《無人機(jī)測繪技術(shù)》項(xiàng)目4任務(wù)2無人機(jī)城區(qū)土地規(guī)劃應(yīng)用測繪項(xiàng)目生產(chǎn)

《無人機(jī)測繪技術(shù)》項(xiàng)目四無人機(jī)航測技術(shù)綜合創(chuàng)新應(yīng)用任務(wù)2無人機(jī)城區(qū)土地規(guī)劃應(yīng)用測繪項(xiàng)目生產(chǎn)隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)攝影測量在測量的精準(zhǔn)性、數(shù)據(jù)的系統(tǒng)科學(xué)分析以及測量定位的科學(xué)性逐步提升。作為一種新興的科學(xué)技術(shù)，無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中的應(yīng)用前景明朗，更對(duì)城市規(guī)劃的科學(xué)性起到非常重要的作用。本任務(wù)我們將對(duì)無人機(jī)城區(qū)土地規(guī)劃應(yīng)用測繪項(xiàng)目生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，加深學(xué)習(xí)者對(duì)無人機(jī)測繪應(yīng)用方向和層次的理解和認(rèn)知，并進(jìn)一步提升無人機(jī)測繪實(shí)踐操作技能。任務(wù)引入正確認(rèn)識(shí)自身崗位，熱愛本職工作，時(shí)刻保持恭敬心與敬畏心；嚴(yán)格遵守崗位操作規(guī)程，確保工具、設(shè)備和自身的安全；養(yǎng)成良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和較強(qiáng)的組織溝通能力。思政要點(diǎn)03能夠采用大疆經(jīng)緯M300RTK無人機(jī)搭載大疆禪思P1在城區(qū)土地規(guī)劃測量項(xiàng)目中進(jìn)行相關(guān)地塊拍攝；能夠使用大疆智圖軟件進(jìn)行空三處理、三維建模、生成真正射影像，并利用清華EPS軟件進(jìn)行地形圖測繪。技能要點(diǎn)02了解無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中的應(yīng)用特點(diǎn)；掌握無人機(jī)攝影測量在城區(qū)土地規(guī)劃中的應(yīng)用方面；掌握無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中的應(yīng)用流程。知識(shí)要點(diǎn)01學(xué)習(xí)目標(biāo)無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中的應(yīng)用流程；采用大疆經(jīng)緯M300RTK無人機(jī)搭載大疆禪思P1在城區(qū)土地規(guī)劃測量項(xiàng)目中進(jìn)行相關(guān)地塊拍攝。無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中的應(yīng)用流程；使用大疆智圖軟件進(jìn)行空三處理、三維建模、生成真正射影像，并利用清華EPS軟件進(jìn)行地形圖測繪。重點(diǎn)難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)目錄CONTENTS04實(shí)例分析03無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中的應(yīng)用流程02無人機(jī)攝影測量在城區(qū)土地規(guī)劃中的應(yīng)用研究01無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中應(yīng)用的特點(diǎn)2無人機(jī)城區(qū)土地規(guī)劃應(yīng)用測繪項(xiàng)目生產(chǎn)Part1無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中應(yīng)用的特點(diǎn)高效性在以往的城區(qū)土地規(guī)劃測量工作當(dāng)中，人力測量是最主要的測量方式，但是受到地形等因素的影響，人力測量不僅測量時(shí)間較長，測量效率也非常低。而將無人機(jī)應(yīng)用到城區(qū)土地規(guī)劃測量工作當(dāng)中，就可以在不受地形條件限制的情況下開展測量工作，不僅測量方式更加靈活、自由，測量時(shí)間也明顯縮短，測量效率有了大幅度的提升。直觀性將無人機(jī)應(yīng)用到城區(qū)土地規(guī)劃測量中，不僅可以從整體上保證城區(qū)土地規(guī)劃測量工作的質(zhì)量，還可以在近景拍攝過程中提升測量效果的直觀性。即便是測量區(qū)域的地形地貌相對(duì)復(fù)雜，拍攝出來的圖像也具有較高的清晰度。與此同時(shí)，無人機(jī)還可以根據(jù)要求展開更為細(xì)致的測量，并將測量結(jié)果傳輸至地面的工作人員。機(jī)動(dòng)性與靈活性無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中的應(yīng)用，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性與靈活性。首先，在利用無人機(jī)進(jìn)行低空拍攝的過程中，整個(gè)拍攝過程不容易受到外界氣候條件的影響，且可以靈活地進(jìn)行升空或者下降。其次，無人機(jī)的操作方式比較簡單，且可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲取測量數(shù)據(jù)。工作人員也可以在最短的時(shí)間完成工作任務(wù)，對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、處理、分析以及傳輸。分辨率高使用傳統(tǒng)的衛(wèi)星拍攝方式拍攝時(shí)，一旦遇到高層建筑物，拍攝過程將會(huì)受到阻礙。所以傳統(tǒng)的衛(wèi)星拍攝方式經(jīng)常出現(xiàn)遙感盲區(qū)，且所獲數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也得不到保證。也就是說，如果選擇這種測量方式，不僅會(huì)產(chǎn)生大量的人力消耗和物力消耗，還無法對(duì)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度進(jìn)行保證，一些測量區(qū)域的地形地貌無法被精準(zhǔn)地呈現(xiàn)出來。而通過無人機(jī)的應(yīng)用則可以展開多角度航拍，將測量區(qū)域的地形地貌特點(diǎn)全方位地呈現(xiàn)出來，不會(huì)受到高層建筑物等遮擋物的影響。對(duì)場地要求低近年來，在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的形勢下，絕大多數(shù)的無人機(jī)的起飛方式和降落方式更加便捷，在應(yīng)用過程中對(duì)場地要求相對(duì)自由。2無人機(jī)城區(qū)土地規(guī)劃應(yīng)用測繪項(xiàng)目生產(chǎn)Part2無人機(jī)攝影測量在城區(qū)土地規(guī)劃中的應(yīng)用研究規(guī)劃管理快速建立城市模型用搭載在飛機(jī)上的傾斜攝影測量系統(tǒng)對(duì)整個(gè)城市進(jìn)行航拍，可以有效地建立具有海量地理信息的大場景現(xiàn)狀模型，有效提高城市現(xiàn)狀建模的效率。而通過搭載在輕型無人機(jī)上的傾斜攝影測量系統(tǒng)又可以快速建立城市局部的三維模型，從而保證數(shù)字城市與城市建設(shè)同步更新，保障城市現(xiàn)狀模型的現(xiàn)勢性。輔助規(guī)劃審批在規(guī)劃審批過程中，通過對(duì)三維虛擬城市中的地物進(jìn)行編輯，可以直觀地反映出報(bào)審項(xiàng)目與周邊城市環(huán)境之間的關(guān)系，輕松應(yīng)對(duì)各項(xiàng)規(guī)劃指標(biāo)進(jìn)行控制管理，退讓和日照情況都能直觀看出，規(guī)劃審批時(shí)需要容積率、建筑密度等規(guī)劃指標(biāo)數(shù)據(jù)可直接量測。進(jìn)而提高建設(shè)工程的報(bào)批效率，為城區(qū)土地規(guī)劃管理提供依據(jù)?？⒐ず藢?shí)傳統(tǒng)竣工測量的成果多為平面圖、文檔、圖表等資料，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的空間表達(dá)上還有一定的欠缺。隨著低空無人機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)竣工建筑物實(shí)施傾斜攝影測量快速建模，不但能夠完成傳統(tǒng)的竣工測量工作，還通過模型的模型與設(shè)計(jì)方案的對(duì)比，檢查建設(shè)項(xiàng)目在空間上的完成情況，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市現(xiàn)狀模型庫的實(shí)時(shí)更新。規(guī)劃監(jiān)察規(guī)劃監(jiān)察對(duì)于城市合理用地、規(guī)范建設(shè)起到至關(guān)重要的作用。傾斜攝影測量與無人機(jī)低空航拍的出現(xiàn)為規(guī)劃監(jiān)察提供了新的手段與方法，監(jiān)察人員通過定期對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行航拍，建立具備真實(shí)坐標(biāo)的項(xiàng)目區(qū)域的正射影像圖或三維模型，通過與規(guī)劃控制線疊加分析項(xiàng)目是否違法用地和違章建設(shè)。打破傳統(tǒng)的規(guī)劃監(jiān)察方式，解放生產(chǎn)力、提高工作效率。規(guī)劃信息化建設(shè)無人機(jī)攝影測量的現(xiàn)勢性和精確性有效避免了以往在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中人工測量的周期長、耗費(fèi)人力物力等缺點(diǎn)，可以快速精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)規(guī)劃信息化的建設(shè)與運(yùn)用。2無人機(jī)城區(qū)土地規(guī)劃應(yīng)用測繪項(xiàng)目生產(chǎn)Part3無人機(jī)在城區(qū)土地規(guī)劃測量中的應(yīng)用流程擬定測量區(qū)域在城區(qū)土地規(guī)劃測量當(dāng)中，如果要應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)，需要先擬定需要測量的區(qū)域，并對(duì)測量區(qū)域的住戶情況、氣候條件、公路運(yùn)行情況、水庫運(yùn)行情況以及海拔情況等進(jìn)行全面、細(xì)致地調(diào)研，并以此為基礎(chǔ)制定出合理地規(guī)劃測量方案。確定相關(guān)工具參數(shù)無人機(jī)在應(yīng)用過程中先由無人機(jī)航拍獲取一組數(shù)據(jù)，然后結(jié)合航拍面積選擇相應(yīng)的工具參數(shù)，主要包括根據(jù)航拍面積確定相機(jī)像素、鏡頭和分辨率調(diào)整等。布置像控點(diǎn)像控點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量與布設(shè)精準(zhǔn)度，對(duì)于無人機(jī)航測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與有效性有著直接的影響。在布設(shè)像控點(diǎn)的過程中，需要注意以下幾方面：對(duì)測量區(qū)域進(jìn)行分析，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行像控點(diǎn)的統(tǒng)一部署，以高平點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)；相鄰像對(duì)和相鄰航線之間的像控點(diǎn)應(yīng)盡量共用。如果像控點(diǎn)位于邊緣區(qū)域，可以在輪廓線外面進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)；如果測量區(qū)域的建筑物相對(duì)密集，那么要適當(dāng)增加像控點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量。開展無人機(jī)航拍要想利用無人機(jī)進(jìn)行航拍，需要在無人機(jī)上安裝專用攝影機(jī)，然后借助專用攝影機(jī)的高分辨率來進(jìn)行高清晰度圖片的獲取。在實(shí)際航拍過程中，需要利用GPS導(dǎo)航技術(shù)和遙控技術(shù)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行指揮和控制，使其沿著特定的線路，按照特定的速度進(jìn)行飛行，并完成實(shí)地拍攝。之后，再對(duì)這些影像資料進(jìn)行整理，做好相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄和分析，保證無人機(jī)航拍的實(shí)效性。數(shù)據(jù)的分析和處理針對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理，需要使用到影像處理軟件。在數(shù)據(jù)分析與處理的過程中，還需要結(jié)合這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)模型的生成和信息坐標(biāo)圖片的確定。只有這樣，才能夠充分發(fā)揮出這些影像信息資料的應(yīng)用價(jià)值，保證城區(qū)土地規(guī)劃測量工作的順利開展。2無人機(jī)城區(qū)土地規(guī)劃應(yīng)用測繪項(xiàng)目生產(chǎn)Part4實(shí)例分析項(xiàng)目概況以撫順城區(qū)某城區(qū)土地規(guī)劃項(xiàng)目為例，作業(yè)面積約2km2，該次作業(yè)采用了大疆經(jīng)緯M300RTK無人機(jī)搭載大疆禪思P1做相關(guān)地塊拍攝器材，利用大疆智圖軟件進(jìn)行空三處理、三維建模、生成真正射影像，利用清華EPS軟件進(jìn)行地形圖測繪。航線設(shè)計(jì)2根據(jù)傾斜攝影作業(yè)要求將航拍作業(yè)的基本參數(shù)設(shè)置為相對(duì)航高h(yuǎn)為280m，航向重疊度和旁向重疊度均設(shè)置為80%時(shí)，既可以滿足傾斜攝影三維建模對(duì)地物多方位不同角度的構(gòu)像要求，又能最大程度減少航線數(shù)及總相片數(shù)，降低航攝成本和后期數(shù)據(jù)處理的壓力。確定好相對(duì)航高和重疊率，便可以在無人機(jī)的地面站軟件中進(jìn)行航線規(guī)劃。由于無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間有限，總的航線所需時(shí)間超出了無人機(jī)的最大航時(shí)，因此將測區(qū)劃分為6個(gè)架次進(jìn)行航攝飛行?？刂茰y量根據(jù)傾斜攝影作業(yè)要求，要求每平方公里選擇10個(gè)以上像控點(diǎn)，實(shí)際作業(yè)時(shí)選取了46個(gè)像控點(diǎn)，其中26個(gè)像控點(diǎn)，20個(gè)檢測點(diǎn)。這些點(diǎn)在測區(qū)內(nèi)分布均勻，完整覆蓋了測區(qū)，點(diǎn)位均選在了明顯的地物拐角點(diǎn)或線狀地物的交叉點(diǎn)，例如道路標(biāo)志線、房屋等地物的角點(diǎn)等。利用GNSS接收機(jī)、全站儀等設(shè)備測定出上述46個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)及高程，并在相應(yīng)的相片上做好點(diǎn)位標(biāo)記。無人機(jī)航攝無人機(jī)起飛前需進(jìn)行詳盡細(xì)致的檢查。檢查全部合格后，控制飛機(jī)起飛，觀察飛機(jī)的姿態(tài)是否穩(wěn)定，檢查無誤后切換到自動(dòng)駕駛狀態(tài)，飛機(jī)爬升至預(yù)設(shè)高度并進(jìn)入航線開始拍攝。飛行結(jié)束后，將相機(jī)拍攝的影像文件和飛機(jī)飛控記錄的POS數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，對(duì)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。重點(diǎn)檢查照片是否有丟漏和重疊度是否滿足要求。若飛行數(shù)據(jù)不滿足要求，在分析原因后進(jìn)行重拍或補(bǔ)拍?？杖幚砜杖馑阍趦?nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，空三的結(jié)果直接決定后期模型的精度。大疆智圖自帶空三解算功能，作業(yè)時(shí)利用預(yù)處理后的成果，進(jìn)行空中三角測量解算。在數(shù)據(jù)解算結(jié)束后，查看空三成果的質(zhì)量，通過查看，空三成果符合實(shí)際情況，空三報(bào)告中控制點(diǎn)平面中誤差為6.3cm，高程中誤差4.1cm，檢測點(diǎn)平面中誤差為5.9cm，高程中誤差4.9cm，考慮到實(shí)際項(xiàng)目中像片的地面采樣間隔為5cm，基本將誤差控制在一個(gè)像素大小，空三成果精度較為理想，成果精度符合規(guī)范要求。導(dǎo)入控制點(diǎn)，對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行刺點(diǎn)操作，為保證后期空三優(yōu)化的魯棒性，推薦每個(gè)像控點(diǎn)的刺點(diǎn)影像數(shù)量不少于4張，所刺控制點(diǎn)盡可能在測區(qū)內(nèi)均勻分布，推薦不少于4個(gè)控制點(diǎn)（需要將像控點(diǎn)類型設(shè)置為控制點(diǎn)），檢查點(diǎn)可以視實(shí)際情況設(shè)置。三維模型生成空三解算通過后，利用大疆智圖軟件進(jìn)行三維建模，通過影像同名點(diǎn)匹配技術(shù)，可生成基于真實(shí)影像的超高密度點(diǎn)云，再根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成數(shù)字地表模型(DSM)，并自動(dòng)將紋理映射到數(shù)字地表模型上，并以此生成基于真實(shí)影像紋理的高分辨率實(shí)景三維模型，形成整體的三維模型數(shù)據(jù)。實(shí)景三維模型生產(chǎn)設(shè)置模型格式為OSGB，這種格式存在多層級(jí)金字塔，主要用來進(jìn)行模型成果查看和地籍圖測繪，在模型輸出后，設(shè)置OSGB模型的索引文件，利用大疆智圖3D功能可以打開模型，對(duì)模型成果進(jìn)行查看，主要檢查模型有沒有分層，模型有沒有嚴(yán)重拉花導(dǎo)致無法進(jìn)行地籍圖測繪的情況。真正射影像生成傳統(tǒng)的數(shù)字正射影像圖是在數(shù)字高程模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)的，影像圖上的房屋、橋梁等建筑具有投影差，嚴(yán)重影響了影像圖的準(zhǔn)確判讀。真正射影像是將正射影像糾正為垂直視角的影像產(chǎn)品，表現(xiàn)為地形、建筑物等要素沒有投影差、建筑物間無遮擋的正射影像圖，全面無遺漏地展現(xiàn)了地面上的物要素。以傾斜攝影空三處理結(jié)果為定位基礎(chǔ)，以生成三維模型時(shí)的高精度數(shù)字表面模型數(shù)據(jù)為高程數(shù)據(jù)源，對(duì)原始影像中的下視影像進(jìn)行正射糾正，利用其他方向的影像對(duì)遮擋部分進(jìn)行修補(bǔ)，便可生成真正射影像。真正射影像圖用來套合采集的地籍圖，檢查采集是否準(zhǔn)確。利用傾斜攝影模型進(jìn)行地形圖測繪與用傳統(tǒng)的攝影測量方式不同，采用傾斜攝影模型進(jìn)行地形圖測繪，不需要專業(yè)的立體顯示設(shè)備，對(duì)作業(yè)人員的立體感沒有特殊要求，可以直接在三維模型上對(duì)地物進(jìn)行量測。傾斜攝影模型可以準(zhǔn)確定位建筑物的側(cè)立面，因而在勾畫建筑物時(shí)可以直接勾畫其建筑主體，省略掉了房檐改正的環(huán)節(jié)，并且可以判讀出房屋的層數(shù)，減少了外業(yè)調(diào)繪的工作量。使用EPS三維建模軟件進(jìn)行傾斜攝影模型測圖，需要先把三維建模生成的OSGB格式三維模型轉(zhuǎn)換為DSM格式的數(shù)據(jù)，并對(duì)轉(zhuǎn)換后的DSM格式數(shù)據(jù)進(jìn)行加載。軟件會(huì)自動(dòng)打開一個(gè)三維模型窗口和一個(gè)二維矢量窗口，兩個(gè)窗口會(huì)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，在三維窗口描繪的地物會(huì)自動(dòng)顯示在二維窗口中。對(duì)于比較規(guī)整的矩形房屋，可以選擇“五點(diǎn)房”功能進(jìn)行繪制。對(duì)于不規(guī)則房屋，可以通過按住CTRL鍵捕捉每個(gè)角點(diǎn)的方式繪制。除了房屋之外，水系、管線、道路、植被、地貌等信息均可以按照類似的方式在立體模型上進(jìn)行采集。本任務(wù)主要講解了無人機(jī)城區(qū)土地規(guī)劃應(yīng)用測繪