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無人機(jī)航測怎么進(jìn)行航線規(guī)劃？（附航測整體流程）

聚焦行業(yè)熱點(diǎn)資訊走在新基建建設(shè)前沿

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無人機(jī)航測怎么進(jìn)行航線規(guī)劃？（附航測整體流程）

2022/11/23

無人機(jī)航測是傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補(bǔ)充，具有機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，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。
無人機(jī)航測1

一般來說，無人機(jī)航測流程如下：
1.區(qū)域確定（客戶需提供航拍區(qū)域矩形四角84坐標(biāo)）；
2.現(xiàn)場勘察（飛行空域、起降場地、空中管制）；
3.航線規(guī)劃（飛行航線、作業(yè)高度、飛行架次）；
4.任務(wù)載荷設(shè)定（數(shù)碼影像、膠片、視頻、監(jiān)控）；
5.簽訂合同（預(yù)付款、作業(yè)約定、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)）；
6.執(zhí)行飛行（飛行器運(yùn)輸、飛行作業(yè)、安全保障）；
7.確驗(yàn)效果（成片數(shù)量、航攝范圍、圖像質(zhì)量）；
8.后期制作（糾偏、拼圖、配準(zhǔn)、剪輯、輸出）；
其中，航線規(guī)劃是制作高質(zhì)量影像圖的關(guān)鍵，是無人機(jī)航測外業(yè)中的重要內(nèi)容之一。航線規(guī)劃需要根據(jù)測區(qū)的地形地貌來進(jìn)行設(shè)計(jì)，且必須保證的足夠重疊率，因此，無人機(jī)航線規(guī)劃需要綜合考慮各方面因素，以保障飛行安全和滿足影像后期處理需求。下面，我們一起來看下無人機(jī)航測如何規(guī)劃航線。
無人機(jī)航測2

1.明確航測范圍
航線規(guī)劃軟件的參考底圖數(shù)據(jù)大多來源于谷歌地圖。規(guī)劃航線之前，有必要在Google Earth中確定項(xiàng)目航飛范圍，了解測區(qū)地貌，并進(jìn)行合理的飛行架次劃分，優(yōu)化航飛方案，提升作業(yè)效率，避免撞機(jī)事故發(fā)生。對(duì)于大城市、機(jī)場或高海拔地區(qū)，航測之前首先應(yīng)申請(qǐng)空域。
無人機(jī)航測3

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(duì)無人機(jī)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估，判斷飛行環(huán)境是否滿足飛機(jī)的飛行要求。影響無人機(jī)飛行的因素主要包括以下四個(gè)方面：
1）海拔。測區(qū)的海拔應(yīng)該滿足無人機(jī)的作業(yè)要求，無人機(jī)飛行的高度應(yīng)該大于當(dāng)?shù)氐暮０魏秃礁摺?/span>
無人機(jī)航測4

2）地形、地貌條件。地形和地貌主要影響無人機(jī)成圖的質(zhì)量，對(duì)于地面反光強(qiáng)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(duì)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(dāng)?shù)卣缜昂筮M(jìn)行攝影。
無人機(jī)航測文章縮略圖

3）風(fēng)氣和風(fēng)向。地面的風(fēng)向決定無人機(jī)起飛和降落的方向，空中的風(fēng)向?qū)︼w行平臺(tái)的穩(wěn)定性影響很大，盡量在風(fēng)力較小時(shí)進(jìn)行攝影航測。
4）電磁和雷電。無人機(jī)空中飛行平臺(tái)和地面站之間通過電臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)，要保證導(dǎo)航系統(tǒng)及數(shù)據(jù)鏈的正常工作不受干擾。在實(shí)際到達(dá)現(xiàn)場時(shí)，應(yīng)記錄現(xiàn)場的風(fēng)速、天氣、起降坐標(biāo)等信息，留備后期的參考和總結(jié)。
無人機(jī)航測6

3.確定航高
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 (1)
公式(1)中，H為相對(duì)測區(qū)平均水平面的高度，f為相機(jī)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(dāng)。選定了相機(jī)和比例尺以后，可根據(jù)公式(1)計(jì)算航高。在飛行時(shí)，飛機(jī)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。
4.確定分辨率
理想情況下，飛機(jī)和航攝基準(zhǔn)面是保持一定相對(duì)高度的，維持某特定高度即可獲取一定分辨率的圖。但實(shí)際上，被攝地表往往是有起伏的，導(dǎo)致分辨率低。
仿地飛行可以減少由于飛行相對(duì)高度不同而帶來的誤差。但是仍有很多誤差無法避免，因此應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求，要充分結(jié)合實(shí)際地形，適當(dāng)降低航高，飛行過程中按優(yōu)于規(guī)定分辨率的要求進(jìn)行航飛。
5.重疊度確認(rèn)
為滿足航測成圖的要求，一般規(guī)定：航向重疊度為60%，最少不得少于53%；旁向重疊度為30%，最少不得少于15%；當(dāng)?shù)匦纹鸱^大時(shí)，還需要增加因地形影響的重疊百分?jǐn)?shù) 。
重疊度越高，相鄰兩張影像上的同名地物點(diǎn)也就越多，匹配的同名點(diǎn)數(shù)量也就越多，定位精度也就越高，但是重疊度的增加又會(huì)導(dǎo)致影像的數(shù)量增多，增加了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的工作量，因此，像片重疊度需要根據(jù)具體的項(xiàng)目需求確定，具體可以參考以下項(xiàng)目。
無人機(jī)航測7

根據(jù)項(xiàng)目需求不同，重疊度可做以下調(diào)整：
航測地形圖：航向重疊度一般為80%，旁向重疊度一般為60%，記為(80x60)。
正射影像圖，航向重疊度一般為70%，旁向重疊度一般為60%，記為(70x60)。
無人機(jī)三維建模：航向重疊度和旁向重疊度至少均為70%，記為(70×70)。
6.判斷天氣情況
天氣的好壞直接影響到航測影像的效果，因此無人機(jī)航測作業(yè)前，要掌握當(dāng)前天氣狀況，并觀察云層厚度、光照強(qiáng)度和空氣能見度。
正中午地面陰影最小，在日出到上午9點(diǎn)左右，下午3點(diǎn)左右到日落的兩個(gè)時(shí)間段中，光照強(qiáng)度較弱且太陽高度角偏大，部分測區(qū)還可能碰到霧霾。這些情況可能導(dǎo)致采集到的建筑物背陽面，空三匹配精度差，紋理模糊且亮度很低，最終影響建模效果，嚴(yán)重影響視覺觀感。
最為適宜的航測氣象條件：
1）薄云晴天：光亮度和光照度使影像色彩還原度比較好
2）無風(fēng)：保證成像清晰度
3）地表干燥：可避免地表干濕度隨時(shí)間變化影響影像質(zhì)量
4）無積雪：獲取真實(shí)地表影像
4）無霧霾：保證清晰度的重要條件
7.規(guī)劃航線
無人機(jī)航跡規(guī)劃是任務(wù)規(guī)劃的核心內(nèi)容，需要綜合應(yīng)用導(dǎo)航技術(shù)、地圖信息技術(shù)以及遠(yuǎn)程感知技術(shù)，以獲得全面詳細(xì)的無人機(jī)飛行現(xiàn)狀以及環(huán)境信息，結(jié)合無人機(jī)自身技術(shù)指標(biāo)特點(diǎn)，按照一定的航跡規(guī)劃方法，制定最優(yōu)或次優(yōu)路徑。因此，航跡規(guī)劃需要充分參考電子地圖的選取、標(biāo)會(huì)、航線預(yù)定規(guī)劃以及在線調(diào)整時(shí)機(jī)。
航線規(guī)劃一般分為兩步：首先是飛行前預(yù)規(guī)劃，即根據(jù)既定任務(wù)，結(jié)合環(huán)境限制與飛行約束條件，從整體上制定最優(yōu)參考路徑；其次是飛行過程中的重規(guī)劃，即根據(jù)飛行過程中遇到的突發(fā)情況，如地形、氣象變化、未知限飛禁飛因素等，局部動(dòng)態(tài)地調(diào)整飛行路徑或改變動(dòng)作任務(wù)。
常用的航線規(guī)劃方案有兩種，一種是“S”形航線，另一種是構(gòu)架線。
無人機(jī)航測8

8.飛行設(shè)置
一般我們選相機(jī)角度是45度，所以在畫航線時(shí)，要超出所測的范圍，這樣才能把所測局域拍全。飛行高度要超過飛行區(qū)域內(nèi)所有障礙物，以免飛行過程中撞高建筑物。
設(shè)置好俯仰角，正射影像圖一般為-90°，拍攝3D立體時(shí)一般為-45°。
設(shè)置好返航高度，確保返航時(shí)不會(huì)碰撞到障礙物。
9.開始飛行
檢查任務(wù)沒有問題后，點(diǎn)擊右上角的飛機(jī)按鈕，程序開始上傳任務(wù)和自檢：無人機(jī)連接情況、電池電量、GPS定位情況、攝像機(jī)狀態(tài)、返航點(diǎn)位置、無人機(jī)是否靠近測區(qū)、遙控器檔位設(shè)置等，通過后就可以點(diǎn)擊飛行了。
無人機(jī)航測9

除了上述要求外，航測還必須遵循下列要求，以保證航測的成像質(zhì)量。
1）選擇或等待較好的天氣，盡量避免陰影的出現(xiàn)；
2）盡量縮短同一架次內(nèi)相鄰航線間的飛行間隔（航行不宜過長）；
3）盡量縮短同一天內(nèi)、同一分區(qū)內(nèi)、相鄰架次、相鄰航線間的飛行間隔（要有連續(xù)性）；
4）盡量選擇相同時(shí)間點(diǎn)飛行，以避免太陽角度帶來的差異；
5）盡量縮短同一人物區(qū)的作業(yè)周期，合理安排飛行計(jì)劃。
無人機(jī)航測10

不同日期以及天氣的不同拍攝的照片導(dǎo)致模型合并的時(shí)候出現(xiàn)明顯的色差
在無人機(jī)航測中，為了簡化無人機(jī)航測流程，我們一般會(huì)應(yīng)用EFly智能航測軟件。
EFly智能航測軟件是一款集合了多種無人機(jī)航測技術(shù)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端，軟件踐行“平民化”無人機(jī)航測整體解決方案，充分研究航測一體化整體流程，讓廣大CAD用戶全面掌握無人機(jī)航測高精度生產(chǎn)流程。
EFLY登錄無人機(jī)航測

EFly智能航測軟件具有以下模塊：
1.產(chǎn)品基本模塊
支持最新大疆精靈4RTK（可編程遙控器版）、可自適應(yīng)識(shí)別無人機(jī)型號(hào)，根據(jù)不同機(jī)型自動(dòng)識(shí)別鏡頭參數(shù)，計(jì)算飛行分辨率，提示飛行距離信息，最大程度保證無人機(jī)飛行安全及提高作業(yè)效率。
2.區(qū)域測繪模塊
1）正射影像采集：具備矩形快速航測功能，根據(jù)參數(shù)設(shè)置，繪制出飛機(jī)理論拍照點(diǎn)，拍照數(shù)量、支持正射數(shù)據(jù)采集。
2）國家坐標(biāo)系掛接：具備矩形5架次傾斜攝影數(shù)據(jù)采集；支持3架次快速優(yōu)化傾斜數(shù)據(jù)采集。
3）不規(guī)則區(qū)域影像采集：支持多邊形航測功能，根據(jù)圖面繪制范圍進(jìn)行任意多邊形正射和傾斜攝影，多邊形繪制過程支持精確捕捉已有圖面點(diǎn)線坐標(biāo)數(shù)據(jù)；支持多邊形飛行方向角度調(diào)整。
3.帶狀航測模塊
具備飛行任務(wù)靈活配置功能，配置內(nèi)容包括但不限于飛行航線、飛行高度、航高基準(zhǔn)面高度、旁向重疊、航線重疊、傾斜角度，且應(yīng)有參數(shù)設(shè)置界面。
4.全景采集模塊
支持飛機(jī)當(dāng)前點(diǎn)全景采集、指定點(diǎn)和航高全景采集；單架次沿線多點(diǎn)的全景資產(chǎn)采集工作；根據(jù)線路起始點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)高或變高飛行全景采集。
EFly智能航測軟件詳情：EFly智能航測軟件
航測完成后，收集到的影像數(shù)據(jù)，可以利用ContextCapture實(shí)景建模軟件進(jìn)行建模。
ContextCapture是一款可由簡單的照片和/或點(diǎn)云自動(dòng)生成詳細(xì)三維實(shí)景模型的軟件。
ContextCapture具有高兼容性，能對(duì)各種對(duì)象各種數(shù)據(jù)源進(jìn)行精確無縫重建，從厘米級(jí)到公里級(jí)，從地面或從空中拍攝。只要輸入照片的分辨率和精度足夠，生成的三維模型是可以實(shí)現(xiàn)無限精細(xì)的細(xì)節(jié)。
ContextCapture具體建模過程，請(qǐng)掃描下方二維碼，申請(qǐng)ContextCapture軟件培訓(xùn)：
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