进行颜色修正等一系列的工作，颜色修正可以在Photoshop中做。
5.3正射影像接边检查
相邻DOM镶嵌处的接边限差以目视直接判读不得出现明显接边痕迹为主要原则，对满足接边精度要求的影像进行无缝接边，对于接边超限的影像，须查明原因进行修改。
正射影像镶嵌前的接边检查，还需要检查相邻DOM镶嵌处的颜色，保证相邻DOM镶嵌后影像过渡自然，不得出现明显色差。
6总结
本次项目成果通过了自治区质检站的验收，各项精度达到了标准，说明无人机航摄测量对高山地和陡崖地形同样能保证精度。综上所述，无人机航空摄影的技术在具体的测量中有重要的实际意义。与传统的技术相比，有着不可替代的优越性，其应用的范围也会不断推广。
[关键词]无人机；航空摄影；正射影像
中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0395-01
1无人机航空摄影
航摄系统采用机载差分POS系统，需额外飞行构架航线，综合考虑灾害点的分布、地形比高等因素，把作业区初步划分多个分区。
航摄前准备好无人机、专用数码相机，飞机及机组人员随时待命，只要天气允许，立即安排人员进行试飞，并及时处理试飞的影像为正式作业作好准备。
一切准备就绪后，机组人员在选好的起降场等待合适的航摄天气，同时对航摄硬件进行检查维护，确保设备处于最佳状态，待到能见度好的好天气时，进行航空摄影。
2 像控點测量
无人机搭载差分POS系统，本次采用稀少控制方案，每个航摄分区需布设至少6个主要控制像控点，3-5个航线间控制点。6个主要控制点一般应满足九片重叠，个别困难的点不少于6片重叠。
相片控制点的实地判点精度为图上0.1mm，点位目标应选在影像清晰的明显地物上且高程变化较小的地方，宜选在交角良好的细小线状地物交点、明显地物折角顶点、影像小于0.2mm的点状地物中心。
像控点测量可以采用多种测量方法进行，本次像片控制点测量采用动态处理GPS RTK、网络RTK模式进行施测。
3空三加密
采用全数字摄影测量系统，Inpho软件的MATCH-At模块加密。加密使用无人机低空航飞影像数据，物理像元尺寸为6.25um，焦距为35mm，作业之前对影像进行径向畸变差改正。
3.1内定向
内定向的目的是建立每张航片的像平面坐标系，由于数码影像可采用四角顶点像素数作为传统影像的框标，经过影像可量测化处理以后的数码影像，像主点移至相片中央，即X0=0，Y0=0，那么，每张航片的内方为元素是一样的，软件即可根据相幅大小、像素大小、鉴定焦距自动生成内定向文件，完成像平面坐标系的建立。
3.2 相对定向
在航线间首末加入2个同名点，以确定航带之间的相对位置关系。相对定向由程序自动完成。其中影像质量不太好的模型之间出现模型相对定向失败，采用人工干预，进行手工相对定向，完成整个测区的相对定向过程。
3.3模型连接
相对定向完成后，软件自动完成模型连接工作，软件自动在相片中线附近匹配大量的同名点作为模型连接点，这些连接点通过程序自动挑点后，在每张航片标准点位附近保留2-3个匹配质量好的点作为模型和航线间的连接点。
4、数字高程模型的制作
4.1采集特征线
DEM制作是采用立体采集特征线的方法完成，主要有以下特征采集方式。
单特征线：是指地形发生明显变化的地形变化线，量测时沿这些特征线以静态读点方式严格切准立体模型采集。遇树林等植被覆盖区，要尽量切准林间空地测读碎部点高程。
双特征线：是指依比例尺的陡坎、斜坡、河流等，为了保证影像纠正质量，对于带状构造物，应按双特征线量测上端两侧堤顶和下端两侧堤脚线。对于弯曲线状地物，至少要采集弧线上的三条特征线，特征线不应出现交叉点。
4.2制作DEM
利用立体采集的特征点线，在全数字摄影测量工作站VirtuoZo平台上构建TIN，然后内插生成格网DEM。在Global Mapper下，检查DEM有无飞点等问题，若发现错误，改正后，重新生成DEM。
5正射影像图（DOM）制作
在MapMatrix软件中，对影像进行匀光匀色，并利用DEM对匀过光色的影像进行正射纠正，在OrthoVista中对纠正后的影像进行拼接镶嵌和后期处理。
5.1正射影像匀色纠正
采用航天远景MapMatrix软件整体匀色。因季节、天气、太阳入射角、像片扫描等因素对真彩色航空影像的色彩影响较大，造成不同航线间以及相同航线的不同像片之间的影像色彩差异较大，因此必须通过色彩调整使整个区域影像色彩均匀一致。且需统一匀光模板，保证整个作业区DOM的色彩一致。
在航天远景MapMatrix软件中，导入空三加密成果和DEM成果，对影像进行单片正射纠正。
5.2正射影像镶嵌
匀色、单幅正射影像纠正及接边检查完成后，进行正射影像镶嵌。采用全数字摄影测量工作站Virtuozo自动空三加密模块进行正射影像的镶嵌。
镶嵌线尽量沿自然地物划出，如河流、山脊、山谷、树缝等影像变换处，避免穿越高于地面地物等。优先选取相片中心投影差小的影像进行镶嵌。镶嵌时应注意影像应连续完整，不得有重影、纹理断裂等现象。镶嵌后要保证地物的完整性和相对关系的正确性。要求图像清晰，明暗度、对比度适中，色调柔和，影像无明显变形。做完正射影像的镶嵌之后，还要对图幅进行颜色修正等一系列的工作，颜色修正可以在Photoshop中做。
5.3正射影像接边检查
相邻DOM镶嵌处的接边限差以目视直接判读不得出现明显接边痕迹为主要原则，对满足接边精度要求的影像进行无缝接边，对于接边超限的影像，须查明原因进行修改。
正射影像镶嵌前的接边检查，还需要检查相邻DOM镶嵌处的颜色，保证相邻DOM镶嵌后影像过渡自然，不得出现明显色差。
6总结
本次项目成果通过了自治区质检站的验收，各项精度达到了标准，说明无人机航摄测量对高山地和陡崖地形同样能保证精度。综上所述，无人机航空摄影的技术在具体的测量中有重要的实际意义。与传统的技术相比，有着不可替代的优越性，其应用的范围也会不断推广。