無(wú)人機(jī)行業(yè)應(yīng)用典型項(xiàng)目教程課件：無(wú)人機(jī)低空攝像測(cè)量

無(wú)人機(jī)低空攝像測(cè)量任務(wù)1多旋翼無(wú)人機(jī)正射影像測(cè)量作業(yè)任務(wù)描述本次任務(wù)是用多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)城市建筑物進(jìn)行低空正射影像測(cè)量，并把測(cè)量數(shù)據(jù)移交給數(shù)據(jù)處理員。任務(wù)實(shí)施一、作業(yè)前準(zhǔn)備測(cè)區(qū)規(guī)劃申請(qǐng)空域現(xiàn)場(chǎng)勘查測(cè)區(qū)地理環(huán)境檢查與客戶(hù)溝通準(zhǔn)備物品檢查設(shè)備二、飛行作業(yè)（1）組裝調(diào)試設(shè)備按照正確方法把遙控器電池、無(wú)線上網(wǎng)卡及SIM卡安裝到遙控器相應(yīng)位置上，開(kāi)啟遙控器并調(diào)整天線；安裝起落架，把無(wú)人機(jī)從保護(hù)箱中取出放在平整起落位置上，移除槳托并展開(kāi)機(jī)臂，鎖緊機(jī)臂并展開(kāi)螺旋槳，取出云臺(tái)相機(jī)并安裝到無(wú)人機(jī)上對(duì)應(yīng)位置，取出電池并安裝到無(wú)人機(jī)上對(duì)應(yīng)位置，開(kāi)機(jī)并在打開(kāi)遙控器上DJIpilotAPP檢查無(wú)人機(jī)狀態(tài)列表是否有報(bào)錯(cuò)及RTK連接情況；若一切正常，手動(dòng)起飛無(wú)人機(jī)進(jìn)行試飛，檢查無(wú)人機(jī)飛行性能。二、飛行作業(yè)（2）規(guī)劃航線二、飛行作業(yè)（3）設(shè)置參數(shù)在PilotAPP軟件界面（下圖）上依次設(shè)置“相機(jī)選擇”、“拍照模式”、“飛行高度”、“起飛速度”、“航線速度”、“完成動(dòng)作”及“高級(jí)設(shè)置”中“旁向重疊度”、“航向重疊度”和“主航線角度”。參數(shù)設(shè)置完成后，單擊軟件左側(cè)

圖標(biāo)，對(duì)當(dāng)前任務(wù)進(jìn)行保存。二、飛行作業(yè)（4）執(zhí)行任務(wù)單擊軟件左側(cè)

圖標(biāo)出現(xiàn)“飛行準(zhǔn)備”界面（下圖）。單擊“開(kāi)始執(zhí)行”，無(wú)人機(jī)會(huì)飛向起始點(diǎn)執(zhí)行航線任務(wù)。（5）監(jiān)控作業(yè)任務(wù)實(shí)施五.整理設(shè)備四.布設(shè)像控點(diǎn)三.數(shù)據(jù)檢查六.整理移交數(shù)據(jù)任務(wù)評(píng)價(jià)知識(shí)鏈接1.無(wú)人機(jī)航測(cè)的定義及應(yīng)用無(wú)人機(jī)航空遙感攝影測(cè)量簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)人機(jī)航測(cè)，是一種通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載遙感傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)區(qū)域的地理空間信息，快速完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)，如左圖所示。一、無(wú)人機(jī)航測(cè)概述成果1.無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)數(shù)字高程模型DEM數(shù)字正射影像圖DOM數(shù)字線劃地圖DLG數(shù)字柵格地圖DRG二、常用術(shù)語(yǔ)（1）航片是指航空像片。（2）航高是指無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中，攝影物鏡距地球上某一基準(zhǔn)面的垂直距離。隨基準(zhǔn)面的不同，航高可分為絕對(duì)航高、相對(duì)航高、真實(shí)航高和攝影航高四種。1）絕對(duì)航高，是指攝影物鏡相對(duì)于平均海平面的垂直距離，也是指攝影物鏡在攝影瞬間的真實(shí)海拔高度H0。

2）相對(duì)航高，是指攝影機(jī)物鏡相對(duì)于攝影區(qū)域地面平均高程基準(zhǔn)面h基的高度，常稱(chēng)為攝影航高H。二、常用術(shù)語(yǔ)3）真實(shí)航高，是指飛機(jī)在攝影瞬間相對(duì)于實(shí)際地面的高度。（3）成圖比例尺是指圖上某一線段長(zhǎng)度d與實(shí)地相應(yīng)線段的水平距離D之比。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)飛行屬于低空，常用大比例尺，主要有：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000。只有在特殊用途時(shí)，才采用任意比例尺。二、常用術(shù)語(yǔ)0.1mm為人眼分辨力，成圖上0.1mm所對(duì)應(yīng)實(shí)地水平長(zhǎng)度稱(chēng)為成圖比例尺精度。由表3-2可知，成圖比例尺越大，測(cè)量精度越高。（4）航攝比例尺

又稱(chēng)航片比例尺，是航片上的某一線段長(zhǎng)度l與相應(yīng)實(shí)地線段水平距離L之比。二、常用術(shù)語(yǔ)（5）地面分辨率是指影像上單個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的地面實(shí)際尺寸，也稱(chēng)為地面采樣距離（GroundSampleDistance，GSD）。二、常用術(shù)語(yǔ)成圖比例尺對(duì)應(yīng)地面分辨率，如表3-3所示。二、常用術(shù)語(yǔ)依據(jù)表3-3，先由成圖比例尺確定地面分辨率GSD；若鏡頭焦距也已知，則（6）航片重疊

是指相鄰航片之間重疊部分，分為航向重疊（圖3-17a））和旁向重疊（圖3-17b））二、常用術(shù)語(yǔ)1）航向重疊度

航向重疊部分長(zhǎng)度px與整個(gè)像幅長(zhǎng)Lx的百分比。二、常用術(shù)語(yǔ)2）旁向重疊度

旁向重疊部分長(zhǎng)度與整個(gè)像幅長(zhǎng)的百分比。二、常用術(shù)語(yǔ)CH/Z3005-2010規(guī)定航向重疊度一般應(yīng)為60%~80%，最小不能小于53%；旁向重疊度一般在15%~60%，不能小于8%。不論航向重疊度還是旁向重疊度，按照理論計(jì)算建議值是66.7%。在無(wú)高層建筑、地形地物高差比較小的測(cè)區(qū)，航向、旁向重疊度建議最低不小于70%；在高建筑密集區(qū)域，航向、旁向重疊度最多可為80%～90%。航向、旁向重疊度越高，相同區(qū)域數(shù)據(jù)量就越大，成圖精度越好，但數(shù)據(jù)處理的效率就越低。所以在進(jìn)行航線設(shè)計(jì)時(shí)要合理設(shè)計(jì)航向、旁向重疊度，在保證成圖精度前提下，使數(shù)據(jù)處理效率越高越好。二、常用術(shù)語(yǔ)（7）航線彎曲是指將一條航線的航片根據(jù)地物影像拼接起來(lái)，各張航片的主點(diǎn)連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)彎曲的折線形狀。航線上偏離兩端航片主點(diǎn)之間的直線最遠(yuǎn)的航片主點(diǎn)到該直線垂直距離l與該直線段長(zhǎng)度L之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為航線彎曲度。一般要求航線彎曲度<3%。二、常用術(shù)語(yǔ)（8）航片旋偏角

是指相鄰兩航片主點(diǎn)連線與像幅沿航線飛行方向的兩框標(biāo)連線之間的夾角

。

對(duì)于低空航測(cè)，要求航片旋偏角一般不大于15°，在航向和旁向重疊度滿(mǎn)足要求的前提下，個(gè)別最大旋偏角不超過(guò)30°，在同一條航線上旋偏角超過(guò)20°的航片不應(yīng)超過(guò)3片，超過(guò)15°的航片數(shù)不得超過(guò)分區(qū)像片總數(shù)的10%。二、常用術(shù)語(yǔ)（9）投影是指光線通過(guò)物體，向選定的面（投影面）投射，并在該面上得到圖形的方法。1）中心投影

是指投射線交于一點(diǎn)的投影。2）平行投影

是指投射線相互平行的投影稱(chēng)為平行投影。在平行投影中，投影線正對(duì)著投影面時(shí)，叫做正投影，否則叫做斜投影。（10）正射影像是指具有正射投影

性質(zhì)的航測(cè)影像。（11）傾斜攝影同時(shí)從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜等五個(gè)不同的角度采集影像過(guò)程。三、像控點(diǎn)（1）像控點(diǎn)標(biāo)志1）人工制作的標(biāo)志2）特征地物標(biāo)志三、像控點(diǎn)（2）布設(shè)要求1）一般按航線對(duì)測(cè)區(qū)統(tǒng)一布設(shè)像控點(diǎn)對(duì)于規(guī)則測(cè)區(qū)（矩形或正方形），若小面積區(qū)域最少布設(shè)5個(gè)控制點(diǎn)，即在區(qū)域4個(gè)角和中間各布設(shè)1個(gè)。三、像控點(diǎn)（2）布設(shè)要求1）一般按航線對(duì)測(cè)區(qū)統(tǒng)一布設(shè)像控點(diǎn)對(duì)于不規(guī)則測(cè)區(qū)，根據(jù)具體地形來(lái)布設(shè)控制點(diǎn)，一般在測(cè)區(qū)周?chē)ＷC數(shù)量足夠且能夠控制整體區(qū)域的外圍控制點(diǎn)，加上測(cè)區(qū)內(nèi)部少量布設(shè)位置合理的像控點(diǎn)。三、像控點(diǎn)（2）布設(shè)要求1）一般按航線對(duì)測(cè)區(qū)統(tǒng)一布設(shè)像控點(diǎn)對(duì)于帶狀測(cè)區(qū)，需要在帶狀的左右側(cè)布點(diǎn)，可以按照“S”或“Z”字型路線布設(shè)。（2）布設(shè)要求2）在視野開(kāi)曠、平坦、上空沒(méi)遮擋平滑地方布設(shè)像控點(diǎn)，避開(kāi)樹(shù)下、屋檐下、屋角、雜草、斜坡，、臺(tái)階邊角及陰影區(qū)域。一般水泥路面可用噴涂油漆布設(shè)，土路或山地可用膩?zhàn)臃鄞妫ㄗ⒁馓鞖?，查看要飛行最近幾天的天氣，下雨會(huì)造成膩?zhàn)臃鄄荚O(shè)像控點(diǎn)的失效，盡量避免人為破壞）。山區(qū)路不夠時(shí)，可采用標(biāo)靶式像控點(diǎn)。（2）布設(shè)要求3）現(xiàn)場(chǎng)噴涂像控點(diǎn)標(biāo)志時(shí)，應(yīng)用直角模具進(jìn)行噴涂，顏色要與地表顏色對(duì)比鮮明，常用顏色有白色和紅色；標(biāo)志大?。?0cm，并且菱角鮮明；還要噴涂編號(hào)，字體清晰，字體高度＞30cm；具體尺寸和編號(hào)按照CH/Z3005—2010《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》執(zhí)行。（2）布設(shè)要求4）選擇特征地物標(biāo)志作為像控點(diǎn)時(shí)，要盡量選擇固定、平整、清晰易識(shí)別、無(wú)陰影、無(wú)遮擋、比較大的地物，并且提供現(xiàn)場(chǎng)照片2-4張說(shuō)明像控點(diǎn)的位置，至少包含1張近景和2張遠(yuǎn)景，這樣能明顯指示像控點(diǎn)位置和像控點(diǎn)及周?chē)匚锾卣鳎в邢窨攸c(diǎn)編號(hào)（默認(rèn)照片中對(duì)中桿所在位置即為像控點(diǎn)位置）。（2）布設(shè)要求5）像控點(diǎn)布設(shè)的密度，首先要考慮測(cè)區(qū)地形和精度要求。如地形起伏較大，地貌復(fù)雜，需增加像控點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量（10%~20%）。很多無(wú)人機(jī)有RTK

或者PPK

后差分

系統(tǒng)，理論上可以減少地面控制點(diǎn)的數(shù)量，可以根據(jù)項(xiàng)目測(cè)試經(jīng)驗(yàn)自行調(diào)整。不同地面分辨率、成圖比例下，像控點(diǎn)布設(shè)的密度見(jiàn)表3-4。（3）采集像控點(diǎn)采集應(yīng)遵循“從整體到局部、先控制后碎部”的原則，即先進(jìn)行整個(gè)測(cè)區(qū)的的控制測(cè)量，再進(jìn)行碎部測(cè)量。常用采集方式有GNSS靜態(tài)、全站儀和RTK三種方式。一般在L型的直角拐角處進(jìn)行采集三角形、正方形及十字形全都放在交叉正中心進(jìn)行采集。四、拍攝后檢查3.數(shù)據(jù)要求2.補(bǔ)飛1.數(shù)據(jù)異常應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)異常時(shí)間段是否在正式航線上和整個(gè)架次的POS數(shù)據(jù)精度來(lái)決定航線數(shù)據(jù)的有效性。對(duì)于產(chǎn)生數(shù)據(jù)漏洞的航線要進(jìn)行補(bǔ)飛。拍攝好的影像，不要進(jìn)行任何的編輯謝謝!無(wú)人機(jī)低空攝像測(cè)量任務(wù)2使用大疆智圖進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)處理任務(wù)描述本任務(wù)主要是進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理，使用大疆智圖利用傾斜攝影數(shù)據(jù)進(jìn)行二維三維可見(jiàn)光重建，形成數(shù)字表面模型(DSM)、正射影像(DOM)以及三維模型等結(jié)果。任務(wù)實(shí)施一、數(shù)據(jù)導(dǎo)入1.新建重建任務(wù)2.添加影像3.影像管理4.選擇指定范圍影像二、空三1.場(chǎng)景（1）普通

適用于絕大多數(shù)場(chǎng)景，包括傾斜攝影和正射拍攝的數(shù)據(jù)。（2）環(huán)繞

適用于環(huán)繞拍攝的場(chǎng)景，主要針對(duì)細(xì)小垂直物體的重建，如基站、鐵塔、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。（3）電力線

適用于可見(jiàn)光相機(jī)（如P4R）采用垂直電線的Z字型拍攝電力線的場(chǎng)景。二、空三2.計(jì)算模式可選擇單機(jī)計(jì)算或集群計(jì)算。3.高級(jí)設(shè)置（1）特征點(diǎn)密度

分為高低兩類(lèi)。（2）成果格式為XML格式二、空三4.像控點(diǎn)管理添加影像后導(dǎo)入像控點(diǎn)，利用像控點(diǎn)提高空三的精度和魯棒性、檢查空三的精度以及將空三結(jié)果轉(zhuǎn)換到指定的像控點(diǎn)坐標(biāo)系下，提高重建結(jié)果的準(zhǔn)確度。大疆智圖支持免像控?cái)?shù)據(jù)處理，也可省去刺像控點(diǎn)步驟。二、空三5.空三質(zhì)量報(bào)告（1）已校準(zhǔn)影像等于導(dǎo)入影像數(shù)量（2）地理配準(zhǔn)均方根誤差越小越好（3）影像RTK狀態(tài)

固定解數(shù)量越多越好(4)相機(jī)校準(zhǔn)信息優(yōu)化前后差異一般不超過(guò)50pixel。三、生成二維地圖1.二維地圖參數(shù)（1）重建分辨率

高為原始分辨率，中為原始分辨率的1/4（即圖片長(zhǎng)和寬均為原片的1/2），低為原始分辨率的1/9（即圖片長(zhǎng)和寬均為原片的1/3）。三、生成二維地圖1.二維地圖參數(shù)（2）建圖場(chǎng)景

無(wú)論是城市還是農(nóng)村，測(cè)繪作業(yè)都應(yīng)選擇城市場(chǎng)景。（3）計(jì)算模式

若電腦有集群版權(quán)限，則可選擇集群計(jì)算或單機(jī)計(jì)算進(jìn)行重建。三、生成二維地圖2.二維地圖高級(jí)設(shè)置（1）興趣區(qū)域

用戶(hù)可在添加照片后，選擇興趣區(qū)域進(jìn)行建模，只生成興趣區(qū)域內(nèi)的建模成果節(jié)省建模時(shí)間，提高效率。三、生成二維地圖2.二維地圖高級(jí)設(shè)置（1）興趣區(qū)域

通過(guò)“導(dǎo)入KML文件”、在文框中輸入興趣區(qū)域的緯度、經(jīng)度和高度或XYZ值、在“重置區(qū)域”的選項(xiàng)處單擊“自動(dòng)”或“最大區(qū)域”及單擊地圖上的位置手動(dòng)添加興趣區(qū)域。三、生成二維地圖2.二維地圖高級(jí)設(shè)置（2）輸出坐標(biāo)系

若照片不包含POS信息，則輸出坐標(biāo)系默認(rèn)為“任意坐標(biāo)系”。若已添加的照片包含POS信息，二維地圖默認(rèn)設(shè)置為該任務(wù)所處的UTM投影坐標(biāo)系。可通過(guò)導(dǎo)入PRJ文件和搜索自定義設(shè)置坐標(biāo)系和高程。高程設(shè)置中，大疆智圖目前支持Default（橢球高）、EGM96、EGM2008、NAVD88、NAVD88(ftUS)、NAVD88(ft)、JGD2011(vertical)。三、生成二維地圖2.二維地圖高級(jí)設(shè)置（3）分幅輸出

當(dāng)原始影像數(shù)據(jù)過(guò)大時(shí)，生產(chǎn)的二維DOM/DSMTIF圖數(shù)據(jù)量較大，導(dǎo)入第三方軟件時(shí)可能出現(xiàn)無(wú)法加載或加載較慢時(shí)，使用分幅輸出功能，將一個(gè)大的tif規(guī)則的裁切成若干個(gè)小的tif文件。3.二維地圖文件格式以及儲(chǔ)存路徑二維地圖文件默認(rèn)存儲(chǔ)在以下路徑，C:\Users\<計(jì)算機(jī)用戶(hù)名>\Documents\DJI\DJITerra賬號(hào)名\<任務(wù)名稱(chēng)>\map\成果文件列表。正射影像成果文件（DOM）數(shù)字表面模型地圖瓦片數(shù)據(jù)正射影像分幅裁切結(jié)果3.二維地圖文件格式以及儲(chǔ)存路徑高程文件分幅裁切結(jié)果采樣

為5m分辨率的DSM4.二維質(zhì)量報(bào)告四、三維建模1.三維模型參數(shù)設(shè)置與二維相同四、三維建模2.三維模型高級(jí)設(shè)置與二維相同2.三維模型高級(jí)設(shè)置3）成果格式1）點(diǎn)云。①PNTS格式：默認(rèn)生成以在Terra

顯示（LOD

點(diǎn)云格式，適合在Cesium

中顯示）。②LAS格式：ASPRSLASer，三維點(diǎn)云格式，V1.2版本格式。③S3MB格式：超圖LOD點(diǎn)云格式。④PLY格式：非LOD點(diǎn)云格式。⑤PCD格式：非LOD點(diǎn)云格式。2.三維模型高級(jí)設(shè)置3）成果格式2）模型①B3DM格式：默認(rèn)生成以在Terra顯示（LOD模型