一、無(wú)人機(jī)航測(cè)與傳統(tǒng)測(cè)量的比較
傳統(tǒng)的測(cè)繪專業(yè),給每個(gè)人的第一印象就是一個(gè)人身上背著儀器,肩膀扛著三腳架,翻山越嶺,日曬雨淋,但是隨著無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,無(wú)人機(jī)航測(cè)在測(cè)繪領(lǐng)域中引發(fā)了一場(chǎng)革命性質(zhì)的變化。無(wú)人機(jī)航測(cè)是無(wú)人機(jī)根據(jù)提前規(guī)劃的航線,設(shè)置的重疊率,調(diào)整的相機(jī)參數(shù),然后進(jìn)行等時(shí)間或者等距離采集正射影像。無(wú)人機(jī)航測(cè)和傳統(tǒng)測(cè)量的比較如表1-1所示。
表1-1
通過(guò)上面表格的比較,我們可以看出傳統(tǒng)的測(cè)量的地形圖精度高,但是對(duì)儀器、人員等方面要求較高,同時(shí)還受外界因素(天氣、溫度、地形條件等)影響較大,無(wú)人機(jī)航測(cè)具有快速方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也存在成圖精度略低于人工測(cè)量的精度、空中飛行安全性低等缺點(diǎn)。
二、無(wú)人機(jī)在項(xiàng)目外業(yè)中的應(yīng)用
1、測(cè)區(qū)概況
測(cè)區(qū)位于四川省達(dá)州市某個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)上,測(cè)區(qū)山勢(shì)險(xiǎn)峻,地形比較復(fù)雜,部分地區(qū)高差大約400米,綠色植被覆蓋率較高。如果用傳統(tǒng)的測(cè)繪方式來(lái)進(jìn)行作業(yè),那么不僅測(cè)繪的效率低、人工消耗量大,而且成圖的精度也存在很大的問(wèn)題。通過(guò)綜合比較,故選擇無(wú)人機(jī)航測(cè)來(lái)代替人工傳統(tǒng)測(cè)量。本次航測(cè)選用的設(shè)備如表2-1所示。
表2-1
1)測(cè)區(qū)的踏勘以及資料收集
本次外業(yè)航測(cè),業(yè)主方主要提供了以下資料:
1. 測(cè)量任務(wù)書
2.測(cè)區(qū)的四等GPS靜態(tài)控制測(cè)量成果
3.要求的測(cè)量的范圍邊界線
2)無(wú)人機(jī)航線的規(guī)劃和設(shè)計(jì)
根據(jù)業(yè)主提供的資料,我們選擇在無(wú)人機(jī)管家軟件中規(guī)劃和設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)飛行的航線。如圖2-1所示,在翼飛智能無(wú)人機(jī)管理軟件左上角,可以看到一個(gè)智航線的選項(xiàng),點(diǎn)擊智航線,就能夠根據(jù)需要規(guī)劃和設(shè)計(jì)航線。
圖2-1
點(diǎn)擊智航線之后,新建一個(gè)工程,并以此安置點(diǎn)項(xiàng)目的名稱對(duì)這個(gè)工程文件進(jìn)行命名。工程創(chuàng)建完成以后,根據(jù)業(yè)主提供的資料,需要將已有的測(cè)區(qū)范圍kml 導(dǎo)入到軟件自帶的谷歌地圖上。單擊左邊導(dǎo)入選項(xiàng),選中測(cè)區(qū)范圍的kml文件。導(dǎo)入成功之后,如圖2-2所示,圖中黃線框中的陰影部分就是本次需要航測(cè)的移民安置點(diǎn)面積。
如圖2-2
由于大多數(shù)的測(cè)區(qū)形狀是無(wú)規(guī)律的多邊形,為了方便后期空三加密處理數(shù)據(jù),同時(shí)也為了獲得更高精度的成果資料,因此根據(jù)移民安置點(diǎn)的范圍選擇合理的飛行區(qū)域形狀是非常必要的一件事情,在翼飛智能無(wú)人機(jī)管理軟件中,提供給用戶可供選擇的飛行區(qū)域類型有多邊形、矩形、帶狀等種類。本著為了方便后期成圖的原因,一般飛行區(qū)域我們都需要規(guī)劃成矩形或者不帶轉(zhuǎn)折的條帶。規(guī)劃好的飛行區(qū)域如圖2-3所示
圖2-3
根據(jù)已經(jīng)布置好的飛行區(qū)域范圍,然后點(diǎn)擊航線生成選項(xiàng),,點(diǎn)擊確認(rèn),航線自動(dòng)生成完成。特別注意,這個(gè)時(shí)候生成的航線是一個(gè)基礎(chǔ)航線,航線上的各個(gè)參數(shù)都會(huì)在左邊全部顯示出來(lái),例如后期成圖比例尺、影像航片的分辨率、航線航向重疊度、航線旁向重疊度、無(wú)人機(jī)的飛行速度、本架次飛行的相對(duì)航高、本架次的飛行時(shí)間以及測(cè)區(qū)的平均海拔,如圖2-4所示。在這里可以根據(jù)具體的測(cè)量要求,調(diào)節(jié)每個(gè)架次的飛行參數(shù)。例如,最終成果需要提交1:500地形圖時(shí),可以根據(jù)要求,適當(dāng)調(diào)高航向重疊率和旁向重疊率或者降低飛行高度。這兩種方法中,在保證飛行安全的前提條件下,首先選擇降低飛行高度。
圖2-4
特別強(qiáng)調(diào)一下,所有的飛行參數(shù)必須在合理的范圍之內(nèi),如果出現(xiàn)不合理的情況,則可能發(fā)生無(wú)人機(jī)無(wú)法起飛或者撞機(jī)等事故。在本次移民安置點(diǎn)航測(cè)工程中,我們要求最終提交1:1000的數(shù)字地形圖成果,因此把航片分辨率設(shè)置成8cm,航向重疊度80%,旁向重疊度60%,以保證后期成圖的質(zhì)量。飛行區(qū)域以及航線生成完成以后,為了提高最終的成圖精度,需要導(dǎo)出飛行航線,在航線的規(guī)劃下,均勻的布置像控點(diǎn)和加密像控點(diǎn)。導(dǎo)出航線以后,找到飛行航線KML文件,然后導(dǎo)入到谷歌影像地圖中。在導(dǎo)入飛行航線之后,接下來(lái)的步驟就是合理的布置像控點(diǎn)。像控點(diǎn)的布置遵守以下原則:
1、像控點(diǎn)需要選擇明顯的拐角處,以提高內(nèi)業(yè)精度。
2、像控點(diǎn)標(biāo)志尺寸大小應(yīng)該在一米左右,最好布置成L形狀,測(cè)量L點(diǎn)的拐角處。
3、像控點(diǎn)應(yīng)該盡量選擇地勢(shì)平坦的地方,避免樹林,房屋等容易被遮擋的地方。
4、像控點(diǎn)應(yīng)該選擇相對(duì)保存長(zhǎng)久的材料,比如白色的油漆或者白色的涂料。且布置像控點(diǎn)的地方也盡量選擇人流量小的地方。
5、像控點(diǎn)應(yīng)該均勻的分布在測(cè)區(qū)的四周,對(duì)精度要求高的地方,應(yīng)該格外布置加密像控點(diǎn)。
6、像控點(diǎn)盡量布置在兩條相鄰航線的中間,以便增加后期空三刺點(diǎn)的度數(shù)。
根據(jù)以上的布置原則,我們把整個(gè)測(cè)區(qū)的像控點(diǎn)布置成為如圖2-5所示,其中1、3、4、5這四個(gè)點(diǎn)分布在測(cè)區(qū)的四周,屬于基礎(chǔ)像控點(diǎn),6號(hào)點(diǎn)位于測(cè)區(qū)的正中間,屬于加密像控點(diǎn)。這些像控點(diǎn)的布設(shè)完成以后,就可以利用華測(cè)X91移動(dòng)站依次把每個(gè)像控點(diǎn)數(shù)據(jù)采集下來(lái),并且做成標(biāo)準(zhǔn)的像控表格。
圖2-5
3)調(diào)試飛機(jī),調(diào)試相機(jī)參數(shù)
完成上述的像控采集工作后,就可以在測(cè)區(qū)的附近選擇一個(gè)最近的起飛點(diǎn)。起飛點(diǎn)選擇要求地勢(shì)平坦,四周開闊,沒有過(guò)多的遮擋且距離第一個(gè)拍照點(diǎn)200米以內(nèi)。滿足上述要求的起飛點(diǎn)才可以在第一個(gè)拍照點(diǎn)正常的啟動(dòng)拍照命令,否則會(huì)出現(xiàn)掉照片的情況。起飛點(diǎn)選擇好以后,然后安裝好大疆精靈4PRO的旋翼以及電池,進(jìn)行飛行前的常規(guī)工作檢查,保證不會(huì)出現(xiàn)人為的機(jī)械故障。檢查完畢以后,最好進(jìn)行一次手動(dòng)操作的試飛。進(jìn)行手動(dòng)試飛的目的是調(diào)節(jié)相機(jī)的感光度和光圈,保證航片質(zhì)量最佳。經(jīng)過(guò)多次的綜合測(cè)試,晴天的光圈建議選擇5~7這個(gè)參數(shù)范圍,ISO值選擇200,陰天的的光圈建議選擇2~4這個(gè)參數(shù)范圍,ISO值選擇400,這樣的參數(shù)拍出的航片質(zhì)量最好。
4)在翼飛智能無(wú)人機(jī)管理軟件中正式飛行
完成試飛之后,可以開始在軟件中正常飛行,巡航。首先無(wú)人機(jī)垂直上升,然后到達(dá)計(jì)算好的高度以后,水平飛行,向第一個(gè)拍照點(diǎn)前進(jìn)。在到達(dá)第一個(gè)拍照點(diǎn)之后,開始調(diào)整姿態(tài),沿著布置好的航線進(jìn)行水平巡航工作。每個(gè)架次的飛行完成后,會(huì)得到若干張帶像控點(diǎn)的航片,如圖2-6所示。這個(gè)環(huán)節(jié)中翼飛智能無(wú)人機(jī)管理軟件會(huì)全程監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行的整體情況,監(jiān)控的范圍包括電池的剩余電量、實(shí)時(shí)圖傳、飛行高度、飛行速度等,并且全程會(huì)有語(yǔ)音提示。無(wú)人機(jī)從垂直起飛到水平巡航,再到最后的返航,整個(gè)過(guò)程在翼飛智能無(wú)人機(jī)管理軟件中基本實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化。
圖2-6
三、無(wú)人機(jī)航片在項(xiàng)目?jī)?nèi)業(yè)中的成圖
外業(yè)航測(cè)完成之后,獲得了一個(gè)架次的若干張航片,根據(jù)需求進(jìn)行內(nèi)業(yè)空三計(jì)算。我們把一個(gè)架次的航片,導(dǎo)入到GODWORK軟件中,進(jìn)行空三內(nèi)業(yè)處理,具體的空三步驟如下:
1、對(duì)導(dǎo)入的航片進(jìn)行一鍵空三操作,進(jìn)行影像的識(shí)別、匹配。
2、影像匹配完成以后,我們需要對(duì)影像進(jìn)行DEM構(gòu)圖。
3、構(gòu)圖完成之后,再導(dǎo)入像控點(diǎn),依次對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行刺點(diǎn)。
4、完成兩個(gè)或者三個(gè)刺點(diǎn)工作之后,對(duì)整個(gè)構(gòu)圖網(wǎng)進(jìn)行平差。如果平差之后構(gòu)圖網(wǎng)沒有破壞,繼續(xù)重復(fù)步驟3中的刺點(diǎn)工作。
5、所有的像控點(diǎn)刺點(diǎn)完成,平差合格之后,輸出測(cè)圖模式。
輸出了測(cè)圖模式,然后把測(cè)圖模式輸出的成果導(dǎo)入到生成立體相對(duì)的軟件中,生成立體像對(duì),然后對(duì)每個(gè)像控點(diǎn)進(jìn)行依次檢查,校核,并且輸出相對(duì)成果。最后利用已經(jīng)生成的相對(duì),繪制出1:1000的數(shù)字地形圖。輸出的成果如圖3-1所示。
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