第３７卷第１２期 ２０１４年１２月 测绘与空间地理信息 ＧＥｏＭＡＴＩＣｓ＆ＳＰＡＴＩＡＬ ｌＮＦｏＲＭＡＴｌｏＮ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ Ｖｏ１．３７．Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．，２０１４ 两种几何校正方法的无人机ＤＯＭ 平面精度的对比分析 张槟，李卓，郎 宁 （黑龙江北斗国土测绘有限公司，黑龙江哈尔滨１５００９０） 摘要：通过实验说明，采用两种几何校正方法得到的数字正射影像之间平面精度的差异，以及控制点在不同阶 段对于系统误差消除的作用。 关键词：无人机；ＤＯＭ；几何校正；精度 中图分类号：Ｐ２３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５８６７（２０１４）１２—０２１４—０２ Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｐｌａｎａｒ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｆｏｒ ＵＡＶ ＤｏＭ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｔｗｏ Ｗａｙｓ ＺＨＡＮＧ Ｂｉｎ，ＬＩ Ｚｈｕｏ，ＬＡＮＧ Ｎｉｎｇ （Ｈｅｆｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｂｅｔｔｅｒ Ｍａｐｐｉｎｇ ａｎｄ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｒｂｉｎ １５００９０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ｔｈｅ ｐｌａｎａｒ ａｃｃｕｒａｃｙ ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ＤＯＭｓ ｔｈｏｓｅ ａｒｅ ｃｒｅａｔｅｄ ｂｙ ２ ｍｅｔｈｏｄｓ，Ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｙｓ— ｔｅｍ ｅｒｒｏｒ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ａｔ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＵＡＶ；ＤＯＭ；ｇｅｏｍｅｔｉｃ ｃｏｒｒｅｃｔｒｉｏｎ；ａｃｃｕｒａｃｙ ０引 言 近年来民用无人机航空摄影发展迅速，以其灵活机 动、反应迅速、低空高清等优势，在应急测绘中发挥着巨 ２几何校正方法 ２．１ 方法介绍 无人机正射影像的几何校正方法通常有两种，一是 大作用，为获取高分辨率和高精度的数字正射影像，国内 外众多公司开发了一系列针对生产无人机正射影像的软 在空三加密的同时，输入控制点信息，控制点坐标参与到 空三加密的平差解算中，拼接后直接得到具有坐标信息 的正射影像；二是以自由网的形式进行空三加密后…，拼 接得到自由坐标的正射影像 ，然后根据影像上的同名 件，形成了比较成熟的技术。本文主要就两种几何校正 方法，对无人机数字正射影像（Ｂ类）产品的平面精度开 展对比分析。 地物点利用专业的ＧＩＳ软件进行多次二项式几何校正 。 两种方法都能完成几何校正，其区别在于，第一种方 １航摄情况简介 摄区南北长约２．７３ ｋｍ，东西宽约２．８３ ｋｍ，面积约 法属于事前校正，先得到具有坐标信息的正射单片，只需 进行单片拼接就可以得到具有坐标信息的数字影像；第 二种方法属于事后校正，即对自由坐标的影像进行整体 校正后，最终得到具有坐标信息的数字影像。 １０．４７ ｋｍ ，位于南方低山丘陵地带，山丘的岩溶地貌发育 显著，摄区地势东北高、西南低，丘陵主要分布在摄区东 部及东北部，西部及西南部为平原。 摄区最高点海拔３８１．７１５ ｍ，最低点海拔２２１．７９１ ｍ， 摄区最大高差１５９．９２４ ｍ。拍摄高度海拔７８０ ｎｌ左右，共 ７条航带，有效像片数１８９张。 ２．２关键流程 事前校正如图１所示，事后校正如图２所示。 ３ 结果分析 ３．１ 结果有效性分析 摄区地形属于丘陵，航摄时机选择当地时间７月５日 收稿日期：２０１４—０５—３０，修订日期：２０１４—０９—３０ 作者简介：张槟（１９７３一），男，黑龙江嫩江人，工程师，主要从事测绘工作。 第１２期 张槟等：两种几何校正方法的无人机ＤＯＭ平面精度的对比分析 ２ｌ５ 内定向 带控制点的 空三｜加密 拼接 图１事前校正 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｅｆｏｒｅ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ 内定向 自｝｝ｊ网空三 加密 拼接 几何校 图２事后校正 Ｆｉｇ．２ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｆｔｅｒ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｌ６时，晴朗无云，太阳高度角３３．３９。，阴影倍数１．５２，地面 分辨率约０．１５ ｉｎ，航摄季节、时间和地面分辨率符合《低 空数字航空摄影规范》ＣＨ／Ｚ ３００５—２０１０中有关１：２ ０００ 比例尺数字正射影像的规定。 如图３所示，摄区内布有控制点３２个，分别利用１２ 个、１７个点作为控制点和平面精度检验点，其中Ｂ１３， Ｂ２３，Ｂ２５三个控制点模糊不清，故不采用。 图３参与纠正的控制点分布 Ｆｉｇ．３ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ３．２精度对比分析 检验点误差对比见表】。 ＣＨ／Ｚ ３００３—２０１０《低空数字航空摄影测量内业规 范》中规定，丘陵地区１：２ ｃ１００比例尺数字正射影像图（Ｂ 类）检查点平面位置最大中误差限值为１．７５ ｍ。 从表２中看出，两种方法的检验点中误差均符合ＣＨ／ ｚ ３００３—２０１０（低空数字航空摄影测量内业规范》中关于 １：２ ０００比例尺测图的规定，但无论从最小误差、最大误差 及中误差来衡量，采用事前校正的影像平面精度明显好 于事后纠正。 表１检验点误差对比（单位：米） Ｔａｂ．１ Ｃｏｎｔｒａｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｅｒｒｏｒ ｂｙ ｔｗｏ ｗａｙｓ（Ｕｎｉｔ：ｍ） 表２误差对比（单位：米） Ｔａｂ．２ Ｃｏｎｔｒａｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｒｒｏｒ ｂｙ ｔｗｏ ｗａｙｓ（Ｕｎｉｔ：ｉｎ） 事前校正通过控制点参与区域网平差计算，加入了 坐标的改正参数，因此，减少了系统误差，而事后校正在 区域网平差中缺少坐标改正参数，拼接的自由坐标的影 像中残留了较多的系统误差，通过后期的几何校正也不 易消除 。 ４结束语 本文通过实验结果证明，两种几何校正的方法都能 满足数字正射影像（Ｂ类）的精度要求，事前校正的结果 优于事后校正。但对于应急测绘的项目，往往难以进行 即时的控制点测量，因此，采用事后校正的方式更利于快 速获得数字正射影像，满足工作需求 。然而，基于数字 正射影像生产ＤＬＧ的测绘项目，应优先采用事前校正的 方法，从而得到较高精度的测绘产品。 参考文献： ［１］刘春，李巍岳，雷伟刚，等．基于光束法自由网平差的无 人机影像严格拼接［Ｊ］．同济大学学报：自然科学版， ２０１２，４０（５）：７５７—７６２． ［２］ 鲁恒，李永树，何敬，等．一种基于特征点的无人机影像 自动拼接方法［Ｊ］．地理与地理信息科学，２０１０，２６（５）： １６—１８． ［３］ 栾庆祖，刘慧平，肖志强．遥感影像的正射校正方法比较 ［Ｊ］．遥感技术与应用，２００７，２２（６）：７４３—７４７． ［４］ 高，范永杰，宋倩，等．空三加密在数字摄影测量中 的精度分析［Ｊ］．山东国土资源，２０１０，２６（１２）：２６—２８． （下转第２１７页） 第ｌ２期 于欣：关于现代城市影像地图集编制的探讨 ２１７ 法名城——乌海的自然地理和社会经济现状。《乌海影像 色。“乌”字字型具有神奇的传说，字头像龙头，字尾像马 综合地图集》在制定图集选题时遵循了内容恰当，全面反映 头，字形像是母亲河黄河穿过乌海市河湾的形状，透过 乌海自然地理特征、社会人文状况和经济建设成就，充分展 “乌”字让我们看到了这个神奇、多彩、创造奇迹的城市， 示乌海基础建设、投资环境和未来发展前景，突出乌海固有 领会到５３万乌海人民心手相牵，建设乌海的龙马精神，它 的文化特色的方针。图集在总体设计上把握了反映乌海文 就是乌海的标志。 化特色的原则；在表示内容、表示方法上有了大胆的突破和 同时，《乌海影像综合地图集》也极具收藏价值。一 创新，特别是将书法元素与地图内容的有机融合，更为“中 方面名家书法作品和摄影作品贯穿于整部图集，其中不 国书法城・乌海”“中国硬笔书法城・乌海”的地域文化特 乏有书法大家的作品真迹展示，以及我们制作时高保真 色丰富了内涵。将书法艺术融入到影像图集中，这也是我 的复制和处理，保留了原书法作品的神韵；另一方面为了 们地图人在地图设计理念上大胆的创新，是探索地图文化 更好地体现中国书法城乌海，图集以插页的形式编排了 创意产业的新路径，使地图文化产品更加深入地融入社会 国家邮票总公司迄今发行的全部５套完整的中国古代书 和大众生活中做了一个示范，为今后地图文化产品创新设 法珍邮，是不可多得的民族文化艺术珍品，既让读者感受 计提供了参考，并奠定了一定的基础。 到中国古代书法艺术的博大精深，又便于收藏。 ２图集独道的设计特点 ３结束语 ２．１ 地图整饰设计理念新颖、设计别致 《乌海影像综合地图集》独到的设计风格，具有时代 打破了我国编著出版图集的一贯做法和常规影像图 性和新颖性。《乌海影像综合地图集》反映出了图集设计 集的设计理念，地图版面设计不一，且刻意留白，配置书 人员的用心和他们的智慧；依靠图集自身魅力征服了广 法、篆刻等元素点缀，特别是版面整饰选用了与书法有关 大读者，让城市影像图集深入到读者的心中，令人爱不 的卷轴造型效果以及淡化的瓦当，使中国古文化的精灵 释手。 与书法艺术有机地结合在一起，极大地丰富了中国书法 《乌海影像综合地图集》作为设计和编制的现代城市 城乌海的地域文化内涵。 影像地图集，是市场意识、地图设计、现代高新测绘技术 图集在设计中力求人无我有、有亮点，创新了地图文 有机结合的体现。高新测绘技术为现代城市影像地图集 化产品的内容与形式。图集融人摄影、书法、篆刻、瓦当等 的设计和编制提供了全新的设计平台和生产工艺，真正 作品，通过以条幅、横幅、扇面、斗方等小品精品形式出现在 将图集的科学性、实用性、艺术性融为一体，为社会提供 图集留白中，充分体现了中国传统文化书法艺术的内在文 了新颖、实用、真实，具有收藏价值的读本。而《乌海影像 化底蕴，凸显了人无我有的特色优势，让读者赏心悦目。 综合地图集》是现代城市影像地图集设计和编制的一个 ２．２在地图分幅方面采用了非连续分幅排序 非常成功的范例。 鉴于制图区域的自然地理和行政区划特点，突破影 参考文献： 像图集连续分幅的检索排序，创造性地采用非连续分幅 检索排序，最大限度地展示了乌海市三区以外的其他（例 ［１］祝国瑞，郭礼珍，尹贡白，等．地图设计与编绘［Ｍ］．武 如开发区、种植基地、甘德尔景区等），便于大范围区域的 汉：武汉大学出版社，２０１０． 检索查询、规划和决策使用。 ［２］ 张忠明，郦淑俊．影像地图集的设计与研制［Ｊ］．现代测 ２．３ 图集外观装帧完美、独具特色 绘，２０１１，３４（３）：５５—５６，６４． 《乌海影像综合地图集》为大度ｌ６开，有１８个印章， ［３］ 陆明华．浅谈《上海市影像地图集》的设计思想［Ｊ］．测 绘通报，２００３（７）：４９—５１． 采用１２０克进口铜版纸四色印刷，锁线背胶、彩封精装的 ［４］ 李勇，尹朝阳．《南京市影像地图集》（主城篇）的设计编 装帧形式。图集彩封选用了典雅、大方、稳重、充满生机 制与研究［Ｊ］．测绘通报，２０１０（１２）：６２—６５． 盎然的绿色，具有时代性，封面设计与图集中内容是一个 ［５］方国武．我国专题地图集发展与趋势分析［Ｊ］．测绘与空 完美的结合，充分体现了自然和谐，这在自治区出版的图 间地理信息，２０１４，３７（１０）：２３０—２３３． 集中也是首屈一指。彩封利用凹凸技术压印在封面上的 ［编辑：张曦］ 著名书法家周天甫真迹的“乌”字，新颖美观，独有乌海特 ｆ上接第２１５页） ［５］周占成，朱陈明．无人机航摄系统获取ＤＯＭ的技术研究 ２０１３，３６（７）：１７４—１７６． ［Ｊ］．测绘标准化，２０１１．．２７（３）：１６—１８． ［８］ 武帅莹．基于无人机影像区域网平差精度研究［Ｊ］．测绘 ［６］张万强，赵俊三，唐敏．无人机影像构建三维地形研究 与空间地理信息，２０１４，３７（９）：１００—１０２． ［Ｊ］．测绘工程，２０１４，２３（３）：３６—４１． ［编辑：罗研］ ［７］ 姜丽丽，高天虹，白敏．：）己人机影像处理技术在大比例尺 基础测绘工程中的应用研究［Ｊ］．测绘与空间地理信息，
