科普|無人機攝影測量——新時代測繪解決方案

2021-08-05T15:32:28.661702+00:00

公元前2世紀,中國司馬遷在《史記·夏本紀》中敘述了禹受命治理洪水的情況:「左準繩,右規矩,載四時,以開九州、通九道、陂九澤、度九山」。

01 測繪的發展歷程的發展歷程

公元前2世紀,中國司馬遷在《史記·夏本紀》中敘述了禹受命治理洪水的情況:「左準繩,右規矩,載四時,以開九州、通九道、陂九澤、度九山」。說明在公元前很久,中國人為了治水,已經會使用簡單的測量工具了。近現代測繪技術的發展更是日新月異;20世紀40年代以來相繼出現的測距儀、水準儀、經緯儀、全站儀等地面測量儀器;20世紀80年代,全球定位系統(GPS)問世,目前GPS 實時動態差分(RTK)技術已成熟應用於測繪行業;然而隨著社會和科學技術的進步,計算機技術、通訊技術、高性能傳感器及無人機技術等新型、尖端學科交叉融合形成了新時達測繪-無人機攝影測量解決方案。

02 無人機攝影測量介紹

新測繪一定是三維測繪

無人機攝影測量技術近年來逐步突破了傳統航測精度的限制,結合像控技術,已經能夠滿足1:500、1:1000、1:2000等大比例尺地形圖精度要求。過去進行測繪作業,需要大量進行地面人工打點才能獲取高精度數據。不但費時費力,其合理性還高度依賴於作業員的經驗,甚至當地信號、交通、地理地形等條件。

在工期和成本緊張的情況下,測繪工作人員往往只能儘量減少控制點的使用量,這就對最終成果的精度產生潛在的威脅。當前無人機航測技術大大減少了外業工作量,提高了測繪效率和質量。

效率提高了幾倍甚至是10倍以上。

03 無人機攝影測量系統

無人機攝影測量系統主要有四個部分組成:

  • 測繪無人機

  • 測繪無人機搭載雲台

  • 數據採集軟體

  • 數據處理軟體

無人機及搭載雲台屬於外業模塊,數據處理及數據採集軟體屬於內業模塊。

3.1 測繪無人機

目前國內測繪無人機企業如雨後春筍般湧現,如大家熟悉的大疆精靈4RTK大疆M600 PRO、M210系列;迪奧普SV360系列無人機;飛馬D200、V1000系列;成都縱橫CW系列;科比特無人機等;如中海達、南方及上海華測導航等測繪儀器廠商也陸續推出自己的航測無人機產品;部分旋翼、固定翼無人機如圖1所示:

3.2 測繪無人機搭載雲台

隨著攝影測量的發展,無人機搭載雲台也開始急速發展。雲台主要有單鏡頭、雙鏡頭、四鏡頭及無鏡頭四種形式。其中單鏡頭雲台主要用以生成正射影像,也可以通過調整雲台角度達到傾斜攝影測量的效果,如大疆精靈4RTK。多鏡頭雲台主要用以進行傾斜攝影測量。國內攝影測量雲台主要以大疆禪思系列相機、成都睿鉑相機、濟南賽爾相機、飛馬D-OP系列鏡頭、飛盟 AIRCAM-3相機等無人機航測影像雲台企業為主;部分無人機搭載攝影雲台如圖2所示:

3.3 數據處理軟體

測繪技術的發展離不開計算機的發展,現代計算機強大的計算能力為攝影測量提供了可行性基礎。無人機搭載雲台(相機)採集到的影像數據通過空中三角測量及建模軟體進行實體三維建模;目前用的最多最廣的國外三維建模軟體是美國bentley公司的Context Capture。其次是瑞士PX4D公司的Pix4Dmapper,AGISOFT 公司的photoscan,德國的inpho等。其中Pix4Dmapper、photoscan、inpho多用於進行正射模型處理,Context Capture多用於進行三維模型處理,三維模型成果下也可出正射模型。國內上海瞰景開發的Smart 3D實景三維建模軟體,大疆創新也推出大疆智圖等國內建模軟體。部分數據處理軟體如圖3所示:

3.4 數據採集軟體

無人機航測與傳統測繪測量技術的改革在於測量方式的不同,進行無人機航測無需再進行人力現場實地測量,而是通過使用數據採集軟體在無人機傾斜攝影數據三維建模成果上直接進行測量,經過航測得到的三維模型可根據需求建成同實地等比例大小、目標坐標系下的實景三維模型。通過計算機即可在測量區域內進行項目需求的數據測量,如房地一體、地形地貌、道路交通、城鄉規劃、災害防治等。目前使用的數據採集軟體主要有北京山維科技的EPS地理信息工作站、迪奧普的SV360智能三維測繪系統、Hidata及易圖軟體等。生成的正射模型也可以直接加載至Arc Map進行測量及繪製。部分數據採集軟體如圖4所示:

04 無人機攝影測量流程

無人機攝影測量分為外業和內業兩個部分:

外業主要流程為:前期準備、測區環境勘察、像控布設、無人機及雲台搭建、航線規劃、飛行作業、航測數據導出。

內業主要流程有:航測數據整理、POS數據整理(ppk解算)、空三加密、刺像控平差、三維建模及生成DOM/DSM/DEM等、使用數據採集軟體加載生成的模型並進行DLG線畫圖。

4.1 無人機航測外業介紹

為方便說明,小飛機以大疆精靈4RTK為例,大飛機以大疆6旋翼M600為例。分別可搭載單鏡頭及五鏡頭。

航測前期準備需確認飛機硬體正常、電池電量足夠、PPK 及採集像控的RTK等工具設備準備齊全;測區周邊環境勘察確認測區大小、地物的疏密、航測範圍起伏及坡度及預估測區最高地物等,並以此選取最佳起飛平台及進行航線規劃參考;為了達到高精度測繪需求,航測區域需均勻布設像控點,像控至少三個以上;無人機硬體搭設,通訊測試,磁羅盤校準等準備完畢即可進行航線規劃;航線囊括測區並外擴航高等距距離,設置相應航高,飛行速度及相機設置等;待確認航線設置正確,航線飛行安全即可進行航測飛行;航測結束後檢查飛行數據質量並考取數據;

4.1.1 像控布設

像控布設需囊括測區並均勻分布,攜帶網絡RTK功能及ppk功能無人機可根據實際情況減少50%-80%像控;像控布設以遵循標註清晰、視野開闊、均勻分布、覆蓋測區、像控位置固定、像控布設在無高差平面上為原則;以外業無人機能清晰明顯拍攝,內業能容易準確找到為標準。航測區域及對應像控布設如圖5所示(如玉溪師範學院);像控點採集如圖6所示:

4.1.2 航線規劃

航線規劃主要以能獲取到滿足測繪需求和建模標準的測區影像及坐標數據為目的。正射航線需囊括測區;傾斜航線需在囊括測區下外擴行高距離,以滿足測區邊緣建模效果。航線規劃一般主要包括航線設置、航點設置、相機設置等。需確認測區航線分布、行高確認、重疊率確認、速度設置、確認各個拍攝點或轉彎點的狀況;相機設置需確認飛機天氣情況及相機參數等。圖7為大疆精靈RTK航線規劃部分介面及大疆M600航線規劃部分介面:

4.2 無人機航測內業介紹

無人機航測數據及pos數據整理好後進行航測數據處理。內業數據處理主要分為四部分:1、照片及pos導入;2、空三加密;3、像控點平差;4、模型構建。以下以國外常用軟體Context Capture及國產軟體Smart 3D為例。如圖8、圖9所示:

4.3 實體三維模型數據採集

無人機航測數據通過處理得到帶精確坐標的三維模型或DOM/DSM/DEM等數據,模型數據導入數據採集軟體進行我們需求的測繪數據採集。通過在計算機上使用相應軟體可採集到模型內任意所需求的坐標數據:如房地一體、道路交通、地形地貌、河湖條帶、土方計算等;如圖10為北京山維科技EPS地理信息工作站數據採集介面:

05 無人機航測應用

無人機攝影測量提供測繪行業全方面的解決方案。涵蓋大面積、小面積測繪需求;適用城市、鄉村、農業、山林、礦山、河湖等地形測繪;攝影測量成果可生成DLG數據、基礎地理信息數據、DOM/DEM/DSM數據、三維模型數據、空間地理信息及地物數據等測繪需求成果數據。測繪行業正由二維測繪進入三維測繪、由全外業測繪進入內外業結合測繪、由手動測繪進入計算機測繪。

如圖11展示部分攝影測量應用場景:

城鄉攝影測量(昆明某城鄉)

鄉村攝影測量(怒江某村莊)

學校攝影測量(玉溪師範學院)

城市房地攝影測量

山形地貌攝影測量

鄉村房地攝影測量

城市三維街景攝影測量

圖11 部分攝影測量應用場景

06 總結

無人機攝影測量作為新時代測繪技術及手段,時至今日已趨近成熟,在地籍、道路、規劃等測繪行業已能達到無人機航測1:500、1:1000、1:2000等大比例尺測繪需求。且大大減少了外業工作量,提高了測繪效率和質量。效率提高了幾倍甚至是10倍以上。目前無人機攝影測量已全面走向社會需求,為測繪行業提供了新型、高效、精確的解決方案;測繪行業及技術已經歷水準儀時代,全站儀時代,GPSRTK時代;而現在測繪正進無人機航測時代。

關鍵字:

救命⋯直男怎麼那麼難追(怒)

2021-11-15T07:42:04.715762+00:00

都說女追男隔層紗,但這先生根本銅牆鐵壁

認識了快十年

相處早就跟哥們沒兩樣

說真的…他也沒特別帥

甚至講話超直男,讓人翻白眼

誰知道一個moment

最後…心動的居然是我…

 

見面我花時間打扮

訊息也在丟球

一兩個月過去,他卻像個白X一樣…

還跟我說:「你也學學xxx(女神),人家天生就是香的」

害我哭了一個晚上

我在你眼裡就是個男的吧!

 

氣死我了!你喜歡香香的是不是!

我也不想噴什麼香水

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那晚,他說要一起吃宵夜

我立馬用惡魔全身洗香香

(欸意外的超好聞…有點像花香調的淡香水味,洗完味道很自然)

 

他來載我的時候

坐在他後座,他一路上都不講話

我還想說怎麼了???

後來他默默說

「以後洗完澡,就不要跟其他人約了」

「這樣很危險」

 

 

…這是什麼魔幻力量啊!!

素顏+洗香香,他居然就中了

接下來的故事很明顯吧ㄎㄎ

現在他超愛ㄙㄛˊ我、聞我…

像個小女人一樣,換我嫌他有夠黏🤣

 

 

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