1.项目概述
1.1项目背景
应某单位要求，获取测区房屋1：500全要素地形地籍图，并采集房屋立面图。利用智航SF700A旋翼无人平台搭载T53P倾斜相机，进行农房倾斜摄影测量，获取高精度三维实景模型数据。基于三维实景模型采集地物属性信息和空间要素信息，生成测区范围的数字线划图及立面图。
1.2测区基本情况
1.3成果要求
最终生成的成果包括倾斜三维模型、地形地籍图、房屋立面图、立面图计量统计表。
2.技术路线
针对实际测区情况，以高精度得成果要求为标准，项目基于智航SF700A旋翼无人平台搭载T53P倾斜相机，借助相配套的南方航测数据处理软件体系，设计总体技术路线如下图所示：
图1：技术路线
（1）像控点布设。为满足项目中多个环节得处理及检查要求，需要在测区内选取和实测一定数量的像控点。
（2）航测影像数据获取。利用旋翼无人机飞行平台，搭载五镜头设备，进行航测影像数据获取。
（3）照片数据预处理。无人机外业作业完成后，需要对差分数据和照片进行整理，包括POS和照片分组对齐、相片重命名等操作。
（4）影像空三。航测影像数据预处理完成后，依据影像POS信息、控制点信息，进行空中三角测量。
（5）成果数据生产。测区三维实景模型、数字表面模型生产是倾斜摄影技术中心时间最长的环节。借助专业软件，生成高精度三维实景模型。
（6）数字线划图及立面图生产。在三维数据采集软件中（南方三维测图软件uFeature3d），基于三维实景模型采集地物属性信息和空间要素信息，生成数字线划图及立面图。
3.方案实施
3.1像控点布设采集
借助南方航次一体化处理软件，提前规划好像控点，将规划好的像控分布通过云端服务器上传至云端服务器，为实际像控采集提供依据。
图2：像控点规划
通过southuav2.0软件，连接云端服务器，下载规划好的像控分布图，在现场布设采集像控。
图3：像控点采集
3.2 无人机外业数据采集
项目实施采用智航SF700A作为无人机飞行作业的平台，智航SF700A是目前市面上最为小巧得工业级智能无人机航空测量系统之一。具有上手块、精度高、航程长等优势。具备仿地飞行、PPK定位、毫米波雷达避障、下视激光雷达测距等功能配置。
图4：智航SF700A无人机
南方无人机T53P倾斜相机，是一款具备增稳得小巧云台，能够提高正射影像采集的精度与效率。T53P倾斜5镜头相机具有全自动修复，总像素1.2个亿，完全满足此次项目精度要求。
图5：T53P倾斜相机
智航SF700A搭载T53P倾斜相机进行航空影像采集。为满足成果精度要求，航线设计时采用了较高得数据采样率。倾斜摄影作业得飞行高度为96米，80%和70%得航向和旁向重叠度，1.5cm/像素。在天气及空域条件满足时，项目组实施飞行作业。项目组使用了中国移动CORS系统，通过试用实时RTK和后差分PPK结合得方式，获取高精度POS信息，为影像空三及建模提供高质量数据。
图6：航线规划
3.3照片数据预整理
无人机外业作业完成后，需要对差分数据和照片进行整理。基于南方航测一体化处理软件SouthUAV 2.0，可以实现实时差分解析、后差分数据处理、POS和照片分组对齐、相片重命名等操作。
南方航测一体化处理软件，通过设备连接功能，直接从镜头读取影像数据，也支持从磁盘内读取照片数据，处理完成后将数据组织下载到指定位置，支持多线程同时下载5镜头数据，并且提供两种数据下载方式。支持自动对齐架次照片分组，自动识别地面点及废片，一键清除地面点和多有镜头的废片，也支持处理丢片、丢点等情况，提供插值和标记跳片工具，全方位处理所有数据异常情况。
图7：照片精简
3.4影像空三
影像空三平差是倾斜摄影技术中的关键步骤，影响到三维实景模型的精度。项目组使用ContextCapture软件完成影像空三处理。在处理过程中，刺点原则为:每个像控点刺点数量不能小于18张，每个像控点每个镜头的刺点数量不少于3张，且每个镜头不能在同一条航线上。
图8：影像空三
图9:像控刺点
3.5 成果数据生成
三维实景模型生产是倾斜摄影技术中的时间最长的环节。项目组使用ContextCapture软件完成相关成果数据生产。
图10:三维模型
3.6数字线划图及立面图生产
基于三维实景模型采集地物要素，需要借助专门的数字线划图软件。项目组采用南方航测三维测图软件进行数字线划图生产。南方航测三维测图软件，简称：uFeature3D，是一款集成测绘、CAD、GIS三个领域实用技术的桌面信息化测绘系统，系统提供空间和属性数据的浏览、查询、采集、编辑、管理、分析、制图输出等与测绘和GIS的核心功能，包括三维采集模块，支持用户在实景三维模型上进行地物采集并成图等工作，可以提供多种多样的量测和绘图工具，满足用户多样化的绘图要求。
图11：数字线划图生产
图12：立面图
图13：立面统计表
4.结果分析
4.1精度分析
使用ContextCapture软件进行影像空三操作，生成精度报告。在空三报告中查看所有控制点与检查点误差，如果精度达到规范要求，可以进行模型重建。如果空三精度未能达到要求，查找对应的原因，解决相关问题，重新进行影像空三，查看精度报告，直至检查点精度达到相关规范要求。
表1：检查点精度结果
点号 | x差值（单位：m） | y差值（单位：m） | 高程差值（单位：m） |
1 | -0.035 | -0.024 | -0.05 |
2 | -0.032 | 0.028 | -0.05 |
3 | -0.021 | 0.013 | -0.03 |
4 | -0.045 | -0.045 | -0.02 |
5 | -0.02 | -0.029 | -0.06 |
5.总结
在实际项目实施过程中，项目组得出如下总结及展望：
（1）此次项目的顺利完成，离不开智航SF700A的精度高、航程长、平台稳，T53P倾斜相机提供的高像素、高效率、高品质，以及覆盖航测全流程的系统性软件体系，包括智能化得南方航测一体化处理软件SouthUAV2.0，简便式像控采集的像控之星，满足多样化绘图的南方航测三维测图软件uFeature3D，云端互联得无人机管控平台系统。
（2）通过农房立面测量项目，验证了基于智航SF700A平台的倾斜摄影技术的精度可以达到农房中得各项应用。
（3）基于智航SF700A旋翼无人平台搭载T53P倾斜相机，进行农村地籍测量及立面测量，减少了外业人工，提高了内外业效率（该项目外业派出2人耗时半天完成，内业2人，耗时2天完成地形图及立面图制作）。
