2024年4月23日发(作者：)

大疆精灵4 RTK航测数据在地形图测绘中

的应用

作者：艾力 杨冰玉

来源：《国土资源导刊》2020年第03期

摘; 要; 本文以延长县某工程项目地形图测绘为案例，采用Phantom4 RTK无人机进行低空

航测作业，通过UAV-PPK软件对航摄成果数据进行解算，获取更高精度的POS数据，有效提

高“空三”加密解算质量，再通过ContextCapture软件进行航测内业处理，生成了测区DOM和

三维立体模型，最后利用EPS软件在计算机上完成三维裸眼测图，获得测区1：500地形图。

结果表明，利用无人机获取的数据进行测图，最终成果满足相应比例尺地形图成图精度的要

求。

关键词; 大疆精灵4 RTK;UAV-PPK;ContextCapture;地形图

中图分类号： P231.5 文献标志码： A

文章编号：1672-5603（2020）03-62-4

Abstract： In this paper， combined with a topographic mapping project in Yanchang County，

Phantom4 RTK UAV is used to carry out low altitude aerial UAV-PPK software is used to

obtain higher precision POS data， effectively improve the quality of aerial triangulation encryption

solution. TheDOM and 3D model of the survey area is generated by aerial survey data processing with

ContextCapture. Finally， EPS software is adopted to complete 3D open eye mapping on the

computer， and 1：500 topographic map of the survey area is obtained. Itillustrates that the result，

which is obtained by mapping from the data of UAV， can meet the requirements of mapping

accuracy of topographic maps with corresponding scale.

Keywords： DJI Phantom4 RTK; UAV-PPK; contextCapture; topographic map

近年来，低空无人机摄影测量技术发展迅速[1]，在各类项目勘测规划实施、项目进度监

测中开始被接受并大量应用。在前人的研究中，《无人机航测技术在山洪灾害调查评价中的应

用》一文以陕西商洛某小流域调查为例，介绍了无人机航测技术获取调查评价所需的高清航

片、高精度DEM、河道断面等信息的流程和方法，表明航测技术能够满足山洪灾害调查评价

工作要求[2]。《无人机航测技术在临汾浮山断裂调查中的应用》一文把无人机航测技术应用

在临汾浮山断裂调查中，将无人机航测技术与传统野外调查技术进行对比，表明无人机航测技

术在断裂调查中有良好的适用性[3]。大疆Phantom4 RTK无人机是一款小型四旋翼高精度航测

无人机，面向低空摄影测量应用，遥控手柄界面友好，具备厘米级定位系统和高性能程序系

统，大幅度减少了传统航测中所需的地面控制点，简化了作业流程，降低了时间成本，提高了

工作效率，其获取的数据与UAV-PPK、ContextCapture等软件结合应用，进一步提高了航测的

精度[4]。

1; 工程简介

延长县某工程项目位于陕西省延长县城北郊，附近有毛泽东旧居等景点（图1）。前期地

形图测绘项目主要任务为1：500地形图测绘。该测区离县城较近，附近楼宇林立，居民地集

中，地形起伏较大，为此外业主要采用无人机航测的方式，内业采用ContextCapture软件生成

正射影像和立体模型，继而采用EPS软件进行裸眼测图。

2; 数据获取

完成控制测量后，利用Phantom4 RTK无人机进行航摄作业。该无人机质量仅有1391g，

便携小巧，最大起飞海拔高度可达6000m，最大水平飞行速度可达50km/h。启用RTK时，悬

停精度能达到0.1m。Phantom4 RTK无人机平面图成图精度能满足GB/T 7930-2008 1：500地

形图航空摄影测量内业规范的精度要求。此外，该无人机还自带避障系统，可以大大减小无人

机的碰撞风险。由于该无人机质量较轻，导致在风速较大的情况下无法起飞，且电池容量仅能

支持最长30分钟的续航，因此有一定的局限性，适合地形不是非常復杂且小范围的测区使

用。

此次工程的1：500的地形图测绘对高程精度要求较高，而采用内置RTK技术的

Phantom4 RTK无人机在无相控条件下可满足小范围大比例尺（1：500）地形图测绘的平面精

度要求，但高程精度不能满足规范要求[5];若加入少量控制点，平面和高程精度均有大幅提

高，不同像控布设方案检查点精度统计实验表明，像控点个数在5个、7个时达到1：500测图

精度要求[6]。故飞机起飞之前，先在测区范围内均匀布设了7个像控点，如图2所示。然后设

置航飞路线，路径选择常规航测路线，飞行高度为250米，航向重叠度80%，旁向重叠度

60%，之后无人机按照布设的航线，用两架次飞行拍照40分钟后，完成航测任务安全降落

（图3）。任务获取原始影像234张，经检查，影像清晰，色彩均匀，符合航测内业的要求。

3; 数据处理

Phantom4 RTK无人机获取的影像本身包含了POS信息，可以进行内业处理。首先，利用

UAV-PPK软件解算出无人机飞行过程中在空中的空间三维坐标。

3.1 后差分解算

将飞行时获取的基站数据及原始照片POS导入软件，获取基站空间坐标和参数，然后设

置好坐标系（本次采用CGCS2000坐标系）和测区所在3度带的中央经线111°E。设置完毕后

进行解算，成果如图4所示。无人机航片所记录的高程为基于椭球的大地高，而基站实测数据

为正常高，本项目所采用的高程均为正常高，故后差分前后的高程有30米左右的差距。对于

水平坐标，后差分结果与原始POS的误差在厘米级别，也表明无人机RTK测图精度较高。

3.2 正射影像生产与三维模型重建

解算完毕后，利用ContextCapture软件进行DOM和DSM模型的重建和空中三角测量。

ContextCapture软件处理的具体流程如下[7]：

（1）打开软件，新建工程，注意工程名称及工程目录只能包含英文字符;

（2）新建区块，在区块中添加影像，将234张原始影像选中并导入工程;

（3）将UAV-PPK的解算成果导入，进行空三测量;

（4）刺入控制点，点击左侧任务树中的Chunk1，然后点击测量（survey）选项卡，点击

编辑控制点出现像控点编辑界面。刺点完成后在ContextCapture中再次提交空三。若外业没有

布置相片控制点，可直接跳过本步。空中三角测量控制点精度见表1。

（5）在模型重建过程中设置瓦片。分块大小建议1/3到2/3之间，可以导入KML文件以

确定建模范围，去除多余区域，节省建模时间。

（6）数据生产结果可保存为不同格式;若模型将来需要修正，可导出“osgb”格式的数据;若

仅为浏览，建议选择导出不可修改的“3mx”格式的数据形式。

（7）生成三维模型后可以再次提交生产项目，最终生成正射影像。

从表1中可以看出，“空三”解算嵌入后差分处理后，控制点的三维空间精度均可达到厘米

级。“空三”处理成功后，我们又利用ContextCapture输出了正射影像及立体模型，如图5所

示，以便后续采用EPS软件实现在计算机上测图。最终测区1：500地形图成图如图6所示。

4; 结论

通过本次工程项目的实施，发现Phantom4 RTK无人机航测结合UAV-PPK，获取的数据

确实具备厘米级定位的精度要求，验证了Phantom4 RTK获取的高精度的POS数据信息，一定

区域内在无地面像控点的情况下，平面位置精度满足大比例尺（1：500）地形图测绘要求，高

程精度需要布设少量的地面像控点方能精度要求。这说明利用Phantom4 RTK结合UAV-

PPK、ContextCapture等内业处理软件，可以大幅度减少传统航测中所需的地面控制点，有效

地提高地形图精度，影像中可以直接采点提取地面的地形，从而将大部分工作量从外业测量转

向内业计算机测图，最大限度地降低了测量人员外业劳动强度，提升了测量工作效率及测绘产

品的质量。

参考文献/References

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产-以常州市三维实景城市生产为例[J].测绘通报，2013（2）：59-62.

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[3]任瑞国，闫小兵，陈永前.无人机航测技术在临汾浮山断裂调查中的应用[J].山西地震，

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[6]朱小飞，杨珑，彭安安.Phantom4 RTK在1：500地形图测绘中的精度分析[J].江西建

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[7]郭有宝.大疆Phantom4 RTK三维建模内业处理流程[J].黑龙江交通科技，2020（6）：

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