PPK技术在无人机森林航空摄影测量中的应用

• 作者: 李亚东 曹明兰 李长青 闫飞 冯仲科
• 来源期刊: 中南林业科技大学学报
• 关键词: 无人机 GPS PPK 森林 航空摄影测量
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 林学
• 页码范围: 20-25
• 页数: 6页
• 分类号: S758.51|S771.51
• 语种: 中文
• DOI: 10.14067/j.cnki.1673-923x.2021.07.003

摘要

[目的]传统的无人机森林航空摄影测量需要布设像控点来平差解算.由于林地内通视条件差,采用传统光学仪器布设像控点时,效率低、而且无法保证像控点位置的均匀分布.采用GPS-RTK技术虽不受通视条件限制,但是林冠下GPS信号弱,经常出现移动站与基准站之间GPS失锁的问题.为了解决以上不足,文章探索了基于PPK技术的免像控点无人机森林航空摄影测量解算方案.[方法]利用搭载了相机和双拼PPK(Post Processed Kinematic)模块的无人机,在森林上方按预定航高和重叠率对地摄影,获取到森林航空影像、POS数据和PPK数据.内业处理时,首先通过解算PPK数据得到相对精确的摄影中心外方位线元素,并以其代替原始POS数据的线元素;再利用SFM(Structure From Motion)方法得到摄影中心精确的外方位元素基础上,经过密集匹配生成DSM,通过手工编辑和正射校正后得到了最终成果DOM.[结果]用同一架加装了双频PPK模块、搭载了Canon 5D MarkII数码相机的固定翼无人机,在北京市潭柘寺森林公园按飞行航高200 m,航向重叠度80％,旁向重叠度65％进行了航空摄影.在同一台PC硬件条件下,使用相同版本的Agisoft PhotoScan和SimActive Correlator 3D软件,采用布设像控点(方案A)、基于原始POS免控制点(方案B)、基于PPK免控制点(方案C)等3种不同方案,对无人机获取的航空影像数据进行了对比试验.结果表明,方案C的效率比传统的布设像控点的方案A高45％;而在精度方面高于基于原始POS数据免像控点的B方案,可达到地形图航空摄影测量相关规范的1:2000比例尺精度要求.[结论]PPK技术的通讯频率高、作业半径大、作业时移动站与基准站不需要实时保持通讯,采用无人机加装PPK模块结合SFM方法生成森林正射影像的方案,其成果精度能够满足森林资源二类调查的用图精度要求,避免了在林冠下布设控制点难度大和容易出现GPS失锁等问题,可节省大量外业控制点测量和内业数据处理时间,对提升森林监测效率和自动化水平具有重要意义.