無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用典型項(xiàng)目教程課件：多旋翼無人機(jī)正射影像測(cè)量作業(yè)

無人機(jī)低空攝像測(cè)量多旋翼無人機(jī)正射影像測(cè)量作業(yè)任務(wù)描述本次任務(wù)是用多旋翼無人機(jī)對(duì)城市建筑物進(jìn)行低空正射影像測(cè)量，并把測(cè)量數(shù)據(jù)移交給數(shù)據(jù)處理員。任務(wù)實(shí)施一、作業(yè)前準(zhǔn)備測(cè)區(qū)規(guī)劃申請(qǐng)空域現(xiàn)場(chǎng)勘查測(cè)區(qū)地理環(huán)境檢查與客戶溝通準(zhǔn)備物品檢查設(shè)備二、飛行作業(yè)（1）組裝調(diào)試設(shè)備按照正確方法把遙控器電池、無線上網(wǎng)卡及SIM卡安裝到遙控器相應(yīng)位置上，開啟遙控器并調(diào)整天線；安裝起落架，把無人機(jī)從保護(hù)箱中取出放在平整起落位置上，移除槳托并展開機(jī)臂，鎖緊機(jī)臂并展開螺旋槳，取出云臺(tái)相機(jī)并安裝到無人機(jī)上對(duì)應(yīng)位置，取出電池并安裝到無人機(jī)上對(duì)應(yīng)位置，開機(jī)并在打開遙控器上DJIpilotAPP檢查無人機(jī)狀態(tài)列表是否有報(bào)錯(cuò)及RTK連接情況；若一切正常，手動(dòng)起飛無人機(jī)進(jìn)行試飛，檢查無人機(jī)飛行性能。二、飛行作業(yè)（2）規(guī)劃航線二、飛行作業(yè)（3）設(shè)置參數(shù)在PilotAPP軟件界面（下圖）上依次設(shè)置“相機(jī)選擇”、“拍照模式”、“飛行高度”、“起飛速度”、“航線速度”、“完成動(dòng)作”及“高級(jí)設(shè)置”中“旁向重疊度”、“航向重疊度”和“主航線角度”。參數(shù)設(shè)置完成后，單擊軟件左側(cè)

圖標(biāo)，對(duì)當(dāng)前任務(wù)進(jìn)行保存。二、飛行作業(yè)（4）執(zhí)行任務(wù)單擊軟件左側(cè)

圖標(biāo)出現(xiàn)“飛行準(zhǔn)備”界面（下圖）。單擊“開始執(zhí)行”，無人機(jī)會(huì)飛向起始點(diǎn)執(zhí)行航線任務(wù)。（5）監(jiān)控作業(yè)任務(wù)實(shí)施五.整理設(shè)備四.布設(shè)像控點(diǎn)三.數(shù)據(jù)檢查六.整理移交數(shù)據(jù)任務(wù)評(píng)價(jià)知識(shí)鏈接1.無人機(jī)航測(cè)的定義及應(yīng)用無人機(jī)航空遙感攝影測(cè)量簡(jiǎn)稱無人機(jī)航測(cè)，是一種通過無人機(jī)搭載遙感傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)區(qū)域的地理空間信息，快速完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)，如左圖所示。一、無人機(jī)航測(cè)概述成果1.無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)數(shù)字高程模型DEM數(shù)字正射影像圖DOM數(shù)字線劃地圖DLG數(shù)字柵格地圖DRG二、常用術(shù)語(yǔ)（1）航片是指航空像片。（2）航高是指無人機(jī)在飛行過程中，攝影物鏡距地球上某一基準(zhǔn)面的垂直距離。隨基準(zhǔn)面的不同，航高可分為絕對(duì)航高、相對(duì)航高、真實(shí)航高和攝影航高四種。1）絕對(duì)航高，是指攝影物鏡相對(duì)于平均海平面的垂直距離，也是指攝影物鏡在攝影瞬間的真實(shí)海拔高度H0。

2）相對(duì)航高，是指攝影機(jī)物鏡相對(duì)于攝影區(qū)域地面平均高程基準(zhǔn)面h基的高度，常稱為攝影航高H。二、常用術(shù)語(yǔ)3）真實(shí)航高，是指飛機(jī)在攝影瞬間相對(duì)于實(shí)際地面的高度。（3）成圖比例尺是指圖上某一線段長(zhǎng)度d與實(shí)地相應(yīng)線段的水平距離D之比。因?yàn)闊o人機(jī)飛行屬于低空，常用大比例尺，主要有：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000。只有在特殊用途時(shí)，才采用任意比例尺。二、常用術(shù)語(yǔ)0.1mm為人眼分辨力，成圖上0.1mm所對(duì)應(yīng)實(shí)地水平長(zhǎng)度稱為成圖比例尺精度。由表3-2可知，成圖比例尺越大，測(cè)量精度越高。（4）航攝比例尺

又稱航片比例尺，是航片上的某一線段長(zhǎng)度l與相應(yīng)實(shí)地線段水平距離L之比。二、常用術(shù)語(yǔ)（5）地面分辨率是指影像上單個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的地面實(shí)際尺寸，也稱為地面采樣距離（GroundSampleDistance，GSD）。二、常用術(shù)語(yǔ)成圖比例尺對(duì)應(yīng)地面分辨率，如表3-3所示。二、常用術(shù)語(yǔ)依據(jù)表3-3，先由成圖比例尺確定地面分辨率GSD；若鏡頭焦距也已知，則（6）航片重疊

是指相鄰航片之間重疊部分，分為航向重疊（圖3-17a））和旁向重疊（圖3-17b））二、常用術(shù)語(yǔ)1）航向重疊度

航向重疊部分長(zhǎng)度px與整個(gè)像幅長(zhǎng)Lx的百分比。二、常用術(shù)語(yǔ)2）旁向重疊度

旁向重疊部分長(zhǎng)度與整個(gè)像幅長(zhǎng)的百分比。二、常用術(shù)語(yǔ)CH/Z3005-2010規(guī)定航向重疊度一般應(yīng)為60%~80%，最小不能小于53%；旁向重疊度一般在15%~60%，不能小于8%。不論航向重疊度還是旁向重疊度，按照理論計(jì)算建議值是66.7%。在無高層建筑、地形地物高差比較小的測(cè)區(qū)，航向、旁向重疊度建議最低不小于70%；在高建筑密集區(qū)域，航向、旁向重疊度最多可為80%～90%。航向、旁向重疊度越高，相同區(qū)域數(shù)據(jù)量就越大，成圖精度越好，但數(shù)據(jù)處理的效率就越低。所以在進(jìn)行航線設(shè)計(jì)時(shí)要合理設(shè)計(jì)航向、旁向重疊度，在保證成圖精度前提下，使數(shù)據(jù)處理效率越高越好。二、常用術(shù)語(yǔ)（7）航線彎曲是指將一條航線的航片根據(jù)地物影像拼接起來，各張航片的主點(diǎn)連線不在一條直線上，而呈現(xiàn)彎曲的折線形狀。航線上偏離兩端航片主點(diǎn)之間的直線最遠(yuǎn)的航片主點(diǎn)到該直線垂直距離l與該直線段長(zhǎng)度L之比的百分?jǐn)?shù)稱為航線彎曲度。一般要求航線彎曲度<3%。二、常用術(shù)語(yǔ)（8）航片旋偏角

是指相鄰兩航片主點(diǎn)連線與像幅沿航線飛行方向的兩框標(biāo)連線之間的夾角

。

對(duì)于低空航測(cè)，要求航片旋偏角一般不大于15°，在航向和旁向重疊度滿足要求的前提下，個(gè)別最大旋偏角不超過30°，在同一條航線上旋偏角超過20°的航片不應(yīng)超過3片，超過15°的航片數(shù)不得超過分區(qū)像片總數(shù)的10%。二、常用術(shù)語(yǔ)（9）投影是指光線通過物體，向選定的面（投影面）投射，并在該面上得到圖形的方法。1）中心投影

是指投射線交于一點(diǎn)的投影。2）平行投影

是指投射線相互平行的投影稱為平行投影。在平行投影中，投影線正對(duì)著投影面時(shí)，叫做正投影，否則叫做斜投影。（10）正射影像是指具有正射投影

性質(zhì)的航測(cè)影像。（11）傾斜攝影同時(shí)從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜等五個(gè)不同的角度采集影像過程。三、像控點(diǎn)（1）像控點(diǎn)標(biāo)志1）人工制作的標(biāo)志2）特征地物標(biāo)志三、像控點(diǎn)（2）布設(shè)要求1）一般按航線對(duì)測(cè)區(qū)統(tǒng)一布設(shè)像控點(diǎn)對(duì)于規(guī)則測(cè)區(qū)（矩形或正方形），若小面積區(qū)域最少布設(shè)5個(gè)控制點(diǎn)，即在區(qū)域4個(gè)角和中間各布設(shè)1個(gè)。三、像控點(diǎn)（2）布設(shè)要求1）一般按航線對(duì)測(cè)區(qū)統(tǒng)一布設(shè)像控點(diǎn)對(duì)于不規(guī)則測(cè)區(qū)，根據(jù)具體地形來布設(shè)控制點(diǎn)，一般在測(cè)區(qū)周圍保證數(shù)量足夠且能夠控制整體區(qū)域的外圍控制點(diǎn)，加上測(cè)區(qū)內(nèi)部少量布設(shè)位置合理的像控點(diǎn)。三、像控點(diǎn)（2）布設(shè)要求1）一般按航線對(duì)測(cè)區(qū)統(tǒng)一布設(shè)像控點(diǎn)對(duì)于帶狀測(cè)區(qū)，需要在帶狀的左右側(cè)布點(diǎn)，可以按照“S”或“Z”字型路線布設(shè)。（2）布設(shè)要求2）在視野開曠、平坦、上空沒遮擋平滑地方布設(shè)像控點(diǎn)，避開樹下、屋檐下、屋角、雜草、斜坡，、臺(tái)階邊角及陰影區(qū)域。一般水泥路面可用噴涂油漆布設(shè)，土路或山地可用膩?zhàn)臃鄞妫ㄗ⒁馓鞖?，查看要飛行最近幾天的天氣，下雨會(huì)造成膩?zhàn)臃鄄荚O(shè)像控點(diǎn)的失效，盡量避免人為破壞）。山區(qū)路不夠時(shí)，可采用標(biāo)靶式像控點(diǎn)。（2）布設(shè)要求3）現(xiàn)場(chǎng)噴涂像控點(diǎn)標(biāo)志時(shí)，應(yīng)用直角模具進(jìn)行噴涂，顏色要與地表顏色對(duì)比鮮明，常用顏色有白色和紅色；標(biāo)志大?。?0cm，并且菱角鮮明；還要噴涂編號(hào)，字體清晰，字體高度＞30cm；具體尺寸和編號(hào)按照CH/Z3005—2010《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》執(zhí)行。（2）布設(shè)要求4）選擇特征地物標(biāo)志作為像控點(diǎn)時(shí)，要盡量選擇固定、平整、清晰易識(shí)別、無陰影、無遮擋、比較大的地物，并且提供現(xiàn)場(chǎng)照片2-4張說明像控點(diǎn)的位置，至少包含1張近景和2張遠(yuǎn)景，這樣能明顯指示像控點(diǎn)位置和像控點(diǎn)及周圍地物特征，并帶有像控點(diǎn)編號(hào)（默認(rèn)照片中對(duì)中桿所在位置即為像控點(diǎn)位置）。（2）布設(shè)要求5）像控點(diǎn)布設(shè)的密度，首先要考慮測(cè)區(qū)地形和精度要求。如地形起伏較大，地貌復(fù)雜，需增加像控點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量（10%~20%）。很多無人機(jī)有RTK

或者PPK

后差分

系統(tǒng)，理論上可以減少地面控制點(diǎn)的數(shù)量，可以根據(jù)項(xiàng)目測(cè)試經(jīng)驗(yàn)自行調(diào)整。不同地面分辨率、成圖比例下，像控點(diǎn)布設(shè)的密度見表3-4。（3）采集像控點(diǎn)采集應(yīng)遵循“從整體到局部、先控制后碎部”的原則，即先進(jìn)行整個(gè)測(cè)區(qū)的的控制測(cè)量，再進(jìn)行碎部測(cè)量。常用采集方式有GNS