无人机航测成果精度分析

抚顺市东洲区千金乡 1 1000 数字线划图 DLG 航测成图项目 成果精度分析报告 1 无人机航空摄影测量概述无人机航空摄影测量概述 低空数字航空摄影测量相对传统摄影测量来说 机动快速 操作简单 云下摄影 能获取高分辨率航空影像 影像制作周期短 效率高 成本低 在应急测绘 困难地区测绘 小城镇测绘 重大工程项目测绘 小范围高 精度测绘应用广泛 但是 固定翼无人机舰空摄 影侧量系统采用的传感器是由 工业级 CCD 改装的相机 这种 相机为非测量相机 较之传统的 测绘航空摄影传惑器 存在着光 学畸变差 CCD 阵面非正交性所 产生的误差 另外 由于 CCD 阵面为非正方形 其摄影机的放 置方式也影响实际航空摄影的 基线长度 再加上后期像控点联 测 立体量测的误差 形成了影 像无人机航空摄影测量最终产 品质量的主要因素 2 影响无人机航测精度的影响无人机航测精度的 几大要素几大要素 固定翼无人机航空测量系 统在进行地形测量时 存在着测 量误差 这些误差主要来源于仪 器误差 人为误差 气候等外界 因素影响产生的误差 方案设计 航空摄影 检核 像控点联测 空三加密 立体量测 正射影像制作 检查 外业调绘 补测 DLG 编辑 检查 成果上交 不合格 合格 合格 合格 不合格 不合格 不合格 2 a 仪器误差 由于仪器设计 制作不完善 或经校验还存在残余误差 这部分误差主要是传感器量化过程带来的系统误差 b 人为误差 由于人的感官鉴别能力 技术水平和工作态度因素带来 的误差 以及像控识别 空三加密 立体采集产生的人为误差 c 外界因素 由于天气状况对飞行器姿态和成像质量的影响产生的误 差 3 无人机航无人机航摄摄误差分析误差分析 由于固定翼无人机的载重及体积的原因 无法搭载常规的航摄仪进行 测绘航空摄影 自前选用的是中幅面 CCD 作为传感器的感光单元 经过 加固和电路改装以后 成为具有稳定内方价元索豹数码相机 由于感光单 元的非正方形因子和非正交性以及畸变差的存在 畸变差的存在使测量成 果无法满足精度要求 4 像片控制测量误差分析像片控制测量误差分析 像控点精度有刺点精度和观测精度 在观测精度符合设计要求的情况 下 刺点精度成为影响像片控制测量精度的主要因素 由于固定翼无人机 的像幅较小 可供选择像控点位的范围相对较小 经常会出现在像控点布 设的范围内找不到明显地物刺点 尤其是在野外居民地稀少地区 像控点 选刺在地物棱角是否明显 影像反差是否理想的地点 都是制约像控点精 度的因素 5 内业数据采集误差分析内业数据采集误差分析 内业数据采集分为空三加密与立体量测 像控点识别与判读均会与外 业实际位置产生一定的误差 空三加密时也会有一定的误差 还有在立体 采集量测时切测的误差等等 6 结论结论 上述分析归纳了影响无人机航测精度的误差种类 下面根据 2011 年 5 3 月完成的抚顺市千金乡 1 1000 比例尺地形图测绘任务为例进行精度统计 测区在抚顺市千金乡境内 面积约 5km2 相机型号 佳能 5D II 镜头焦距 EF28mm f 2 8 飞行相对高 360m 影像分辨率 8cm 相机参数 序号 检校内容 检校值 1 主点 x0 2796 2982 2 主点 y0 1846 6923 3 焦距 f 4438 9199 4 径向畸变系数 k1 0 000000005718907540 5 径向畸变系数 k2 0 000000000000000310 6 偏心畸变系数 p1 0 000000058198726997 7 偏心畸变系数 p2 0 000000071497189599 8 CCD 非正方形比例系数 0 000128496390 9 CCD 非正交性畸变系数 0 000060559795 注 坐标原点在影像左下角 参与相机鉴定的控制点残差中误差 mx 0 128 像素 my 0 147 像素 Max 0 309 像素 Min 0 002 像素 以像素为单位 分辨率号称 0 08m 一个像素相当于地面 8cm 8cm 4 的范围 由于仪器误差引起的畸变差 非正交性差带来的误差 加上天气 外界因素影响 实际分辨率已接近 0 1m 也就是说在我们进行航测作业前 航片的精度大约为 10cm 像控点的选刺位置在内业识别 判读时所达到的精度 点位 说明 精度 明显地物点 棱角明显且无植被覆盖 无阴影遮挡的建筑物的 角上 1 像素 较明显地物点 棱角不明显的建筑物 虽然棱角明显但被植被覆 盖或有阴影遮挡的建筑物的角上 2 像素 一般地物点 边界清晰的道路交汇处 2 3 像素 普通地物点 边界不清晰的道路交汇处 普通地貌边角点 3 4 像素 立体量测时 因作业人员的能力 技术水平和工作态度等因素 采集 精度 明显建筑物边线误差一般在 1 2 像素之间 一般建筑物边线 2 3 像 素 普通地物 3 4 像素 地貌线 地类界线等 4 5 像素 这是在影响较好 无遮盖 无阴影的情况下的精度 如果有遮盖和阴影时误差还要加大 综上所述 根据误差累积原理 固定翼无人机航空摄影测量矢量成图 成果的精度总结如下 像控点位 量测位置 精度 实地误差 明显地物点 明显建筑物 1 2 像素 0 1m 0 2m 一般建筑物 2 3 像素 0 2m 0 3m 普通地物 3 4 像素 0 3m 0 4m 地类界 4 5 像素 0 4m 0 5m 5 像控点位 量测位置 精度 实地误差 较明显地物点 明显建筑物 2 3 像素 0 2m 0 3m 一般建筑物 3 4 像素 0 3m 0 4m 普通地物 4 5 像素 0 4m 0 5m 地类界 5 6 像素 0 5m 0 6m 一般地物点 明显建筑物 3 4 像素 0 3m 0 4m 一般建筑物 4 5 像素 0 4m 0 5m 普通地物 5 6 像素 0 5m 0 6m 地类界 6 7 像素 0 6m 0 7m 普通地物点 明显建筑物 4 5 像素 0 4m 0 5m 一般建筑物 5 6 像素 0 5m 0 6m 普通地物 6 7 像素 0