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無人機航測工作流程與數(shù)據(jù)采集方案

聚焦行業(yè)熱點資訊走在新基建建設(shè)前沿

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無人機航測工作流程與數(shù)據(jù)采集方案

2022/06/21

隨著無人機與數(shù)碼相機技術(shù)的發(fā)展，基于無人機平臺的數(shù)字航攝技術(shù)已顯示出其獨特的優(yōu)勢，作為傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補充，無人機航測具有機動靈活、高效快速、精細準確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢。
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無人機與航空攝影測量相結(jié)合使得“無人機數(shù)字低空遙感”成為航空遙感領(lǐng)域的一個嶄新發(fā)展方向，可廣泛應(yīng)用于國家重大工程建設(shè)、災(zāi)害應(yīng)急與處理、國土監(jiān)察、資源開發(fā)、新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)等方面，尤其在基礎(chǔ)測繪、土地資源調(diào)查監(jiān)測、土地利用動態(tài)監(jiān)測、數(shù)字城市建設(shè)和應(yīng)急救災(zāi)測繪數(shù)據(jù)獲取等方面具有廣闊前景。
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無人機航測的具體特點和優(yōu)勢：
1.快速反應(yīng)
無人機航測通常低空飛行，空域申請便利，受氣候條件影響較小。對起降場地的要求限制較小，可通過一段較為平整的路面實現(xiàn)起降，在獲取航拍影像時不用考慮飛行員的飛行安全，對獲取數(shù)據(jù)時的地理空域以及氣象條件要求較低，能夠解決人工探測無法達到的地區(qū)監(jiān)測功能。升空準備時間15分鐘即可、操作簡單、運輸便利。
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2.時效性性價比
傳統(tǒng)高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)一般會面臨兩個問題，第一是存檔數(shù)據(jù)時效性差；第二是編程拍攝可以得到最新的影像，但一般時間較長，同樣時效性相對也不高。無人機航測則可以很好地解決這一難題，工作組可隨時出發(fā)，隨時拍攝，相比衛(wèi)星和有人機測繪，可做到短時間內(nèi)快速完成，及時提供用戶所需成果，且價格具有相當?shù)膬?yōu)勢。相比人工測繪，無人機每天至少幾十平方公里的作業(yè)效率必將成為今后小范圍測繪的發(fā)展趨勢。
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3.監(jiān)控區(qū)域受限制小
我們國家面積遼闊，地形和氣候復雜，很多區(qū)域常年受積雪、云層等因素影響，導致衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的采集受一定限制。傳統(tǒng)的大飛機航飛國家有規(guī)定和限制，如航高大于5000m，這樣就不可避免的存在云層的影響，妨礙成圖質(zhì)量。另外還有一定的危險，在邊境地區(qū)也存在邊防的問題。而無人小飛機就很好的解決了這些問題。不受航高限制，成像質(zhì)量、精度都遠遠高于大飛機航拍。
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4.地表數(shù)據(jù)快速獲取和建模能力
利用無人攜帶的數(shù)碼相機、數(shù)字彩色航攝相機等設(shè)備可快速獲取地表信息，超高分辨率數(shù)字影像和高精度定位數(shù)據(jù)，通過全自動建模系統(tǒng)Dp Smart等軟件可以生成DEM、三維正射影像圖、三維景觀模型、三維地表模型等二維、三維可視化數(shù)據(jù)。

無人機航測一般需要經(jīng)歷以下流程：現(xiàn)場勘察——飛行環(huán)境——設(shè)備檢查——航高確定——像片重疊度
1.現(xiàn)場勘察
作業(yè)員在進行無人航測前，需要先對測區(qū)周圍環(huán)境進行踏勘，收集地形地貌信息、周邊重要設(shè)備和交通信息，為無人機的起飛、降落和航線規(guī)劃提供準備。
對于敏感區(qū)域，如機場、軍事區(qū)域、人群密集區(qū)域等地方，在航測前需要向當?shù)孛窈娇展懿块T申請空域。一般來說，申請空域需要準備以下材料：臨時空域申請函、任務(wù)來源、單位資質(zhì)、飛行器資料、飛行員資質(zhì)五大內(nèi)容。
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無人機登記網(wǎng)站
2.飛行環(huán)境
外業(yè)航飛前，需要根據(jù)測區(qū)等相關(guān)資料對無人機系統(tǒng)性能進行評估，判斷飛行環(huán)境是否滿足飛機的飛行要求。影響無人機飛行的因素主要包括以下四個方面：
1）海拔。測區(qū)的海拔應(yīng)該滿足無人機的作業(yè)要求，無人機飛行的高度應(yīng)該大于當?shù)氐暮０魏秃礁摺?/span>
2）地形、地貌條件。地形和地貌主要影響無人機成圖的質(zhì)量，對于地面反光強烈的地區(qū)，如沙漠、大面積的鹽灘、鹽堿地等，在正午前后不宜攝影。對于陡蛸的山區(qū)和高密集度的城市地區(qū)，為了避免陰影，應(yīng)在當?shù)卣缜昂筮M行攝影。
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3）風氣和風向。地面的風向決定無人機起飛和降落的方向，空中的風向?qū)︼w行平臺的穩(wěn)定性影響很大，盡量在風力較小時進行攝影航測。
4）電磁和雷電。無人機空中飛行平臺和地面站之間通過電臺傳輸數(shù)據(jù)，要保證導航系統(tǒng)及數(shù)據(jù)鏈的正常工作不受干擾。在實際到達現(xiàn)場時，應(yīng)記錄現(xiàn)場的風速、天氣、起降坐標等信息，留備后期的參考和總結(jié)。
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3.設(shè)備檢查
無人機飛行前，要對所有設(shè)備、裝置進行檢查，包括航測相機檢校，飛機性能檢測，電池電量，飛機內(nèi)部各部件之間的緊密、電臺、GPS等。在環(huán)境復雜的山區(qū)航飛時，為了防止飛機丟失，可以在飛機上配置移動定位設(shè)備。
4.航高的確定
像片比例尺定義為像片上的線段與地面上相應(yīng)水平線段之比：1/m = f/H
公式中，H為相對測區(qū)平均水平面的高度，f為相機中心到像平面的距離垂距即焦距。
航測比例尺的選定取決于測圖比例尺，大體與測圖比例尺相當。選定了相機和比例尺以后，可根據(jù)公式計算航高。在飛行時，飛機應(yīng)按照預(yù)定的航高飛行，同一航線內(nèi)各攝站的航高差不得大于40m。
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5.像片重疊度
在傳統(tǒng)攝影測量學中，航向重疊度一般規(guī)定為60%，最小不得小于43%，最大不大于74%；旁向重疊度一般規(guī)定為30%，最小不得小于14%，最大不大于40%。無人機進行航測時，根據(jù)項目需求不同，可分為以下三種。
1）航測生產(chǎn)地形圖：航向重疊度一般設(shè)置為80%；旁向重疊度一般設(shè)置為60%，記為(80x60)。
2）生產(chǎn)正射影像DOM，航向重疊度一般設(shè)置為70%，旁向重疊度一般設(shè)置為60%，記為(70x60)。
3）無人機傾斜三維建模要求航向重疊度和旁向重疊度至少均為70%，記為(70×70)。

無人機航測數(shù)據(jù)采集的具體流程包含：航線規(guī)劃——外業(yè)控制測量——外業(yè)控制點布設(shè)——像控點測量

由于無人機數(shù)據(jù)采集流程較為復雜，在實際中，我們一般會利用EFly智能航測軟件輔助數(shù)據(jù)采集工作。

EFly智能航測軟件詳情：http://www.shanyixuan.cn/Products/eflyznhcrj.html

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