小型消费级无人机地形数据精度验证

• 作者: 娄和震 张亦弛 张纯斌 张远 杨胜天 王志伟 白娟 管亚兵 赵长森
• 来源期刊: 遥感学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 小型消费级无人机(UAV) 精度验证 地形测量 差分GPS 地面控制点(GCP)
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 遥感应用
• 页码范围: 185-195
• 页数: 11页
• 分类号: P23
• 语种: 中文
• DOI: 10.11834/jrs.20186483

摘要

低空遥感是近几年快速发展、应用非常广泛的新兴技术.小型消费级无人机集成可见光传感器,具有快速、灵活、高性价比等优势,受到广泛关注.然而目前有关该类无人机综合测量精度的研究不足,影响其进一步的推广应用.为此,本文开展了针对大疆(Phantom 3 professional)小型消费级无人机地形测量数据精度验证工作,设定6种航高(50 m、60 m、70 m、80m、90 m和100 m)获取研究区的立体像对,生成影像点云(point cloud)、数字表面模型(DSM)以及数字正射影像图(DOM)等结果.在测量精度验证中,首先,在标准实验场均匀布设地面控制点(GCP),利用差分GPS测出GCP的高精度3维坐标;然后,通过GCP对立体像对进行绝对定位;最后,利用误差统计方法分析上述结果的测量精度.验证表明,在50-100 m航高时,无人机影像结果的分辨率为2.22-4.23 cm,水平方向平均误差为±0.51 cm,垂直方向平均误差为±4.39 cm,相对均方根误差(RMSE)水平方向为±2.79 cm,垂直方向为±9.98 cm.研究结果表明,小型消费级无人机在飞控系统下的测量精度可达厘米级,这不仅为野外地理和生态调查工作者提供一种低成本、快速、灵活与精确获取地形信息的新型测量手段,同时还对使用此类无人机做航测应用及飞行参数设置提供一定参考.