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無人機航測教程:航線規劃、像控點布設、刺點、成圖

發布時間:2021-10-30 23:01:47   瀏覽量:3326   作者:GIS前沿

無人機航測具有機動靈活、高效快速、作業成本低、適用范圍廣、生產周期短等特點。近年來,無人機行業發展迅猛,隨之衍生的新興行業對傳統行業產生強大沖擊。在農林植保、電力巡線、空中監察、影視航拍、航空測繪、公安反恐、高速巡檢、無人機編隊表演等廣泛應用。

作為傳統測繪從業者,深知測繪行業之艱辛。希望通過本篇的學習,能夠幫助大家在野外作業時減輕工作量,加快作業效率。時代在進步,科技在發展。我愿意和大家一起到中流擊水,浪遏飛舟。

無人機航測系統配置及流程圖(多旋翼版)

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外業子系統

補充說明:Altizure軟件及其網站因為公司運營原因已在2020年底正式關閉,軟件依然可以使用但是不再更新,未下載的可以在網上搜索到免費安裝包。
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內業子系統

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航測流程圖

制定飛行計劃

現場踏勘及航線規劃

實施飛行

像控點采集

外業成果檢查與處理

內業出正射影像、三維模型
測區概況

測區對象為西華師范大學新校區一期,范圍包括校門、美術樓、圖書館、教學樓、辦公樓、化工樓、校醫院、籃球場。

南充市位于四川盆地東北部,地處嘉陵江中游,介于北緯30°35’31°51’,東經105°27’106°28’之間,西華師范大學就座落于南充市郊的西山腳下。西華師大新校區是世紀之交時學校征地所建,由同濟大學建筑設計研究院規劃與設計,占地2000余畝,建筑面積90余萬平方米。

請添加圖片描述
航線規劃

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航線規劃軟件介紹

圖片Altizure深圳珠科創新技術有限公司開發的一款免費的實景三維建模軟件,具有自動規劃航線功能。因為公司運營的問題,軟件不再更新,網站也已關閉,需要的朋友可以在網上下載舊版本繼續使用。推薦大家使用另外的免費航線規劃軟件 Pix4dcapture、航飛精靈、DJI GS PRO等,操作流程和設置大同小異,可以參照以下操作。

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航線參數設置

2.1范圍線

圖片此次測區范圍為392m x 390m,平均高程約為245m。使用Altizure航線規劃軟件ios版,此版本還具有導入kml功能,將測區的kml導入APP,能夠更合理的規劃航線,節省電量等。請添加圖片描述

2.2飛行高度

圖片測區相對高差在40米左右,為了保證飛行安全和滿足精度要求,將飛行高度設置為100米。請添加圖片描述

2.3重疊率

圖片航向重疊率一般設置在80%左右;旁向重疊率通常設置范圍為60%-80%,需要三維建模請選擇高重疊率來確保模型質量。本次測區我們將航線重疊率設為85%,旁向重疊率設為80%。(如果只出正攝影像,可以根據要求適當提高飛行高度和降低旁向重疊率,能夠擴大作業范圍,提升作業效率)

請添加圖片描述
2.4航線

出正攝影像只需要飛第一條航線(鏡頭垂直向下),建立三維模型需要飛完五條航線,也有飛環形航線提高效率節約時間的。

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構架航線

構架航線又叫作控制航線,主要是指在測區范圍內加飛的若干條與測圖航線近似垂直的航線。其主要作用是在基本航線的兩端起到控制點的作用,減少測區內地面外業像控點的布設工作量,增強區域網模型之間的連續性,提高加密平差精度。

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飛行安全

注意測區是否屬于禁飛區,測區內有無高層建筑物,信號塔,高壓線,以此來確定合理的飛行高度。選擇地形平坦,開闊,相對位置較高的地方(如小山丘,平房樓頂)作為起飛點,并且起飛點需要考慮航線最遠處的信號傳輸問題。合法飛行,申請空域!

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實施飛行

起飛前,先用DJI GO 4 連接無人機,檢查飛行器狀態,刷新返航點(重要)。飛行中,應該走到空曠的無遮擋的地方將遙控器天線對準飛機的位置,以防止斷開信號,導致無人機中斷任務返航。

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成果檢查

手工篩選掉漏漿,方向不對,相機過曝、欠曝等不符合要求的照片。大疆無人機拍攝的照片自帶pos信息(wgs84坐標系統),右鍵屬性→詳細信息可以查看照片經緯度及其它信息。
像控點

像控點是攝影測量控制加密和測圖的基礎,因此,野外像控點目標選擇的好壞和指示點位的準確程度,直接影響成果的精度。本測區采用CGCS2000坐標系統,高斯三度帶投影,中央子午線為105°,高程系統為1985高程。

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像控點的布設位置

圖片1.1一般是在測區的四個角和中間位置(但不要太靠近邊緣,以免拍不到)。請添加圖片描述
1.2如果需要多架次飛行或者帶狀測區的,盡量保證不同架次之間的重疊區域有像控點。請添加圖片描述
1.3理論上像控點最低要求為三個,但是建議做五個以上(三個點只能組成一個三角形,而五個點卻可以組成十個三角形)。測區越大,需要布置的像控點越多。

A.預鋪設法

圖片飛行前在測區范圍內預先鋪設像控點,常見的有標靶,油漆,石灰等。請添加圖片描述
B.后采法

圖片 在飛行任務完成后,通過拍攝的照片來尋找地面特征點作為像控點(如:公路叉,水泥壩,停車線)。

請添加圖片描述

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實地采集

圖片因為本次測區地面特征點較多,所以使用后采法采集像控點,個數為五個,均勻分布于測區。用RTK多次采集地面特征點,取均值。當然以上兩種方法可以同時使用,效果更佳。請添加圖片描述
像控點成果處理

RTK采集的數據一般導出為南方cass格式dat文件,而pix4dmapper軟件要求的是txt,scv文件。
新建TXT文本文件復制粘貼數據,得到我們需要的txt格式的像控點文件,當然你也可以使用scv格式。請添加圖片描述
正射影像生產

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Pix4Dmapper軟件介紹

Pix4Dmapper來自于瑞士的pix4d公司,是集全自動、快速、專業精度為一體的無人機數據和航空影像處理軟件。Pix4Dmapper無需專業知識,無需人工干預,即可將數千張影像快速制作成專業的、精確的二維地圖和三維模型。

此次教程使用Pix4Dmapper試用版,其它常用出正攝軟件還有Photoscan UASMaster 等。

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建立工程

2.1打開軟件,建立一個新項目。請添加圖片描述
2.2導入照片,點擊下一步

可以選擇照片,也可以直接選擇路徑。

請添加圖片描述
2.3圖片屬性,默認就好,點擊下一步(pos信息也可以從文件中導入,比如上ppk的固定翼的pos信息)

請添加圖片描述
2.4選擇輸出坐標系

選擇輸出坐標系時,一定要注意和像控點坐標系保持一致。如果像控點坐標系和你需要的成果坐標系不一樣,那么需要進行坐標轉換。如果像控點是獨立坐標系,則選擇任意坐標系。請添加圖片描述
2.5選擇模板

選擇標準模板下的3D Maps出高質量正攝影像圖。在野外作業時,為了現場檢查圖像的質量,是否需要補拍等,通常的經驗是選擇快速檢測出一個低質量的快拼圖,以此來檢驗。請添加圖片描述
2.6處理選項

第一步 初始化處理

圖片請添加圖片描述
第二步 點云和紋理請添加圖片描述
第三步 DSM,正射影像和指數請添加圖片描述
請添加圖片描述
像控點刺點

3.1平面刺點法
點擊項目→GCP/MTP管理→導入控制點→選擇txt文件→OK→平面編輯器請添加圖片描述
選擇要刺的像控點→點擊要刺的照片→單擊刺點(每個像控點一般刺5-10張)

圖片 請添加圖片描述
刺完后點擊ok,開始運行程序第一,二,三步直接出成果。

3.2空三射線刺點法

空三射線刺點法適用于第一步初始化處理完成后,可以進行快速并精確的刺點。(推薦使用方法)

點擊項目→GCP/MTP管理→導入控制點→選擇txt文件→OK→空三射線編輯器請添加圖片描述
選擇要刺的像控點→單擊照片刺點→使用→重新匹配并優化請添加圖片描述
重新匹配并優化完成后→運行第二,三步直接出成果。

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質量報告

每一個步驟完成,都會生成一個質量報告。需要注意的有以下幾個地方:請添加圖片描述
請添加圖片描述

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成果

5.1點云

圖片

找到點云文件,用Global mapper打開點云,可以進行點云自動分類、抽稀,出等高線等。請添加圖片描述
5.2等高線

圖片

用Pix4d生成dxf格式的等高線,使用南方cass軟件打開即可。請添加圖片描述
5.3正射影像

用Pix4d圖片生成的正射影像為tif格式,自帶坐標信息。打開南方cass軟件,加載影像導入CAD插件,直接打開即可。

來源:https://blog.csdn.net/qq_43173805/article/details/120187351
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