CN115493567B - 一种基于无人机技术的国土测绘制图方法、系统、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于国土资源图像处理技术领域，公开了一种基于无人机技术的国土测绘制图方法、系统、应用。所述基于无人机技术的国土测绘制图方法包括：运用无人机对待测绘区进行三维实景国土建模，获取三维实景模型；根据获取的三维实景模型进行方量计算，获取三维实景影像，并获得范围定界、方量估算参数；运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作，并发送客户端。本发明运用无人机对实景现状进行数字正射影像图制作，为国土监察执法，提供基础数据，作为卫片执法的辅助手段；本发明在批地、用地阶段提供实景相片，为相关手续办理提供照片；本发明运用到方量计算方面，提供三维实景影像，作为范围定界、方量估算的重要依据。
Description
技术领域
本发明属于国土资源图像处理技术领域，尤其涉及一种基于无人机技术的国土测绘制图方法、系统、应用。
背景技术
国土资源是一个国家人民生活的场所和生产基地，是国家和人民赖以生存和发展的基础，因此，从这个意义上来讲，可以认为国土资源是指一个国家主权管理地域内一切自然资源的总称，其中最主要的就是土地、水、气候、生物和矿产资源。中国土地资源总量丰富、土地利用类型齐全，但人均土地占有量小、各类土地所占的比例不尽合理，土地资源相对不足。
伴随着我国城市化进程的不断推进，土地资源短缺问题正日益成为我国经济社会可持续发展的制约瓶颈。据对交通、铁道、水利、民航、地矿、煤炭、石油、电力等部门的调查，预计今后我国基础设施建设需占用的耕地还会更多、国土资源也越来越紧张；而且我国农垦历史悠久，质量好的土地资源绝大多数已被开发利用，耕地后备资源潜力小。如果不对土地资源加以合理的使用，不仅会造成土地资源的浪费，还会影响土地潜能的发挥。
土地测绘技术是合理应用土地的基础，而随着经济和科学技术的发展，国土测绘技术也从传统的丈量逐渐转变为今天的以数字化和信息化为特点的现代测绘技术。土地测绘要求的专业性强，对数据测量精度的要求越来越高，这就要求我们掌握更先进的测量手段，而现有的测绘技术已经无法适应于现代土地测量工作的需求。
为解决上述问题，现有技术一提供了一种基于动态遥感监测技术的国土测绘方法，包括以下步骤：
根据用户的测绘需求确定待测区域，并基于所述待测区域设定测绘无人机的飞行路线；
控制测绘无人机在待测区域上空依据设定的飞行路线飞行，并相隔一段预设的时间间隔，先后获取待测区域中不同分块的地面遥感影像数据；
对不同分块的地面遥感影像数据进行处理，获得待测区域中所有分块的正射影像图及待测区域的地形图；
基于土地利用类型的不同地理特征信息，建立解译标识；
通过所述解译标识对待测区域的地形图进行自动解译，判断待测区域的土地利用情况，并建立土地利用情况数据网络。
对于测绘后的数据，需要进行后期制图，现有技术二提供了一种基于无人机技术的国土测绘制图系统，所述制图系统包括系统运行层、数据管理层、组件支撑层和业务逻辑层；所述系统运行层基于GIS软件,包括操作系统、网络系统、安全系统及制图输出设备；所述数据管理层为制图系统提供数据支持，所述组件支撑层由多个功能单元构成，负责具体制图工作；所述业务逻辑层为制图系统制定各层级组件的运行逻辑，在系统各单元的数据转换过程中起到承上启下的作用，对系统各组件进行有效连接。
目前无人机上可设置拍摄装置，通过遥控无人机用户可以实现航拍，为用户提供全新的拍摄角度，无论拍摄人像还是拍摄风景都可以适用。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有技术土地测绘数据的精确性差，不能减少土地管理成本，不能提升土地资源的利用效率。
(2)现有技术的制图速度慢，制备的图准确性以及逼真效果差。
(3)传统的无人机拍摄方法中，通常使用遥控器手动控制无人机的飞行轨迹；拍摄图像和视频时，需要调整好拍摄位置和角度，然后逐个镜头进行拍摄。这样的拍摄方法操作繁琐。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种基于无人机技术的国土测绘制图方法、系统、应用。
所述技术方案如下：基于无人机技术的国土测绘制图方法，包括以下步骤：
S1，运用无人机对待测绘区进行三维实景国土建模，获取三维实景模型；
S2，根据获取的三维实景模型进行方量计算，并获得范围定界、方量估算参数；
S3，运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作，发送客户端。
在一个实施例中，在步骤S2中，根据获取的三维实景模型进行方量计算，包括对三维实景影像进行成果质量评分，并采用计算成果质量评分值。
在一个实施例中，对三维实景影像进行成果质量评分包括：
a)将质量元素得分预置为100分，根据相应质量元素中出现的错漏逐个扣分；S1的值按公式(1)计算；
S1＝100-[a1×(12/t)+a2×(4/t)+a3×(1/t)] (1)
式中，S1表示质量元素得分；a1、a2、a3表示质量元素中相应的B类错漏、C类错漏、D类错漏个数；t表示分值调整系数；
b)采用加权平均法计算成果质量得分，S的值按公式(2)计算；
式中，S表示成果质量得分；S1i表示质量元素得分；Pi表示相应质量元素的权；n表示成果中包含的质量元素个数。
在一个实施例中，在步骤S2中，三维实景模型运用无人对现状地物进行拍摄，再运用制图软件进行实景建模，结合现场与确定的范围界限进行套合，获取建筑地物信息、高程信息内容，再运用CASS软件、EPS软件进行方量估算。
在一个实施例中，在步骤S3中，运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作中，结合软件形成测区正射影像图。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于无人机技术的国土测绘制图方法的系统，该基于无人机技术的国土测绘制图系统包括：
三维实景模型获取模块，运用无人机对待测绘区进行三维实景国土建模，获取三维实景模型；
三维实景影像获取模块，根据获取的三维实景模型进行方量计算，并获得范围定界、方量估算参数；
影像图制作模块，运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作，发送客户端。
本发明的另一目的在于提供一种无人机，实施所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
本发明解决了现有技术土地测绘数据的精确性差，不能减少土地管理成本，不能提升土地资源的利用效率的问题。
本发明能够简化测绘步骤，提高作业效率；能够为甲方提供直观结果，简单易于沟通。
第二、把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
本发明现有技术的制图速度快，制备的图准确性以及逼真效果良好。
本发明提供的无人机拍摄方法，自动控制无人机的飞行轨迹。拍摄图像和视频时，拍摄位置和角度好，拍摄方法操作简便，获得图像清晰。
本发明运用无人机对新建小区进行三维实景建模，为规划验收提供模型，为实景三维建设提供基础资料；
本发明运用无人机对实景现状进行数字正射影像图制作，为国土监察执法，提供基础数据，作为卫片执法的辅助手段；
本发明在批地、用地阶段提供实景相片，为相关手续办理提供照片；
本发明运用到方量计算方面，提供三维实景影像，作为范围定界、方量估算的重要依据。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本发明实施例提供的基于无人机技术的国土测绘制图方法流程图；
图2是本发明实施例提供的本发明实施例提供的基于无人机技术的国土测绘制图系统示意图；
图中：1、三维实景模型获取模块；2、三维实景影像获取模块；3、影像图制作模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
一、解释说明实施例：
实施例1
卫星遥感技术、航空遥感技术已经相对成熟和完善，但是作为专业地理信息应用来说，卫星遥感技术的数据获取能力不足、现势性差、回访慢等特点是其硬伤，而飞机航摄又存在机场管理、空域申请流程复杂、对云层要求较高等问题，因此，随着通信技术、传感器等技术的发展，本实施例通过测绘无人机结合遥感技术进行国土测绘与制图。
对于每季度下发卫片及上级督导地块，用精灵4RTK等无人机，对测区进行正射影像采集，讲采集的影像数据与下发影像、矢量进行处理，满足国土监察、执法需求。
运用无人机对需上报图件进行360度全景影像拍摄，提供地块详实的影像资料。
运用无人机对拆迁地块进行正射影像处理，结合矢量，为报批土地、规划等内容提供影像资料。
如图1所示，本发明实施例提供的基于无人机技术的国土测绘制图方法包括以下步骤：
S101，运用无人机对待测绘区进行三维实景国土建模，获取三维实景模型；
S102，根据获取的三维实景模型进行方量计算，并获得范围定界、方量估算参数；
S103，运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作，发送客户端。
在步骤S102中，实景三维模型一般运用大疆精灵4RTK，大疆M300、南方SF700等无人飞行器，对现状地物进行拍摄，再运用CC、PIX4D、大疆制图等软件进行实景建模，结合现场与甲方确定的范围界限进行套合，获取建筑地物信息、高程信息等内容，再运用CASS、EPS等软件，进行方量估算。
在步骤S103中，运用无人机进行拍摄后，结合软件形成测区正射影像图，按照相关保密要求，进行脱密等相关措施后在相关网站公布。
在本发明实施例中，运用无人机三维建模技术，对竣工项目进行实景三维建设，三维模型完成后，结合基础矢量数据，能够满足相关部门对测区内所有信息的获取诉求，测区信息直观、详实。
运用无人机三维建模技术，对测区内需测量内容进行实景三维建设，结合甲方所圈定边界范围，能够直观反映测区情况。
实施例2
如图2所示，本发明实施例提供的基于无人机技术的国土测绘制图系统包括：
三维实景模型获取模块1，用于运用无人机对待测绘区进行三维实景国土建模，获取三维实景模型；
三维实景影像获取模块2，用于根据获取的三维实景模型进行方量计算，获取三维实景影像，并获得范围定界、方量估算参数；
影像图制作模块3，用于运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作，并发送客户端。
实施例3
为实现快速制图，本发明实施例通过现有的照片精简、快速拼图等技术，能够快速获取测区内影像资料，同时运用无人机挂在多光谱镜头，能够满足应急、消防救援等要求。
将预先定义好的各类地图的制图表达、图饰、符号样式等制图规则组织成多种制图模版，便于系统快速的选择合适模版进行可视化编辑和修改。系统可提供包括1:25万、1:5万、1:1万、1:5千等比例尺的标准图、专题图、影像图、晕眩图等制图模版的选择功能。
另外本系统从提供的专题类型来看，整个制图系统按照数据类型和比例尺对专题数据进行组织，主要包括：影像图、晕渲图、专题图以及特定专题类型的地图模版，比例尺包括：1:100w,1:50w,1:25w,1:10w,1:5w,1:1w,1:5000等。
在制图模式上，主要包括以下几个方式。可以按照指定范围及打印尺寸，指定比例尺及打印尺寸、指定范围及比例尺等3种方式完成地图打印工作，当然也可以按照指定的图幅号打印标准图幅的地图，选择“图幅号文本文件”，再点击“标准图幅输出”即可。
本发明的快速制图系统运行依托必要的软件环境和硬件环境。
软件环境：
本发明设计的基于无人机技术的国土测绘制图系统的操作环境：客户端操作系统需采用WindowsXPSP3以上，服务器端：操作系统采用WindowsServer2008企业版以上。所需的GIS软件平台包括空间数据库引擎(ArcSDE)、ArcGIS桌面版、ArcEngine运行等。综合考虑GIS平台软件的功能、完整性、稳定性、成熟度、可持续性等指标，本系统需要以ArcGISEngineRuntime带有扩展模块，拥有5个分发使用许可，用于支持基于无人机技术的国土测绘制图系统。本系统的软件开发工具采用VisualStudio.NET2008，它是一套完整的开发工具，采用VisualC#.NET开发语言，系统软件的运行环境为.NETFramework3.5。
本系统需要用到的其他软件还有Office办公软件，可采用MicrosoftOffice系列版本软件；图形图像处理软件采用Photoshop,CorlDraw等；防病毒软件建议采用网络版的病毒防护软件，安装在一台单独的机器上(终端计算机即可)运行，网络内其它的机器运行病毒防护终端软件。网络版的病毒防护软件可提供全网段病毒防护终端软件的自动升级，并可进行全网段集中病毒扫描与杀毒操作。
硬件环境：
1)服务器
快速制图系统需要连接地理数据库，数据库服务器配置至少为4CPU六核，64GB内存，300X5GB，64位，用于支撑测绘成果存储管理。
2)图形工作站
快速制图系统需要图形工作站，用于支撑地图成果配图，工作站配置至少为双X5670、8G内存、1.5T硬盘、2GNQ4000显卡。
3)高速宽幅工程打印机
用于支撑测绘应急保障的高速和大幅的工程打印，配置支持A0幅面。
4)专业大幅面喷墨打印机
用于支撑专业大幅的喷墨打印，配置至少为1HPDesignjetZ6100PS。
5)彩色激光打印机
用于支持普通的地图打印，配置要求分辨率≥400dpi。
本发明设计的基于无人机技术的国土测绘制图系统中，还包括：
(1)数据整合
对区域范围内多种比例尺的DLG、DEM、DOM数据进行数据整合，包括数据规范、坐标投影转换、数据提取、数据合并、数据更新等功能，建立应急制图数据库，最终生成满足应急制图需要的应急制图基础数据。
(2)制图模版定制与选择
在系统中进行包括1:25万、1:5万、1:1万、1:5千等四种比例尺的标准图、地形图、晕渲图、影像图的模版制作，将制图符号、制图元素等各种制图规则集成到制图模板中，形成多种形式的制图模版，针对不同的应急情况快速地选择合适的模版进行可视化编辑与修改。
(3)制图范围定义
利用放大、缩小、漫游、全图、前/后一视图对所需地图进行快速的浏览，根据应急突发事件位置信息，在系统中进行定位，可以采用三种定位方式：1、利用事发地点的坐标进行快速定位；2、利用行政区划单元逐级定位；3、利用鼠标选择进行定位。
(4)图饰生成
图饰生成可分为3种情况。1、指定范围和指定比例尺结合的方式，根据设置好的地图的范围和比例尺，输出地图；2、指定范围和指定打印尺寸结合的方式，根据设置好的范围和地图文档的纸张大小，输出地图；3、指定比例尺和指定打印机尺寸结合的方式，根据设置好的地图文档纸张大小和比例尺，输出地图。选定好制图范围后，要进行输出后的地图的标题名称设置。
(5)专题标绘
可以对应急专题事件进行自定义标绘，使用者可依据自己的要求自主选择标绘能容，一般包括：点元素、线元素、面元素标绘；也可以进行符号化，包括：符号浏览、符号化设置。
(6)地图显示及编辑
在主界面中选定好制图范围，输出地图后。系统自动加载并符号化该制图范围下的要素数据进行显示。可进行地图文档的打开、保存、另存为和新建；地图视图或布局视图的放大、缩小、平移、全图、前一视图、后一视图等基础浏览；地图要素的添加、选择、清除选择、要素属性识别等；图层列表的叠放次序调整和显示隐藏控制等。
(7)打印监控
查看系统中的所有打印设备的状态和相关设置参数，同时实现对网络中的打印资源进行合理调用，及时辅助应急制图任务。
(8)地图输出
地图输出功能可以输出PDF格式的电子图片，并保存在硬件设备上；又可以直接连接打印设备将这些电子图片打印出图，地图打印主要包括页面设置、打印预览、页面打印和打印模式等。
实施例3
1.无人机航空摄影成果包括无人机竖直航空摄影成果和无人机倾斜航空摄影成果。无人机竖直航空摄影成果质量检查与验收按照本文件执行，无人机倾斜航空摄影成果质量检查与验收按照CH/T1050执行。
2.无人机航空摄影相关信息见表1
表1无人机航空摄影相关信息
2.1飞行质量
2.1.1航摄设计检查方法如下：a)对照航摄规范、航摄合同和航摄区域的地理特征和测图精度要求，核查航摄季节和时间选择、航摄系统选取、航摄地面分辨率选定的符合性；b)对照航摄规范、航摄合同，核查设计用基础地理数据的比例尺或精度指标的符合性；c)对照航摄规范、航摄合同，使用航线数据和地形图、数字高程模型等地形、地貌数据，核查航线敷设方法、航摄分区划分的合理性；d)对照航摄规范、航摄合同，核查地面基站设计、检校场设计、IMU/GNSS系统选择、IMU/GNSS飞行实施方案的符合性。
2.1.2影像重叠度检查方法如下：a)利用相关软件或手工选取相同航线的相邻两张影像的同名点，恢复影像的位置关系，核查影像航向重叠度的符合性；b)利用相关软件或手工选取相邻航线的相邻两张影像的同名点，恢复影像的位置关系，核查影像旁向重叠度的符合性。
2.1.3影像倾角检查方法如下：a)使用无人机测姿定位数据的姿态角数据，核查每张影像倾角的符合性；b)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的姿态角数据，核查每张影像倾角的符合性。
2.1.4影像旋角检查方法如下：a)利用相关软件或手工选取相邻两张影像的同名点，恢复影像的位置关系，核查影像旋角的符合性；b)使用无人机测姿定位数据的外方位元素，恢复影像的位置关系，核查影像旋角的符合性；c)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的外方位元素，恢复影像的位置关系，核查影像旋角的符合性。
2.1.5飞行地速对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查飞行地速与设计飞行地速的符合性。
2.1.6航线弯曲度检查方法如下：a)使用无人机测姿定位数据的平面位置坐标，量测出航线两端影像中心点坐标间直线的长度和偏离直线最远的影像中心点的距离，计算航线弯曲度，核查航线弯曲度的符合性，航线弯曲度计算公式应符合附录A；b)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的平面位置坐标，量测出航线两端影像中心点坐标间直线的长度和偏离直线最远的影像中心点的距离，计算航线弯曲度，核查航线弯曲度的符合性。
2.1.7航高保持检查方法如下：a)使用无人机测姿定位数据的高程数据，核查最大航高与最小航高之差、相邻航高之差、实际航高与设计航高之差的符合性；b)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的高程数据，核查最大航高与最小航高之差、相邻航高之差、实际航高与设计航高之差的符合性。
2.1.8像点位移检查方法如下：a)对照航摄合同、航摄设计书，使用航摄生产单位提交的测试报告，核查像点位移的符合性；b)使用飞机的飞行地速、曝光时间计算出像点位移偏差，核查像点位移的符合性，像点位移计算公式应符合附录A；c)利用相关软件对影像数据进行核算，核查像点位移的符合性。
2.2影像质量
2.2.1影像外观检查方法如下：a)将影像放大1至2倍，核查影像纹理的清晰度、完整性；b)核查影像中噪声、条纹、积雪、云、云影、烟、反光、雾霾、阴影等对地表要素表征的影响程度；c)核查影像的色调、色彩饱和度、反差是否自然。
2.2.2影像完整性检查方法如下：a)以目视方式检查影像是否存在遮挡、无效像元；b)利用相关软件检查影像是否存在波段缺失、无效像元。
2.2.3地面分辨率检查方法如下：a)使用无人机测姿定位数据的空间位置数据，逐影像计算地面分辨率，核查比对基准面地面分辨率、最低点地面分辨率、地面分辨率超限面积占比的符合性，地面分辨率计算公式和地面分辨率超限面积占比计算公式应符合附录A；b)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的空间位置数据，逐影像计算地面分辨率，核查比对基准面地面分辨率、最低点地面分辨率、地面分辨率超限面积占比的符合性。
2.2.4有效影像覆盖度
使用摄区范围线内有效影像覆盖区域面积和摄区面积，计算有效影像覆盖度，核查有效影像覆盖度的符合性，有效影像覆盖度计算公式见下面常用计算公式。
2.3数据质量
2.3.1影像数据检查方法如下：a)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查影像数据压缩倍率的符合性；b)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查影像数据格式、文件命名的正确性。
2.3.2无人机测姿定位数据对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查无人机测姿定位数据的坐标数据和姿态角数据内容的完整性。
2.3.3IMU/GNSS相关数据对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查偏心分量测定表的正确性，GNSS数据、IMU数据采集指标的符合性以及数据处理的正确性。
2.3.4检校场相关数据检查方法如下：a)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查检校场布设的合理性；b)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查检校场影像数据的齐全性、完整性；c)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查检校场控制测量数据的齐全性、完整性，采集指标的符合性以及数据处理的正确性。
2.4资料质量
2.4.1技术文档对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查技术文档内容的齐全性、完整性。
2.4.2整饰包装对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查各项数据、记录文件、过程计算资料、最终成果的规范性和完整性，存储介质及包装的符合性，各类电子文档资料的存储组织、文档格式、介质及包装的符合性。
2.4.3附图和附表
对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查各类附图、附表的完整性及内容的正确性。
2.5对上述质量进行评述见表2、表3。
表2详查错漏分类
表3成果质量错漏扣分标准
其中，成果质量评分采用分步骤计算的方法进行，主要包括：
a)首先将质量元素得分预置为100分，根据相应质量元素中出现的错漏逐个扣分。S1的值按公式(1)计算。
S1＝100-[a1×(12/t)+a2×(4/t)+a3×(1/t)] (1)
式中：S1——质量元素得分；a1、a2、a3——质量元素中相应的B类错漏、C类错漏、D类错漏个数；t——分值调整系数。
b)采用加权平均法计算成果质量得分，S的值按公式(2)计算。
式中S、S1i——成果质量得分、质量元素得分；Pi——相应质量元素的权；n——成果中包含的质量元素个数。
其中，
A.1航摄常用计算公式
式中：E——航线弯曲度；Δl——像主点偏离航线首末像主点连线的最大距离，单位为毫米(mm)；L——航线首末像主点连线的长度，单位为毫米(mm)。
A.2像点位移
式中：δ——像点位移，单位为像素；v——航摄飞机飞行速度，单位为米每秒(m/s)；t——曝光时间，单位为秒(s)；GSD——地面分辨率，单位为米(m)。
A.3地面分辨率
式中：GSD——地面分辨率，单位为米(m)；Hf——航摄飞行高程值，单位为米(m)；Hg——基准面高程值或数字高程模型中对应点的高程值，单位为米(m)；a——像元尺寸，单位为毫米(mm)；f——镜头焦距，单位为毫米(mm)。A.4地面分辨率超限面积占比
式中：P——地面分辨率超限面积占比；AGSD——摄区范围线内地面分辨率超限面积，单位为平方米(m2)；A——摄区面积，单位为平方米(m2)。
A.5有效影像覆盖度
式中：R——有效影像覆盖度；AEIC——摄区范围线内有效影像覆盖区域面积，单位为平方米(m2)；A——摄区面积，单位为平方米(m2)
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
二、应用实施例：
本发明实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本发明实施例还提供了一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤，所述信息数据处理终端不限于手机、电脑、交换机。
本发明实施例还提供了一种服务器，所述服务器用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
三、实施例相关效果的证据：
实验表明
本发明实施例提供的方法运用过程中，方便沟通，更直观，易懂，将数据与实景结合，方便甲方判读；而且减少工作量的基础上提供测量的精确度，方便与矢量数据对比比对，更直观。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于无人机技术的国土测绘制图方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1，运用无人机对待测绘区进行三维实景国土建模，获取三维实景模型；
S2，根据获取的三维实景模型进行方量计算，并获得范围定界、方量估算参数；
S3，运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作，发送客户端；
在步骤S2根据获取的三维实景模型进行方量计算，并获得范围定界、方量估算参数中，所述三维实景模型运用无人飞行器，对现状地物进行拍摄，再运用制图软件进行实景建模，结合现场与甲方确定的范围界限进行套合，获取建筑地物信息、高程信息内容，再运用CASS、EPS软件，进行方量估算；
所述进行方量估算包括：
(1)无人机航空摄影成果包括无人机竖直航空摄影成果和无人机倾斜航空摄影成果；无人机竖直航空摄影成果质量检查与验收按照本文件执行，无人机倾斜航空摄影成果质量检查与验收按照CH/T1050执行；
(2)获取无人机航空摄影相关信息，包括飞行质量、影像质量、数据质量、资料质量；
(2.1)飞行质量：
(2.1.1)航摄设计检查方法如下：a)对照航摄规范、航摄合同和航摄区域的地理特征和测图精度要求，核查航摄季节和时间选择、航摄系统选取、航摄地面分辨率选定的符合性；b)对照航摄规范、航摄合同，核查设计用基础地理数据的比例尺或精度指标的符合性；c)对照航摄规范、航摄合同，使用航线数据和地形图、数字高程模型地形、地貌数据，核查航线敷设方法、航摄分区划分的合理性；d)对照航摄规范、航摄合同，核查地面基站设计、检校场设计、IMU/GNSS系统选择、IMU/GNSS飞行实施方案的符合性；
(2.1.2)影像重叠度检查方法如下：a)利用相关软件或手工选取相同航线的相邻两张影像的同名点，恢复影像的位置关系，核查影像航向重叠度的符合性；b)利用相关软件或手工选取相邻航线的相邻两张影像的同名点，恢复影像的位置关系，核查影像旁向重叠度的符合性；
(2.1.3)影像倾角检查方法如下：a)使用无人机测姿定位数据的姿态角数据，核查每张影像倾角的符合性；b)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的姿态角数据，核查每张影像倾角的符合性；
(2.1.4)影像旋角检查方法如下：a)利用相关软件或手工选取相邻两张影像的同名点，恢复影像的位置关系，核查影像旋角的符合性；b)使用无人机测姿定位数据的外方位元素，恢复影像的位置关系，核查影像旋角的符合性；c)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的外方位元素，恢复影像的位置关系，核查影像旋角的符合性；
(2.1.5)飞行地速对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查飞行地速与设计飞行地速的符合性；
(2.1.6)航线弯曲度检查方法如下：a)使用无人机测姿定位数据的平面位置坐标，量测出航线两端影像中心点坐标间直线的长度和偏离直线最远的影像中心点的距离，计算航线弯曲度，核查航线弯曲度的符合性；b)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的平面位置坐标，量测出航线两端影像中心点坐标间直线的长度和偏离直线最远的影像中心点的距离，计算航线弯曲度，核查航线弯曲度的符合性；
(2.1.7)航高保持检查方法如下：a)使用无人机测姿定位数据的高程数据，核查最大航高与最小航高之差、相邻航高之差、实际航高与设计航高之差的符合性；b)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的高程数据，核查最大航高与最小航高之差、相邻航高之差、实际航高与设计航高之差的符合性；
(2.1.8)像点位移检查方法如下：a)对照航摄合同、航摄设计书，使用航摄生产单位提交的测试报告，核查像点位移的符合性；b)使用飞机的飞行地速、曝光时间计算出像点位移偏差，核查像点位移的符合性；c)利用相关软件对影像数据进行核算，核查像点位移的符合性；
2.2影像质量：
(2.2.1)影像外观检查方法如下：a)将影像放大1至2倍，核查影像纹理的清晰度、完整性；b)核查影像中噪声、条纹、积雪、云、云影、烟、反光、雾霾、阴影对地表要素表征的影响程度；c)核查影像的色调、色彩饱和度、反差是否自然；
(2.2.2)影像完整性检查方法如下：a)以目视方式检查影像是否存在遮挡、无效像元；b)利用相关软件检查影像是否存在波段缺失、无效像元；
(2.2.3)地面分辨率检查方法如下：a)使用无人机测姿定位数据的空间位置数据，逐影像计算地面分辨率，核查比对基准面地面分辨率、最低点地面分辨率、地面分辨率超限面积占比的符合性；b)使用IMU/GNSS数据解算或空中三角测量解算的空间位置数据，逐影像计算地面分辨率，核查比对基准面地面分辨率、最低点地面分辨率、地面分辨率超限面积占比的符合性；
(2.2.4)有效影像覆盖度：使用摄区范围线内有效影像覆盖区域面积和摄区面积，计算有效影像覆盖度，核查有效影像覆盖度的符合性，
(2.3)数据质量：
(2.3.1)影像数据检查方法如下：a)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查影像数据压缩倍率的符合性；b)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查影像数据格式、文件命名的正确性；
(2.3.2)无人机测姿定位数据对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查无人机测姿定位数据的坐标数据和姿态角数据内容的完整性；
(2.3.3)IMU/GNSS相关数据对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查偏心分量测定表的正确性，GNSS数据、IMU数据采集指标的符合性以及数据处理的正确性；
(2.3.4)检校场相关数据检查方法如下：a)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查检校场布设的合理性；b)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查检校场影像数据的齐全性、完整性；c)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查检校场控制测量数据的齐全性、完整性，采集指标的符合性以及数据处理的正确性；
(2.4)资料质量：
(2.4.1)技术文档对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查技术文档内容的齐全性、完整性；
(2.4.2)整饰包装对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查各项数据、记录文件、过程计算资料、最终成果的规范性和完整性，存储介质及包装的符合性，各类电子文档资料的存储组织、文档格式、介质及包装的符合性；
(2.4.3)对照航摄规范、航摄合同、航摄设计书，核查各类附图、附表的完整性及内容的正确性；
(2.5)对上述三维实景影像获取的质量进行成果质量评分，并采用计算成果质量评分值。
2.根据权利要求1所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法，其特征在于，对三维实景影像进行成果质量评分包括：
a)将质量元素得分预置为100分，根据相应质量元素中出现的错漏逐个扣分；S1的值按公式(1)计算；
S1＝100-[a1×(12/t)+a2×(4/t)+a3×(1/t)] (1)
式中，S1表示质量元素得分；a1、a2、a3表示质量元素中相应的B类错漏、C类错漏、D类错漏个数；t表示分值调整系数；
b)采用加权平均法计算成果质量得分，S的值按公式(2)计算；
式中，S表示成果质量得分；S1i表示质量元素得分；Pi表示相应质量元素的权；n表示成果中包含的质量元素个数。
3.根据权利要求1所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法，其特征在于，在步骤S3中，运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作中，结合软件形成测区正射影像图。
4.一种实现如权利要求1-3任意一项所述基于无人机技术的国土测绘制图方法的系统，其特征在于，该基于无人机技术的国土测绘制图系统包括：
三维实景模型获取模块(1)，运用无人机对待测绘区进行三维实景国土建模，获取三维实景模型；
三维实景影像获取模块(2)，根据获取的三维实景模型进行方量计算，并获得范围定界、方量估算参数；
影像图制作模块(3)，运用无人机对三维实景影像进行数字正射影像图制作，发送客户端。
5.一种无人机，其特征在于，该无人机实施权利要求1-3任意一项所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法。
6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-3任意一项所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法。
7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-3任意一项所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法。
8.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1-3任意一项所述的基于无人机技术的国土测绘制图方法。
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