摘要：近几年无人机航测在大比例尺地形图测绘中迅速发展，凭借着其优良的灵活性、野外地形条件的适应性以及操控性，成为广大测绘工作者在野外地形图测绘首要选择对象。本文主要以大疆MATRICE 300 RTK无人机在烟台某地区地形图修测工作中的实际应用作为案例，从外业影像采集、内业数据处理、空三加密、精度分析、DEM、DOM、DLG数字线划图生产等多个方面，分析MATRICE 300 RTK无人机航测系统在本次应用案例中生产的DLG数字线画图的精度，从而证明MATRICE 300 RTK无人机航测技术在大比例尺地形图测绘中应用的的可靠性。

关键词：无人机航测;空三加密;地形图测绘;DOM;DEM;DLG

一、前言

近几年，无人机技术发展迅猛，广大测绘工作者在地形图测绘中无人机航测技术使用率不断提高，在一些小面积地形图测绘中，相比于传统航空摄影测量技术，无人机航测具备野外作业人员少、生产效率高、飞机起飞条件简单、无人机驾驶员上手方便等特点，尤其是在测区范围不大和作业区现场不具备大型飞机起飞条件的地区获取高分辨率影像方面显示出了比较大的突出优点。

二、大疆Matrice 300 RTK无人机参数

2020年5月深圳市大疆创新科技有限公司于发布大疆Matrice 300 RTK（以下简称M300 RTK）无人机，该无人机集成大疆先进的飞控系统、具备6方向感应，最大探测范围为40-50m，兼容全向避障雷达，并具备六向定位和避障等先进功能。可适配多款接口的云台相机，搭载禅思P1镜头，全画幅相机，像素为4500万像素。该无人机最大水平飞行速度为S 模式：23 m/s，P 模式：17 m/s，最大可承受风速15 m/s （7级风;起飞和降落阶段为12 m/s），双电池系统提升飞行安全系数，空载时飞行时间约55min。

三、大疆Matrice 300 RTK无人机外业、内业流程

（1）飞行作业。无人机航测工作中主要作业要点如下：①飞行前确定好飞行位置是否属于禁飞区、测区天气情况。②组装M300 RTK无人机、无人机与遥控器进行连接。③在无人机遥控器里设置好相机参数、航线、旁线重叠度、飞行高度、飞行模式等。④设置好无人机参数后选择起飞，无人机进入航线进行影像采集。⑤如果无人机在作业过程中出现异常情况，野外作业人员应根据现场实际情况对拍摄方案做出相应的调整。

（2）遥感影像处理。无人机航测的最终目的是获得目标测区的地理信息，通过采集的影像数据生成DLG、DSM、DOM、DEM等测绘产品。①数据预处理：此步骤主要是生成后期处理所需格式数据文件。②空三加密：航测数据预处理顺利完成后需要进行空三加密，空三加密方法主要分为三种：分别为航带法、光束法、独立模型法。

四、实例分析

2021年5月在烟台市区内某矿山采用大疆M300 RTK无人机进行地形图修测，大疆M300 RTK无人机在该区域中的飞行高度设置为250m，本次测区飞行面积为2.5km2，地面分辨率设置为0.05m，在测区内四周及中间均匀布设像控点8个，根据现场实际情况在测区内测设有代表性检查点10个。

（1）空中三角测量

1、技术流程

外业影像数据采集完内业进行空三加密。Pix4D是具有高度自动化的空三加密功能，粗差检测和剔除完全自动化。基于ORIMA的光束法平差内核高度集成的空三加密工具，对多天获取的多架次飞行数据可以一次加密，对加密区按格网分区，对各格网区域分别进行精度分析，根据分析结果，对弱控制区域进行自动连接点加密。

主要流程包括数据准备、建立工程、设置参数、连接点匹配、像控点添加、区域网平差计算，输出空三平差报告等，

2、空三精度分析

野外数据采集结束后，内业通过Pix4d软件对外业采集的航测影像进行空三加密处理，完成空三加密测量后，针对野外像控点以及检核点实测数据进行误差统计，基本定向点共计8个，平面位置中误差为0.059m，高程中误差为0.045m;检查点平面位置中误差为0.086m，高程中误差为0.072m，均满足规范要求。

1、DSM生成、过程DEM制作

空三加密成果提交之后，利用空三成果创建立体像对，在此基础上进行同名像点密集匹配生成DSM，对DSM进行植被及建筑物滤波，去除植被及房顶等处的点云，使其高程贴合自然地表。对过程DEM数据进行人工检查、编辑，进一步去除局部未过滤完全的非地面高程值。该过程DEM用于正摄纠正。

2、正射纠正

对于不理想区域对原因进行分析，反复修改直至生成合格的产品。

3、匀色处理

为保证最终成果色调一致，选择样片，用EPT软件对测区所有单模型DOM进行整体匀光匀色，保持地物色彩实际情况尽量一致，而且处理后的影像上不应有匀色处理的痕迹。

4、影像镶嵌与接边

对于局部有扭曲变形的区域用原始影像进行修补，同图幅之间的拼接采用在EPT软件中手工选取镶嵌线的方式，图幅与图幅间注意独立象素的结合。

5、DOM分幅裁切

接边后的DOM数据按照标准比例尺图幅进行分幅裁切，范围按图廓线向外扩展10mm，测区周边为自由图边。

5.1、DEM制作要求

1）数字高程模型的高程与附加矢量文件中对应特征点或等高线的偏差小于2/3 等高距。

2）附加矢量文件的图幅接边精度与相应比例尺的DLG要求相同。

5.2、特征数据采集

1）内业进行特征点、地物点采集时应切准地面进行三维坐标量测。

2）特征点包括沟底等特征变化处，特征线包括陡坎、堤坝等的上下沿线等。

5.3、构TIN内插生成DEM

对采集的特征点、特征线要素进行矢量接边，检查特征点线采集是否符合要求，不符合要求的在立体环境下进行修测或补测，然后重新构TIN内插生DEM。

5.4、DEM编辑

当DEM中的格网点高程误差超过规定时需要在立体环境下进行修改。

5.5、DEM接边及镶嵌裁切

1）对DEM数据进行接边，检查同名格网点高程，差当大于2倍中误差时，应分析原因，检查DEM及特征数据是否贴合地面，修改合格后重新接边。

（3）DLG数据生产

基于0.05 米地面分辨率的数字航空影像，在空三加密的基础上，采用全数字航空摄影测量法，通过内业立体采集结合外业调绘，完成新增区域和零星变化区域内的1：2000 DLG数据生产或更新;采用全野外数字测量法进行实地采集，完成连片变化区域内的1：2000 DLG数据更新。

5.6、立体套合检查

已有的DLG数据生产于2017年，地形、地物要素的表示方法按2007版《图式》执行，目前该规范已被2017版《图式》代替。在作业开始前，首先应根据2017版《图式》要求制作EPS软件的mdt模板文件，并将已有DLG数据转换为符合该模板的数据。

5.7、立体测图

1）数据判绘采集使用EPS与航天远景联测的方法，减少测图与建库阶段间的数据转换环节;

2）根据建立的立体模型，按照立体模型判读进行地物、地貌的测绘;

五、结语

通过本次矿山竣工测量航测项目的实践，确认大疆M300 RTK无人机外业航空摄影与内业Pix4d、EPS软件相结合，经过空三加密、生成垂直摄影模型、立体测图处理，获取的大比例尺地形图具备厘米级的精度，平面位置和高程精度满足有关大比例尺地形图测绘规范要求。这说明利用M300 RTK结合Pix4d、EPS等内业处理软件进行大比例尺地形图测绘的可行性。

参考文献

[1]陈端祥.无人机遥感测绘技术在矿山测量中的应用[J].海峡科学，2020（8）：43-46