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      無人機航測的4大特點及3大技術應用

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      無人機航測的4大特點及3大技術應用

      2021/09/10

      無人機航測

      無人機航測是傳統航空攝影測量手段的有力補充,具有機動靈活、高效快速、精細準確、作業成本低、適用范圍廣、生產周期短等特點,在小區域和飛行困難地區具有明顯優勢。

      隨著無人機與數碼相機技術的發展,基于無人機平臺的數字航攝技術已顯示出其獨特的優勢,無人機與航空攝影測量相結合使得“無人機數字低空遙感”成為航空遙感領域的一個嶄新發展方向,無人機航拍可廣泛應用于國家重大工程建設、災害應急與處理、國土監察、資源開發、新農村和小城鎮建設等方面,尤其在基礎測繪、土地資源調查監測、土地利用動態監測、數字城市建設和應急救災測繪數據獲取等方面具有廣闊前景。

      無人機航測

      無人機航測的特點

      快速反應

      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,對獲取數據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監測功能。升空準備時間15分鐘即可、操作簡單、運輸便利。

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      時效性性價比

      傳統高分辨率衛星遙感數據一般會面臨兩個問題,第一是存檔數據時效性差;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。無人機航拍則可以很好地解決這一難題,工作組可隨時出發,隨時拍攝,相比衛星和有人機測繪,可做到短時間內快速完成,及時提供用戶所需成果,且價格具有相當的優勢。相比人工測繪,無人機每天至少幾十平方公里的作業效率必將成為今后小范圍測繪的發展趨勢。

      監控區域受限制小

      我們國家面積遼闊,地形和氣候復雜,很多區域常年受積雪、云層等因素影響,導致衛星遙感數據的采集受一定限制。傳統的大飛機航飛,國家有規定和限制,如航高大于5000m,這樣就不可避免的存在云層的影響,妨礙成圖質量。另外還有一定的危險,在邊境地區存在邊防的問題。而無人小飛機就很好的解決了這些問題。不受航高限制,成像質量、精度都遠遠高于大飛機航拍。

      飛機航拍

      地表數據快速獲取和建模能力

      系統攜帶的數碼相機、數字彩色航攝相機等設備可快速獲取地表信息,獲取超高分辨率數字影像和高精度定位數據,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、三維可視化數據,便于進行各類環境下應用系統的開發和應用。

      無人機航測的技術應用

      數字正射影像

      數字正射影像(簡稱DOM))是利用數字高程模型對掃描處理的數字化的航空像片/遙感影像(單色/彩色),經逐個象元進行投影差改正,再按影像鑲嵌,根據圖幅范圍剪裁生成的影像數據。

      城鄉規劃建設使用的正射影像圖DOM

      (城鄉規劃建設使用的正射影像圖DOM)

      技術優勢:DOM具有精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取快捷等優點,可作為地圖分析背景控制信息,也可從中提取自然資源和社會經濟發展的歷史信息或最新信息,為防治災害和公共設施建設規劃等應用提供可靠依據;還可從中提取和派生新的信息,實現地圖的修測更新。作為評價其它數據的參考,它的精度、現勢性和完整性都很優良。

      地圖測繪

      根據地形圖精度的要求,調整好無人機拍攝的比例尺、分辯率及重疊率等。在出正射影像圖后,可利用成圖軟件先在內業進行判圖(也就是矢量化),再到實地檢查正確性,最后進行整個圖紙的控制測繪以確定整個地形圖的坐標系統,通過制圖軟件實現如地圖制圖、地圖編輯、地圖分析等功能。

      矢量圖 數字線劃圖

      矢量圖:在實景三維模型的基礎上制作矢量圖。根據幾何特性來繪制地圖,矢量可以是一個點或一條線,這種類型的圖像文件包含獨立的分離圖像,可以自由無限制的重新組合。
      數字線劃圖:在數字測圖中,最為常見的產品就是數字線劃圖,外業測繪最終成果一般就是DLG。能較全面地描述地表現象,目視效果與同比例尺一致但色彩更為豐富。滿足各種空間分析要求,可隨機地進行數據選取和顯示,與其他信息疊加,可進行空間分析、決策。其中部分地形核心要素可作為數字正射影像地形圖中的線劃地形要素。

      陜西測繪局為西安市新農村建設制作的數字線劃地圖

      (陜西測繪局為西安市新農村建設制作的數字線劃地圖)

      數字線劃地圖:數字線劃地圖(DLG)是一種更為方便的放大、漫游、查詢、檢查、量測、疊加地圖。其數據量小,便于分層,能快速的生成專題地圖,所以也稱作矢量專題信息。此數據能滿足地理信息系統進行各種空間分析要求,視為帶有智能的數據??呻S機地進行數據選取和顯示,與其他幾種產品疊加,便于分析、決策。

      技術特征:地圖地理內容、分幅、投影、精度、坐標系統與同比例尺地形圖一致。圖形輸出為矢量格式,任意縮放均不變形。

      實景建模在無人機航測中的應用

      實景建模軟件:ContextCapture(推薦)、ContextCapture Center。
      ContextCapture 是一款可由簡單的照片和/或點云自動生成詳細三維實景模型的軟件。

      實景建模在無人機航測中的應用

      ContextCapture 的高兼容性,能對各種對象各種數據源進行精確無縫重建,從厘米級到公里級,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現無限精細的細節。

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      下面是通過無人機航測采集數據后,利用實景建模軟件ContextCapture進行5大應用。
      1)利用ContextCapture生產出的實景模型。

      利用ContextCapture生產出的實景模型1

      利用ContextCapture生產出的實景模型2

      2)利用ContextCapture的模型瀏覽器可以直接測量地貌坐標點,距離,面積和體積。

      利用ContextCapture的模型瀏覽器可以直接測量地貌坐標點,距離,面積和體積

      3)通過實景模型進行土方量計算。

      通過實景模型進行土方量計算

      4)通過實景模型提取地形。

      通過實景模型提取地形

      5)ContextCapture還可以在生產模型的時候直接生成正射影像,數字表面模型。

      ContextCapture還可以在生產模型的時候直接生成正射影像,數字表面模型




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