無人機(jī)數(shù)據(jù)采集

1、編輯ppt1無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)采集編輯ppt2主要內(nèi)容主要內(nèi)容四二三一無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比無人機(jī)航飛對(duì)數(shù)據(jù)處理影響無人機(jī)航攝計(jì)劃航攝成果質(zhì)量檢查航攝成果質(zhì)量檢查編輯ppt31 無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)勢(shì)無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)勢(shì)由于采用無人及遠(yuǎn)距離操作、適合于人無法達(dá)到的危險(xiǎn)地區(qū)作業(yè)由于采用無人及遠(yuǎn)距離操作、適合于人無法達(dá)到的危險(xiǎn)地區(qū)作業(yè)火山監(jiān)測(cè)火山監(jiān)測(cè)滑坡與塌方調(diào)查滑坡與塌方調(diào)查地雷探測(cè)地雷探測(cè)冰川與泥石流監(jiān)測(cè)冰川與泥石流監(jiān)測(cè)大壩監(jiān)測(cè)大壩監(jiān)測(cè)雪崩雪崩編輯ppt41 無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)勢(shì)無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)勢(shì)由于體積小、重量輕，一般不算做飛行器受限制小由于體積小、重量輕，一般不算做飛行器受限制小, 搬運(yùn)方便搬運(yùn)方便編輯ppt

2、51 無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)勢(shì)無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)勢(shì)由于飛行高度低由于飛行高度低, 能夠能夠獲取高分辨率數(shù)據(jù)獲取高分辨率數(shù)據(jù)在空中飛行在空中飛行, 視點(diǎn)高，視點(diǎn)高，地面地物遮擋少地面地物遮擋少, 便于便于獲取高質(zhì)量的紋理信獲取高質(zhì)量的紋理信息用于息用于3D建模和小范建模和小范圍測(cè)圖作業(yè)圍測(cè)圖作業(yè) 編輯ppt61 無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)無人機(jī)遙感的缺點(diǎn) 裝載非專業(yè)數(shù)碼相機(jī) 小像幅、小基高比 影像數(shù)量多 抗風(fēng)能力差, 穩(wěn)定性差 重疊度高，偏角大 存在像點(diǎn)位移編輯ppt71 無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)1.1 1.1 裝載非專業(yè)數(shù)碼相機(jī)裝載非專業(yè)數(shù)碼相機(jī)編輯ppt8鏡頭畸變鏡頭畸變 從左圖中的我們直接看出可以看出邊

3、緣像片點(diǎn)的鏡頭畸變值較中間大，而右圖給出了鏡頭畸變大小與點(diǎn)離像主點(diǎn)距離的模擬的函數(shù)關(guān)系。編輯ppt91 無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)航高H基線B基線B大像幅小像幅 相機(jī)性能和無人機(jī)性能之間的平衡相機(jī)性能和無人機(jī)性能之間的平衡 考慮到拍攝響應(yīng)和實(shí)際像幅，不能飛得太低考慮到拍攝響應(yīng)和實(shí)際像幅，不能飛得太低 影響到攝影比例尺影響到攝影比例尺成圖精度成圖精度1.2 1.2 小像幅、小基高比小像幅、小基高比編輯ppt101 無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)無人機(jī)遙感的缺點(diǎn) 像幅小，像片多，影響處理效率，需要更多的控制舉例：對(duì)6km2 方某地進(jìn)行航拍，無人機(jī)平臺(tái)裝載Cannon 450D相機(jī)、 全部相片數(shù)達(dá)1200張

4、傳統(tǒng)航測(cè)平臺(tái)使用DMC相機(jī) 全部相片不超過300張1.3 1.3 影像數(shù)量多影像數(shù)量多編輯ppt111 無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)無人機(jī)遙感的缺點(diǎn) 由于體積小飛行中由于體積小飛行中抗風(fēng)能力差抗風(fēng)能力差, 穩(wěn)定性差穩(wěn)定性差, 載重量少載重量少1.4 1.4 抗風(fēng)能力差抗風(fēng)能力差, , 穩(wěn)定性差穩(wěn)定性差編輯ppt121 無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)無人機(jī)遙感的缺點(diǎn) 航向重疊度能達(dá)到70-85%，旁向重疊35-55%，但受相機(jī)姿態(tài)的影響，所拍攝影像間的預(yù)設(shè)重疊度無法得到嚴(yán)格保證 相鄰影像間很可能存在較大的旋角和上下錯(cuò)動(dòng)，最大旋轉(zhuǎn)角可能達(dá)到 201.5 1.5 重疊度高、偏角大重疊度高、偏角大編輯ppt13為什么要低速？為

5、什么要低速？安全性安全性像點(diǎn)位移像點(diǎn)位移= v t t為曝光時(shí)間為曝光時(shí)間最低航速最低航速min2wVscw為無人機(jī)重量，s為機(jī)翼面積， 為空氣密度，c為該機(jī)型的最大升力系數(shù)。編輯ppt141 無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)無人機(jī)遙感的缺點(diǎn)攝影相機(jī)安裝在無人機(jī)的移動(dòng)平臺(tái)上，在相機(jī)曝光時(shí)間內(nèi)飛行器的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的像點(diǎn)位移會(huì)造成影像模糊。對(duì)于大型專業(yè)寬幅量測(cè)數(shù)碼航空相機(jī)會(huì)通過時(shí)間延遲與向前運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來消除像點(diǎn)位移影響。但對(duì)于無人機(jī)搭載的中幅甚至小幅的非量測(cè)相機(jī)，這些像點(diǎn)位移是沒法得到補(bǔ)償?shù)?。攝影曝光時(shí)間誤差帶來像移將會(huì)帶來空間分辨率的損失攝影曝光時(shí)間誤差帶來像移將會(huì)帶來空間分辨率的損失1.6 1.6 像點(diǎn)位移像點(diǎn)位移

6、編輯ppt15主要內(nèi)容主要內(nèi)容四二三一無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比無人機(jī)航飛對(duì)數(shù)據(jù)處理影響無人機(jī)航攝計(jì)劃航攝成果質(zhì)量檢查航攝成果質(zhì)量檢查編輯ppt162 無人機(jī)航飛對(duì)數(shù)據(jù)處理影響無人機(jī)航飛對(duì)數(shù)據(jù)處理影響 大偏角給匹配帶來困難 基高比小和大偏角對(duì)相對(duì)定向的影響 高重疊度的匹配更穩(wěn)健 像點(diǎn)位移降低了像點(diǎn)量測(cè)精度 非專業(yè)相機(jī)的鏡頭畸變編輯ppt172.1 大偏角給匹配帶來困難大偏角給匹配帶來困難 由于無人機(jī)姿態(tài)不穩(wěn)定的特性，決定了相鄰影像間很可能存在較大的旋偏角和上下錯(cuò)動(dòng)，無法使用傳統(tǒng)的灰度影像匹配算法獲取同名點(diǎn)，具體在以下三個(gè)方面： 像間的左右重疊度和上下重疊度變化大，加上低空遙感影像攝影比例尺大，造成

7、表面不連續(xù)地物（如高樓）在影像上的投影差大，因而無法確定匹配的搜索范圍； 相鄰影像間的旋偏角大，難以進(jìn)行灰度相關(guān)； 飛行器的飛行高度、側(cè)滾角和俯仰角變化大，從而導(dǎo)致影像間的比例尺差異大，降低了灰度相關(guān)的成功率和可靠性編輯ppt18基于尺度/旋轉(zhuǎn)不變的全自動(dòng)相對(duì)定向(無人機(jī)影像 影像旋偏角較大)編輯ppt192.2 對(duì)相對(duì)定向的影響對(duì)相對(duì)定向的影響 基高比?。河捎跓o人機(jī)獲取的影像重疊度大，攝影時(shí)的基線短，而基線越短，所成的交會(huì)角就會(huì)小，極大程度的影響了測(cè)圖的高程精度高程精度，如果仍然按傳統(tǒng)方法用相鄰影像構(gòu)成立體相對(duì)，高程精度就很難得到保證。一般處理辦法是通過隔片構(gòu)成立體相對(duì)，通過增加基線長度和增

8、大前方交會(huì)增加基線長度和增大前方交會(huì)角角的方式，提高測(cè)圖的高程精度。 大偏角：當(dāng)無人機(jī)在幾百米高空飛行時(shí)，由于其自身的質(zhì)量較輕、氣流影響較大，使其在空中的姿態(tài)很不穩(wěn)定，導(dǎo)致獲取的影像存在較大的畸變差，并且相鄰影像的亮度、對(duì)比度的差距也較大，降低了同名點(diǎn)匹配的數(shù)量和精度，而影像的相對(duì)定向的精度與匹配特征點(diǎn)的數(shù)量和精度密切相關(guān)。編輯ppt202.3 高重疊度的匹配更穩(wěn)健高重疊度的匹配更穩(wěn)健影像的重疊度越大(也即基線越短)，相鄰影像間的差異越小，自動(dòng)匹配越容易，匹配點(diǎn)越多，相對(duì)定向的精度也非常好。隨著影像重疊度的減小(也即基線變長)，影像間的差異變大，由姿態(tài)引起的影像間的差異比較明顯，造成匹配的同名

9、點(diǎn)數(shù)不斷減少，相對(duì)定向精度逐漸降低，在重疊度低于65時(shí)(大于60)，匹配困難。航向重疊航向重疊度度(%)89.186.380.175.370.065.1自動(dòng)匹配自動(dòng)匹配點(diǎn)數(shù)點(diǎn)數(shù)940770645510440348中誤差中誤差(pixel)0.10.20.30.40.60.8編輯ppt212.4 像點(diǎn)位移像點(diǎn)位移 飛行器的地面速度 相機(jī)曝光時(shí)間 焦距長度 c 飛行器的飛行高度 像元大小 編輯ppt22像點(diǎn)位移綜合分析像點(diǎn)位移綜合分析曝光間隔與地面分辨率、地面速度關(guān)系相同曝光時(shí)間下飛行器運(yùn)動(dòng)速度越大,像點(diǎn)位移量越大,影像模糊程度越高；相同飛行器運(yùn)動(dòng)速度下曝光時(shí)間越長,像點(diǎn)位移量越大,影像模糊程度越

10、高；減少曝光時(shí)間會(huì)相應(yīng)地減少進(jìn)光量，這樣同樣影響影像的拍攝質(zhì)量；降低飛行速度，顧慮到影像基高比就要相應(yīng)地增加曝光時(shí)間間隔，這樣就會(huì)影響作業(yè)效率；飛行時(shí)既要考慮到像點(diǎn)位移也要考慮作業(yè)效率和影像獲取的質(zhì)量，所以需要在曝光時(shí)間間隔與飛行器的飛行速度間找到一個(gè)最佳值。編輯ppt232.5 低空無人機(jī)相機(jī)標(biāo)定低空無人機(jī)相機(jī)標(biāo)定 二維平面法編輯ppt242.5 低空無人機(jī)相機(jī)標(biāo)定低空無人機(jī)相機(jī)標(biāo)定室外三維檢校場(chǎng)編輯ppt252.5 低空無人機(jī)相機(jī)標(biāo)定低空無人機(jī)相機(jī)標(biāo)定編輯ppt26主要內(nèi)容主要內(nèi)容四二三一無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比無人機(jī)航飛對(duì)數(shù)據(jù)處理影響無人機(jī)航攝計(jì)劃航攝成果質(zhì)量檢查航攝成果質(zhì)量檢查編輯ppt

11、273 無人機(jī)航攝計(jì)劃無人機(jī)航攝計(jì)劃編輯ppt28航測(cè)無人機(jī)規(guī)范航測(cè)無人機(jī)規(guī)范 無人機(jī)航攝安全作業(yè)基本要求無人機(jī)航攝安全作業(yè)基本要求，編號(hào)為CH/Z 30012010； 無人機(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求無人機(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求，編號(hào)為CH/Z 30022010； 低空數(shù)字航空攝影測(cè)量內(nèi)業(yè)規(guī)范低空數(shù)字航空攝影測(cè)量內(nèi)業(yè)規(guī)范，編號(hào)為CH/Z 30032010； 低空數(shù)字航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范低空數(shù)字航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范，編號(hào)為CH/Z 30042010； 低空數(shù)字航空攝影規(guī)范低空數(shù)字航空攝影規(guī)范，編號(hào)為CH/Z 30052010。 編輯ppt293.1 工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備 飛行速度飛行速度越慢，像點(diǎn)位移越小 飛行平

12、穩(wěn)度飛機(jī)平穩(wěn)，保證重疊度 續(xù)航時(shí)間續(xù)航時(shí)間長短，直接影響作業(yè)效率 有效荷載可裝載的相機(jī)類型（+鏡頭） 易操作性 維修保養(yǎng)3.1.1 3.1.1 無人機(jī)的選擇無人機(jī)的選擇編輯ppt303.1 工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備 根據(jù)選定的實(shí)驗(yàn)區(qū)在對(duì)應(yīng)的地形圖上確定出測(cè)圖范圍和攝影范圍；3.1.2 3.1.2 航攝范圍的確定航攝范圍的確定編輯ppt313.1 工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備 根據(jù)測(cè)圖方法、儀器設(shè)備、比例尺和測(cè)圖精度等要求綜合選擇與其相匹配的航攝相機(jī)。 數(shù)碼航空攝影的地面分辨率GSD取決于飛行高度。3.1.3 3.1.3 航攝儀和攝影比例與航高的確定航攝儀和攝影比例與航高的確定編輯ppt323.1 工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備

13、 在避開航攝范圍內(nèi)高壓電力線和軍民航空器的前提下，保證航攝飛行路線的直線性，并把項(xiàng)目區(qū)分成若干測(cè)段每一測(cè)段再分為若干航帶，這樣便于航攝作業(yè)。3.1.4 3.1.4 航飛路線設(shè)計(jì)航飛路線設(shè)計(jì)編輯ppt333.1工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備航飛路線設(shè)計(jì)航飛路線設(shè)計(jì)編輯ppt34飛行設(shè)計(jì)飛行設(shè)計(jì) 重疊度通常采用航向75%旁向50%重疊，保障60%30%重疊要求 航高充分顧及影像的有效分辨率，并非航高越低分辨率越高 有風(fēng)天氣盡量避免有風(fēng)天氣飛行，特殊情況采用高重疊度方式進(jìn)行飛行，減小后期處理工作量和保證處理精度編輯ppt353.1 工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備3.1.5 3.1.5 控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量編輯ppt

14、363.1 工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備3.1.5 3.1.5 控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量編輯ppt37控制點(diǎn)布設(shè)控制點(diǎn)布設(shè) 原則 均勻布設(shè)，邊角加密，大面積弱紋理區(qū)域（水域、森林、農(nóng)田）邊界加密。 一塊很多小片縫合的大氈布，控制點(diǎn)是固定氈布的釘子，釘子稀少的地方氈布會(huì)下垂(區(qū)域網(wǎng)變形)，相同密度氈布厚的地方下垂量小(重疊度高和連接點(diǎn)多的區(qū)域)。氈布破洞周圍會(huì)產(chǎn)生下垂（大面積弱紋理區(qū)域）,避免下垂破洞附近加釘子(加控制點(diǎn))。 飛行前布控，可以提高精度。圓形點(diǎn)較優(yōu) 飛行后布控，平面內(nèi)的標(biāo)志點(diǎn)較優(yōu)編輯ppt383.1 工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備3.1.5 3.1.5 控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量編輯ppt39

15、3.1 工作準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備3.1.5 3.1.5 控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量編輯ppt403.2 航空攝影航空攝影 航攝季節(jié)應(yīng)選擇本攝區(qū)最有利的氣象條件，并要盡可能的避免或減少地表植被和其他覆蓋物對(duì)攝影和測(cè)圖的不良影響，確保航攝像片能夠真實(shí)地顯現(xiàn)地面細(xì)部。 選擇航攝時(shí)間，既要保證具有充足的光照度，又要避免過大的陰影。3.2.1 3.2.1 攝影季節(jié)和航攝時(shí)間的選擇攝影季節(jié)和航攝時(shí)間的選擇編輯ppt413.2 航空攝影航空攝影3.2.2 3.2.2 航飛航飛空中飛行空中飛行起起 飛飛降降 落落地面站地面站編輯ppt423.2 航空攝影航空攝影3.2.3 3.2.3 航帶整理航帶整理編輯ppt

16、433.2 航空攝影航空攝影 A、像片重疊度、像片重疊度 航向重疊度一般應(yīng)為60%-80%；最小不應(yīng)小于53%。 相鄰航線的像片旁向重疊度一般應(yīng)為15%-60%，個(gè)別最小不應(yīng)小于8%。 B、像片傾斜角、像片傾斜角 像片傾斜角一般不大于5度，個(gè)別最大不大于12度 C、像片旋偏角、像片旋偏角 旋偏角一般不大于15度，在確保像片航向和旁向重疊度滿足要求的前提下，個(gè)別最大不超過30度；在同一條航線上旋偏角超過20度的像片數(shù)不應(yīng)超過三片。超過15度旋偏角的像片數(shù)不應(yīng)超過攝區(qū)像片總數(shù)的10%.3.2.4 3.2.4 飛行質(zhì)量飛行質(zhì)量編輯ppt443.2 航空攝影航空攝影 D、攝區(qū)、分區(qū)、圖廓覆蓋保證、攝區(qū)

17、、分區(qū)、圖廓覆蓋保證 航向覆蓋、旁向覆蓋邊界保證攝區(qū)及分區(qū)影像制作范圍全覆蓋。 E、漏洞補(bǔ)攝與重?cái)z、漏洞補(bǔ)攝與重?cái)z 航攝過程中出現(xiàn)的相對(duì)漏洞和絕對(duì)漏洞應(yīng)及時(shí)補(bǔ)攝，漏洞補(bǔ)攝應(yīng)按原設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。對(duì)不影響內(nèi)業(yè)加密模型連接的相對(duì)漏洞，可只在漏洞處補(bǔ)攝。補(bǔ)攝航線的長度應(yīng)超出漏洞之外一條基線?？刂坪骄€如其本身出現(xiàn)局部的相對(duì)漏洞或有其他缺陷，如云影、脫膜、斑痕等，在不影響整條航線內(nèi)業(yè)加密選點(diǎn)和模型連接的情況下可不補(bǔ)攝。凡需要補(bǔ)攝時(shí)，應(yīng)整條航線重?cái)z。 F、記錄資料的填寫、記錄資料的填寫 每次飛行均應(yīng)認(rèn)真填寫飛行報(bào)告表和攝影處理參考表等原始記錄資料，并隨所攝航片送交攝影處理工序存查。3.2.4 3.2.4 飛行

18、質(zhì)量飛行質(zhì)量編輯ppt453.2 航空攝影航空攝影 正確選擇濾光鏡，確保曝光量正常，底片密度和反差適中、影像清晰、色彩豐富、顏色飽和、彩色平衡良好。 直接觀察像片，應(yīng)能辨認(rèn)出與航攝比例尺相適應(yīng)的細(xì)小地物影像，能夠建立清晰的立體模型，能確保立體量測(cè)的精度。3.2.5 3.2.5 攝影質(zhì)量攝影質(zhì)量編輯ppt46主要內(nèi)容主要內(nèi)容四二三一無人機(jī)測(cè)圖的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比無人機(jī)航飛對(duì)數(shù)據(jù)處理影響無人機(jī)航攝計(jì)劃航攝成果質(zhì)量檢查航攝成果質(zhì)量檢查編輯ppt474 航攝成果質(zhì)量檢查航攝成果質(zhì)量檢查 將相鄰兩張像片按其中心附近2cm范圍的地物重疊后，再將重疊百分尺的末端置于第二張像片的邊緣，讀取第一張像片邊緣在重疊百分尺上

19、的分劃值，此值即為像片的航向重疊度。4.1 4.1 像片重疊度像片重疊度1)航向重疊度xxxLPq 2)旁向重疊度yyyLPq xPxLS1S2編輯ppt484 航攝成果質(zhì)量檢查航攝成果質(zhì)量檢查 一般根據(jù)像片邊緣或角隅上圓水準(zhǔn)氣泡影像偏離其中心的程度進(jìn)行檢查，尤其要注意檢查整條航線相鄰像片上水準(zhǔn)氣泡偏離其中心的方向和位置是否有明顯的移動(dòng)。無水準(zhǔn)氣泡記錄的像片可在已有的地形圖上選擇若干明顯地物點(diǎn)作為控制點(diǎn)用攝影測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)算檢查。4.2 4.2 像片傾斜角像片傾斜角編輯ppt494 航攝成果質(zhì)量檢查航攝成果質(zhì)量檢查4.3 4.3 像片旋偏角像片旋偏角相鄰像片的主點(diǎn)連線與像幅沿航線方向的兩框標(biāo)連線之間的夾角稱像片的旋偏角旋偏角。實(shí)際航空攝影時(shí)，可通過設(shè)置攝影儀在其座架中的旋轉(zhuǎn)角從而消除或減小旋偏角，以達(dá)到理想的立體覆蓋效果。12編輯ppt504 航攝成果質(zhì)量檢查航攝成果質(zhì)量檢查4.4 4.4 航線彎曲度航線彎曲度最大彎曲矢距（）與航線長度（L）之比航線彎曲度航線彎曲度規(guī)范規(guī)定：%100L%3航線彎曲度= 航線彎曲航線彎曲：把