無人機(jī)小數(shù)碼影像完整解決方案

無人機(jī)小數(shù)碼影像完整解決方案

一、無人機(jī)小數(shù)碼影像優(yōu)點

二、無人機(jī)小數(shù)碼影像缺點

三、傳統(tǒng)解決方案的精度與效率

四、VISIONTEK無人機(jī)小數(shù)碼影像解決方案

1、產(chǎn)品組成

2、產(chǎn)品特點3

五、傳統(tǒng)解決方案和遠(yuǎn)景無人機(jī)小數(shù)碼影像完整解決方案對比

六、低空無人機(jī)小數(shù)碼完整解決方案應(yīng)用行業(yè)

七、案例

一、無人機(jī)小數(shù)碼影像優(yōu)點

1.影像獵取快捷便利

無需專業(yè)航測設(shè)施，一般民用單反相機(jī)即可作為影像獵取的傳感器，操控手經(jīng)過短期培

訓(xùn)學(xué)習(xí)即可操控整個系統(tǒng)。

2.成本低廉

無人機(jī)（帶飛控系統(tǒng)）市場價格10萬到100萬，各種檔次都有，而相機(jī)整套（機(jī)身加

鏡頭）不到2萬，整套系統(tǒng)成本低廉。

3.整個系統(tǒng)機(jī)動性強(qiáng)

整套設(shè)施不需要特地機(jī)場調(diào)運(yùn)、調(diào)配，可用小型汽車裝載托運(yùn)，隨時下車組裝，3個工

作人員2小時內(nèi)可組裝完畢。

4.受氣候條件影響小

只要不下雨、下雪并且空中風(fēng)速小于6級，即使是光照不足的陰天，飛機(jī)也可上天航拍。

5.飛行條件需求較低

不需要特地機(jī)場和跑道，可在一般大路上滑跑起降或采納彈射方式起飛和傘降方式降

落。

6.滿意大比例尺成圖要求

滿意《低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)法律規(guī)范》CH/Z3003-20221：500、1：1000>1：2000

大比例尺成圖精度要求，滿意傳統(tǒng)航測法律規(guī)范GB7930-1987和GB/T7930-2022中

1：1000和1：2000大比例尺成圖精度要求。

7.影像獵取周期短、時效性強(qiáng)

無人機(jī)遙感幾乎不受場地和天氣影響，飛行前預(yù)備工作可少于2個小時，因此可快速上

天獵取滿意要求的遙感影像，從預(yù)口影像周期短，影像獵取后可馬上處理得

到航測成果，時效性強(qiáng)。/^音網(wǎng)便K▲

周期短

成本低時效強(qiáng)

滿意基

優(yōu)點礎(chǔ)測繪

性強(qiáng)氣停飛行條

制，.件低

二、無人機(jī)小數(shù)碼影像的缺點

1.姿勢穩(wěn)定性差

無人機(jī)在飛行時由飛控系統(tǒng)自動掌握或操控手遠(yuǎn)程遙控掌握，由于自身質(zhì)量小，慣性小,

受氣流影響大，俯仰角、側(cè)滾角和旋偏角較傳統(tǒng)航測來說變化快，而且幅度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)航

測法律規(guī)范要求。

2.排列不整齊

受順風(fēng)、逆風(fēng)和側(cè)風(fēng)影像大，加上俯仰角和側(cè)滾角的影響，航帶的排列不整齊，主要表

現(xiàn)在重疊度（包括航向和旁向重疊度）的變化幅度大，甚至可能消失漏拍的狀況。

3.旋偏角大

受側(cè)風(fēng)和不穩(wěn)定氣流影響，相鄰兩張影像一般簡單消失旋偏角變化特殊大（遠(yuǎn)超傳統(tǒng)航

測法律規(guī)范要求）的狀況。

4.影像畸變大

相對專業(yè)航攝儀來說，小數(shù)碼影像（一般單反拍攝的）畸變大，邊緣地方畸變可達(dá)40

個像素以上。

5.像幅小、影像數(shù)量多

由于以上緣由，為了保證測區(qū)沒有漏拍，通常是通過提高航向和旁向重疊度的方法來實

現(xiàn)這一點的，同時一般單反相機(jī)像幅相對專業(yè)數(shù)碼航攝儀來說，像幅小，在保證預(yù)定重

疊度狀況下，整個測區(qū)影像數(shù)量成倍數(shù)增多，導(dǎo)致后期要處理的工作量（如空三加密環(huán)

節(jié)）同比例增多。

6.基高比小、模型數(shù)目多、模型切換頻繁

像幅小，重疊度大，就會導(dǎo)致模型基高比變小，進(jìn)而導(dǎo)致測圖時高程精度降低。同時影

像數(shù)量多，會導(dǎo)致模型數(shù)量同比例變多，相對傳統(tǒng)航片來說，測同一幅圖，調(diào)用的模型

數(shù)目多，模型之間來回切換頻繁。

三、傳統(tǒng)解決方案的精度與效率

以上這些缺點在后期處理時會表現(xiàn)出如下特性：

1.空三加密自動化程度降低

影像的不規(guī)章排列、重疊度忽大忽小、旋偏角較大，這些因素導(dǎo)致假如按傳統(tǒng)方式

進(jìn)行空三加密處理，在測區(qū)自動提點和轉(zhuǎn)點時，會消失許多失敗的狀況，如模型連

接失敗和航帶間轉(zhuǎn)點失敗，或者高重疊度的同名點變成低重疊度的同名點，同名點

像平面坐標(biāo)精度低，整個測區(qū)連接強(qiáng)度低或者連接失敗，后面人工干預(yù)工作量特大。

假如飛行質(zhì)量不好，并且地面紋理特征差，如高山區(qū)，提點和轉(zhuǎn)點幾乎不能自動化

進(jìn)行。

2.矢量采集工作量大

要處理的影像數(shù)量多，重疊度大，模型數(shù)量多，導(dǎo)致后期處理的工作量變大，如要

采集核線的模型的和采集同一幅圖的矢量時要切換的模型次數(shù)。

3.精度低

由于影像存在較大畸變，加之模型基高比小，假如不做處理，如去畸變和選擇最佳

交會角測圖，則空三加密成果差，三種產(chǎn)品成果精度低，特殊是數(shù)字線劃圖（DLG）

的高程精度低。

四、航天遠(yuǎn)景無人機(jī)小數(shù)碼影像解決方案

專業(yè)解決小數(shù)碼影像的航測內(nèi)業(yè)生產(chǎn)

武漢航天遠(yuǎn)景科技有限公司始終專注于攝影測量與遙感領(lǐng)域，為客戶供應(yīng)先進(jìn)產(chǎn)品和優(yōu)

質(zhì)服務(wù)。自無人機(jī)小數(shù)碼影像概念面世以來，公司始終親密關(guān)注其理論和實踐的最新進(jìn)

展。早在2022年，公司就同湖南測繪科技討論所、湖南山河科技有限公司共同簽署了

合作合同，特地就無人機(jī)研發(fā)、影像獵取系統(tǒng)改進(jìn)和后期處理軟件研發(fā)開展了序列化地

討論工作，其中航天遠(yuǎn)景科技有限公司獨(dú)立擔(dān)當(dāng)特地針對低空無人機(jī)測繪遙感系統(tǒng)影像

的后期處理子包任務(wù)，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、空三加密和4D產(chǎn)品生產(chǎn)。研發(fā)要求為三高，

即高自動化、高精度和高效率，同時滿意基礎(chǔ)測繪和快速得出全區(qū)影像圖以便用于應(yīng)急

響應(yīng)。整個項目歷時兩年，于2022年9月份通過我國測繪局組織的以張組勛院士為組

長、林宗堅院長為副組長的測評小組的鑒定。

1、產(chǎn)品組成

DATMatrixvl.O+MapMatrixv4.0+EPTvl.l

2、產(chǎn)品特點

1）空三加密

1.可依據(jù)已有航飛POS信息自動建立航線、劃分航帶，也可手動劃分航帶。

2.完全摒棄傳統(tǒng)航測提點和轉(zhuǎn)點流程，可不依靠POS信息實現(xiàn)全自動快速提點和轉(zhuǎn)點,

匹配同影像旋偏角無關(guān)，克服了小數(shù)碼影像排列不規(guī)章、俯仰角、旋偏角等特殊大

的缺點。即使是超過80%區(qū)域為水面掩蓋，程序照舊能匹配出高重疊度的同名像點,

整個測區(qū)連接強(qiáng)度高。

（下圖為水域面積為80%左右，同時影像拍攝角度相差90度，程序照舊能匹配出足

夠的高精度連接點）

3.直接支持?jǐn)?shù)碼相機(jī)輸出的JPG格式或TIF格式，無需格式轉(zhuǎn)換。

4.無需影像預(yù)旋轉(zhuǎn)，橫排、縱排都可實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)點，節(jié)省數(shù)據(jù)預(yù)備時間。

5.實現(xiàn)畸變改正參數(shù)化，便采用戶修正畸變改正參數(shù)，不需要事先對影像做去畸變即

可完成后續(xù)4D產(chǎn)品生產(chǎn)。

6.除無人機(jī)小數(shù)碼影像外，還適用于其它航空影像。

7.空三加密支持無外業(yè)像控點模式，便利快速制作掛圖，滿意相關(guān)需求。

8.特地針對中國測繪科學(xué)討論院二維檢校場和武漢高校遙感學(xué)院近景試驗室三維檢校

場檢校報告格式研發(fā)了傻瓜式批處理影像畸變差改正工具，格式對應(yīng)，檢校參數(shù)直

接填入，無需轉(zhuǎn)換，便利空三成果導(dǎo)入到其他航測軟件進(jìn)行后續(xù)處理。

2）DEM、DOM生產(chǎn)

1.摒棄傳統(tǒng)的基于單模型像方匹配的方式匹配生成DEM模式，采納基于物方匹配的

方式生產(chǎn)DEM,既能充分采用小數(shù)碼高重疊度的這一優(yōu)勢，大大提高匹配精度，并

且能自動過濾人工建筑物，削減后期人工編輯工作量，同時供應(yīng)人工干預(yù)恢復(fù)功能。

越大

2.采納并行化處理方式快速生成全區(qū)DEM、DOM,在不升級現(xiàn)有硬件狀況下，采納

集群計算模式，可用局域網(wǎng)內(nèi)任意一臺電腦作為服務(wù)器，自動調(diào)用網(wǎng)內(nèi)冗余計算力

量參加計算，計算任務(wù)的安排和計算結(jié)果的回收實現(xiàn)全自動化，無需人工干預(yù)。

客戶端12

并

器

，

行

同

化

一

3戶端13解

局

決

域

方

網(wǎng)

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…

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執(zhí)

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行

機(jī)

多

可

個

用

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作

務(wù)

服

務(wù)

戶端16

噌戶端17

3.供應(yīng)多種方式高效編輯DEM,編輯功能涵蓋國內(nèi)外主流攝影測量軟件的DEM編輯

功能。

4.全自動批處理勻光勻色，針對單張影像內(nèi)部顏色不均和影像之間顏色不均，分別供

應(yīng)小波濾波法單調(diào)勻光和wallis整體勻光，還可以對帶有地理坐標(biāo)信息的影像如

tif+tfw供應(yīng)基于地理編碼勻光，可解決后期拼接影像時拼接線兩邊顏色、亮度不全

都的問題。針對影像色調(diào)灰暗單調(diào)死板，在勻光勻色過程中可依據(jù)狀況適當(dāng)增加綠

色信息。

5.全自動拼接正射影像，自動選線，自動裁圖，拼接裁圖一體化，指定正射影像圖幅

存放路徑，程序批處理一次出所需的圖幅。一次處理影像數(shù)量無限制，一次生成圖

幅數(shù)量無限制。

6.供應(yīng)功能豐富的影像編輯功能（功能參照PS）,無需后續(xù)PS干預(yù)，所見即所得，完

全滿意精編正射影像需求。

軟件集成了PS中的常用圖像處理功能，如：

A.圖像選區(qū)功能，涵蓋了矩形選區(qū)、圓形選區(qū)、多邊形折線套索、多邊形流線套

索、多邊形磁性套索、魔棒套索等

源修補(bǔ)、目標(biāo)修補(bǔ)、噪點修補(bǔ)多種針對性修補(bǔ)工具

B.圖章工具

C.模糊工具

D.斜切旋轉(zhuǎn)

E.選區(qū)處理

F.多種選區(qū)處理工具：色階、自動色階、自動對比度、自動顏色、曲線、顏色平

衡、亮度對比度、去色、匹配顏色、替換顏色、可選顏色、通道混合器、反相、色

調(diào)均化、閾值、色調(diào)分別等，滿意用戶對選區(qū)內(nèi)容的編輯與修改。

3）DLG生產(chǎn)

1.可不需要事先采集核線，采納實時核線測圖，節(jié)省采核線的時間。

2.依據(jù)外方位元素和影像重疊度，自動組合立體像對，采納最佳交會角，達(dá)到最好的

測圖效果，以提高測圖高程精度。

3.自動/手動切換立體模型，實現(xiàn)無縫測圖，降低接邊工作量和立體模型選擇工作量,

提高作業(yè)效率。

五、傳統(tǒng)解決方案和遠(yuǎn)景無人機(jī)小數(shù)碼影像完整解決方案對

比

無人機(jī)小數(shù)傳統(tǒng)軟件（或方法）應(yīng)對措施遠(yuǎn)景無人機(jī)小數(shù)碼影像解決方案

碼影像特點應(yīng)對措施特點應(yīng)對措施特點

姿勢穩(wěn)定性投影差加劇，空三人工干預(yù)特地針對無人機(jī)小數(shù)除極端的高山區(qū)

差加密航帶連接時自工作量大碼特點研發(fā)全新的影（如三峽巫峽兩

動化會失敗像匹配算法，多種匹岸地形）外，其

航帶排列不空三加密航帶連接人工干預(yù)配方式結(jié)合，充分采他地形能全自動

整齊時自動化會失敗工作量大用主流電腦多CPU內(nèi)化提點匹配，無

旋偏角大空三加密航帶內(nèi)相人工干預(yù)核優(yōu)勢，摒棄傳統(tǒng)相需人工干預(yù)

對定向或模型連接工作量大對定向、模型連接、

時自動化會失敗航帶間轉(zhuǎn)點模式，全

自動一次性提點和轉(zhuǎn)

點，構(gòu)建極強(qiáng)的航帶

網(wǎng)連接關(guān)系

畸變差大事先對影像做畸變需要等待不用事先對影像做畸節(jié)省數(shù)據(jù)預(yù)備時

去除影像畸變變差去除，畸變參數(shù)間和磁盤空間

去除后才在整個生產(chǎn)流程中參

能做空三數(shù)化附加在每一步驟

加密中

像幅小、影抽片進(jìn)行處理（拋影像信息無需抽片，充分采用每張影像都參加

像數(shù)量多棄部分影像），DEM未充分采影像信息，采納全新生成DOM,并

和DOM生產(chǎn)采納常用，大投算法全自動生成拼接且只需采用像底

規(guī)方式影差對線并且同時全自動裁點四周投影差最

人工兩兩或一次四DOM造成圖，供應(yīng)人工干預(yù)功小的部分，拼接

張小DOM手工畫拼精度低和能裁圖全自動化，

接線實現(xiàn)影像拼接難拼接，DEM和DOM生產(chǎn)采無需人工干預(yù)，

人工工作納全自動的網(wǎng)絡(luò)化并減小作業(yè)員工作

量大行處理方式，大大提強(qiáng)度，可大量節(jié)

DEM和高生產(chǎn)速度，物方匹省時間

DOM生產(chǎn)配顯著提高DEM匹DEM后期編輯工

效率低，配精度，可以自動過作量小，基本上

周期長濾人工建筑物等。只有橋梁需要人

DEM匹配工編輯

精度低，

人工編輯

工作量大

影像顏色、傳統(tǒng)勻光勻色DOM顏色全新多種勻光勻色算速度快，效果好

亮度差異大調(diào)整需要法，特地針對不同差（特殊是針對地

用PS干預(yù)異可采納不同勻光方物綠色信息呆板

法組合，全自動處理，狀況），無需其他

集成PS常用功能，徹軟件干預(yù)，效率

底拋棄PS高

基高比小抽片組立體，或者人工抽片程序自動查找具有最節(jié)省時間和人工

不處理工作量大佳交會角的影像用于工作量，提高測

或者測圖測圖，提高基高比圖高程精度

高程精度

損失大

立體模型數(shù)批處理采集核線、必需等待充分采用顯卡加速技節(jié)省處理時間，

里多手動切換立體模型核線采集術(shù)，采納實時核線測削減作業(yè)員工作

完后才能圖，程序自動切換立量，提高作業(yè)效

測圖，需體模型（供應(yīng)手動切率

要頻繁切換功能）

換模型

相對傳統(tǒng)航精度降低、工作周期顯劇增長，精度相同，工作周期）相同或縮短，生產(chǎn)

片生產(chǎn)效益低下效益等同或更高（效i浣提高主要得益于

并行化處理和全自動方中圖裁圖）。

六、無人機(jī)小數(shù)碼完整解決方案應(yīng)用行業(yè)

無人機(jī)小數(shù)碼完整解決方案可應(yīng)用資源和生態(tài)環(huán)境調(diào)查、檢測與評估、數(shù)字城市、農(nóng)業(yè)調(diào)查、

新農(nóng)村建設(shè)以及重大工程建設(shè)等行業(yè)，詳細(xì)為：

1.基礎(chǔ)測繪

可用于大比例尺成圖，如1：500（低空數(shù)字?jǐn)z影測量內(nèi)業(yè)法律規(guī)范）、L1000、1：

2000成圖。

2.數(shù)字礦山

制作整個礦山的三維立體模型，便于制定礦難緊急救援方案等。

3.資源調(diào)查

調(diào)查廠區(qū)、礦區(qū)資源，如鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)調(diào)查廠區(qū)的煤炭和鐵礦石的現(xiàn)有存儲量。

4.水利水電

用于大壩等的規(guī)劃，以及庫區(qū)移民規(guī)劃等。

5.環(huán)境監(jiān)測

監(jiān)測湖泊、河流、土地污染狀況等。

6.森林監(jiān)測

監(jiān)測山體滑坡、植被盜伐等狀況

7.精細(xì)農(nóng)業(yè)

監(jiān)測農(nóng)田病蟲害、干旱等狀況（國外應(yīng)用較多）。

8.土建工程

大路、鐵路選線和大型土建工程基礎(chǔ)測繪。

9.土地調(diào)查

土地用途調(diào)查和土地采用調(diào)查。

10.土地執(zhí)法

可用于防止騙取補(bǔ)助而在規(guī)劃拆遷前惡意私蓋房屋或土地用于非法用途等違法行

為。

11.生態(tài)評估

湖泊或水庫、江河發(fā)生水華等現(xiàn)象對整個生態(tài)系統(tǒng)的影響的評估。

12.自然災(zāi)難應(yīng)急響應(yīng)

快速獵取災(zāi)區(qū)如地震區(qū)泥石流