無人機測繪新技術(shù)應(yīng)用調(diào)研報告

1、無人機測繪新技術(shù)應(yīng)用調(diào)研報告根據(jù)集團、院關(guān)于開展“大學(xué)習(xí)、大調(diào)研、大改進”任務(wù) 的通知精神，為更好的了解我院供方測繪單位無人機硬件、 軟件配置、人員配置、作業(yè)流程等，為我院開展測繪成果檢 查驗收、BIM設(shè)計應(yīng)用提供依據(jù)，為今后測量采購提供參考， 技術(shù)部聯(lián)合科技研發(fā)中心、開展了 “無人機新技術(shù)應(yīng)用”調(diào)研任 務(wù)。（一）組建調(diào)研組。調(diào)研組成員由技術(shù)部姚守峰、科技 研發(fā)中心相詩堯組成。（二）調(diào)研實施。調(diào)研組于2018年5月30日編寫調(diào)研 方案，6月20日、25日先后對山東省地質(zhì)測繪院、山東魯 邦地理信息工程有限公司進行了現(xiàn)場調(diào)研，6月21日通過電 子郵件發(fā)送調(diào)研表方式對煤炭工業(yè)濟南設(shè)計研究院進行了 無

2、人機新技術(shù)應(yīng)用調(diào)研。（三）調(diào)研內(nèi)容。本次調(diào)研就無人機測繪外業(yè)作業(yè)方法、 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理流程、質(zhì)量檢查方法等方面與測繪單位進行了 深入交流，了解三家測繪單位航空攝影測量專業(yè)測繪資質(zhì)、 航測裝備情況、無人機新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀、質(zhì)量檢查方法、無 人機發(fā)展及應(yīng)用前景、目前遇到的技術(shù)難點及解決措施等。1、通過本次調(diào)研了解了無人機測繪的現(xiàn)狀，主要有一下幾點：（1）無人機測繪的優(yōu)點：具有利用率高、精細準確、 作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點，能較大提高 外業(yè)效率，減少外業(yè)作業(yè)人員的勞動強度。（2）缺點是受天氣和季節(jié)影響，申請空域用時長。（3）利用航拍技術(shù)可同時獲取DOM、DEM、點云等多種 數(shù)據(jù)。缺點是植

3、被覆蓋密集地方獲取的高程精度較低。2、開展無人機測繪質(zhì)量檢查工作方法（1）不同方式獲取數(shù)據(jù)對比檢查。（2）內(nèi)業(yè)刺點時檢查相控點精度；（3）外業(yè)調(diào)繪時由外業(yè)人員檢查點進行平面及高程精 度對比。（4）通過比對接邊位置平面、高程精度保證各架次精 度銜接。3、無人機測繪發(fā)展及應(yīng)用前景（1）激光雷達、三維建模、實時監(jiān)測方面為無人機應(yīng) 用發(fā)展方向。（2）無人機在續(xù)航時間、搭載設(shè)備以及荷載方面會有 明顯的改進。4、目前遇到的技術(shù)難點，解決措施（1）遇到的問題為數(shù)據(jù)處理像對周期較長。解決辦法： 配置高端計算機或計算機機群。（2）在進行1： 500地形圖測繪時，高程精度難以達到 規(guī)范要求，實際作業(yè)時需要采用樁點

4、法實測高程點或加大像控點布設(shè)密度;在植被遮擋嚴重的區(qū)域無人機的應(yīng)用受到很大限 制，只能進行補測。我院無人機技術(shù)應(yīng)用。近年來，隨著我院科技研 發(fā)中心、的設(shè)立以及BIM設(shè)計的研發(fā)和應(yīng)用，我院也開展了多 旋翼無人機應(yīng)用，主要應(yīng)用于道路、橋梁、航道、港口等工 程項目現(xiàn)場資料的獲取以及三維實景建模領(lǐng)域，并開展了無 人機航測技術(shù)與BIM技術(shù)相結(jié)合的研究工作。調(diào)研的三家測繪單位均為我院供方庫單位，長期為我院 提供測量服務(wù)，測繪資質(zhì)均涵蓋航空攝影測量專業(yè)。無人機情況對比表單位名稱單位性質(zhì)測繪資質(zhì)航測人員開展年份無人機情況航攝儀無人機品牌無人機類 型航片處理軟件機載Lidar機載Lidar 設(shè)備處理彳山東 省地

5、 質(zhì)測 繪院事業(yè)甲級552013積云1號（丹麥）、天狼星（免相 控）固定翼PIX4D、PHOTOSCAN、INFOswdc_4； swdc_5；ADS100 等，其中 swdc_5 為傾斜攝 影儀器。南方征圖SZT-R1000InertExplore合慣導(dǎo)片件、PointPr激光數(shù)4 軟件CloudP點云測I山東魯邦 地理 信息 工程有限 公司民營乙級382016天狼星（RTK 免相控）固定翼PHOTOSCAN無無無煤炭 工業(yè) 濟南 設(shè)計 研究 院有 限公 司國企甲級55積云1號2017 （PPK免相 固定翼控）（丹麥）PIX4D南方征圖SZT-R1000InertExplore合慣導(dǎo)片件、P

6、ointPr激光數(shù)寸軟件CloudP點云測I（五）無人機航空攝影測量現(xiàn)狀總結(jié)。通過本次調(diào)研，我們了解了無人機測繪應(yīng)用的現(xiàn)狀，其 應(yīng)用范圍比較廣泛，可以同時獲得數(shù)字正攝影像（DOM）、數(shù) 字高程模型（DEM）、點云，并可以依此獲取數(shù)字線劃圖（DLG） 等，但也存在一定的缺點。一是受到電池容量、電臺通訊信號等條件限制，部分機 型效率較低；二是在樹木、農(nóng)作物及植被覆蓋的地方無法獲取地面詳 細信息、高程數(shù)據(jù)不準確；三是獲取的點云數(shù)據(jù)密度、精度較低，依此建立的數(shù)字 地面模型（DTM）質(zhì)量較差，無法滿足獲取準確斷面信息的 要求;（六）航空攝影測量未來發(fā)展趨勢。機載激光三維雷達系統(tǒng)（Lidar），是一種以飛

7、機為系統(tǒng) 搭載平臺，集成了全球定位系統(tǒng)（GPS）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）、 激光掃描儀（SCANNER）、CCD相機等新一代航空遙感系統(tǒng)， 用于獲取激光點云數(shù)據(jù)并生成精確的數(shù)字高程模型（DEM）、 數(shù)字表面模型（DSM）、數(shù)字地面模型（DTM），通過激光點云 數(shù)據(jù)的處理可以得到真實的三維場景。激光Lidar技術(shù)通過激光掃描密集地面數(shù)據(jù)，采用濾波 與分類技術(shù)得到公路勘測設(shè)計所需的真實地面信息，克服了 無人機無法獲取植被覆蓋地區(qū)地面高程的缺點，可生成高精 度數(shù)字地面模型（DTM）,還可與航空遙感系統(tǒng)獲取的高分辨 率數(shù)字正攝影像圖（DOM）結(jié)合，生成大比例尺數(shù)字線劃圖（DLG）。可以針對海量高密度、

8、高精度的地形數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù) 庫，根據(jù)公路設(shè)計人員擬定的不同路線方案，獲得各自精確 的縱、橫斷面地面信息，供設(shè)計人員進行路線方案比選和優(yōu) 化設(shè)計。Lidar測量系統(tǒng)的優(yōu)點是可以獲取樹林等植被覆蓋區(qū)一 定數(shù)量的地面高程點，但是Lidar系統(tǒng)也存在一定的缺點， 主要是設(shè)備較沉重，無法在小型無人機上面搭載，但隨著科 技的不斷進步，小型化在不久的將來必定會實現(xiàn)。（六）我院Lidar應(yīng)用情況。1、機載Lidar應(yīng)用。我院承擔的新泰至臺兒莊高速公 路KCSJ-1標段、臨淄至臨沂高速公路淄博段均進行了機載 Lidar采購，由山東省地質(zhì)測繪院提供數(shù)據(jù)。我院技術(shù)部對 新泰至臺兒莊高速公路KCSJ-1標段Lidar測

9、量成果進行了 高程精度檢驗，其高程精度可達到5cm，可以滿足提取道路 設(shè)計所需的縱橫斷面的精度要求。2、車載Lidar應(yīng)用。我院在京臺高速改擴建德州段、 棗莊至濟寧段、青島新機場高速公路接續(xù)工程均進行了車載 Lidar采購，由山東魯邦地理信息工程有限公司提供數(shù)據(jù)。 我院技術(shù)部對以上數(shù)據(jù)均進行了高程精度檢驗，經(jīng)檢驗其高 程精度相對于靶標點精度在2cm以內(nèi)，相對于首級控制網(wǎng)精 度均在3cm以內(nèi)，可以滿足獲取既有道路路面橫斷面的要求。（七）今后采購的建議。通過調(diào)研，在于發(fā)現(xiàn)各種航測手段的的優(yōu)缺點，為我院 今后采購提供一些參考。1、新建道路采購，建議采用機載Lidar測量系統(tǒng)，其 獲取數(shù)據(jù)精度高、作業(yè)效率高，可以較快的提供初始測繪資 料，滿足設(shè)計人員定線、調(diào)查需要，其數(shù)據(jù)精度可以滿足內(nèi) 業(yè)提取縱斷面、橫斷面精度要