3無人機數(shù)據(jù)采集

無人機遙感數(shù)據(jù)采集3無人機數(shù)據(jù)采集主要內容四二三一無人機測圖的優(yōu)劣勢對比無人機航飛對數(shù)據(jù)處理影響無人機航攝計劃航攝成果質量檢查3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機測圖的優(yōu)勢由于采用無人及遠距離操作、適合于人無法達到的危險地區(qū)作業(yè)火山監(jiān)測滑坡與塌方調查地雷探測冰川與泥石流監(jiān)測大壩監(jiān)測雪崩3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機測圖的優(yōu)勢由于體積小、重量輕，一般不算做飛行器受限制小,搬運方便3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機測圖的優(yōu)勢由于飛行高度低,能夠獲取高分辨率數(shù)據(jù)在空中飛行,視點高，地面地物遮擋少,便于獲取高質量的紋理信息用于3D建模和小范圍測圖作業(yè)

3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機遙感的缺點裝載非專業(yè)數(shù)碼相機小像幅、小基高比影像數(shù)量多抗風能力差,穩(wěn)定性差重疊度高，偏角大存在像點位移3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機遙感的缺點普通定焦型普通單反型數(shù)碼相機可量測單反型1.1裝載非專業(yè)數(shù)碼相機3無人機數(shù)據(jù)采集鏡頭畸變從左圖中的我們直接看出可以看出邊緣像片點的鏡頭畸變值較中間大，而右圖給出了鏡頭畸變大小與點離像主點距離的模擬的函數(shù)關系。3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機遙感的缺點航高H基線B基線B大像幅小像幅

相機性能和無人機性能之間的平衡

考慮到拍攝響應和實際像幅，不能飛得太低

影響到攝影比例尺成圖精度1.2小像幅、小基高比3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機遙感的缺點

像幅小，像片多，影響處理效率，需要更多的控制舉例：對6km2方某地進行航拍，無人機平臺裝載Cannon450D相機、

全部相片數(shù)達1200張傳統(tǒng)航測平臺使用DMC相機全部相片不超過300張1.3影像數(shù)量多3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機遙感的缺點由于體積小飛行中抗風能力差,穩(wěn)定性差,載重量少1.4抗風能力差,穩(wěn)定性差3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機遙感的缺點航向重疊度能達到70-85%，旁向重疊35-55%，但受相機姿態(tài)的影響，所拍攝影像間的預設重疊度無法得到嚴格保證相鄰影像間很可能存在較大的旋角和上下錯動，最大旋轉角可能達到20°1.5重疊度高、偏角大3無人機數(shù)據(jù)采集

為什么要低速？安全性像點位移

=v·tt為曝光時間最低航速w為無人機重量，s為機翼面積，為空氣密度，c為該機型的最大升力系數(shù)。

3無人機數(shù)據(jù)采集1無人機遙感的缺點攝影相機安裝在無人機的移動平臺上，在相機曝光時間內飛行器的運動產(chǎn)生的像點位移會造成影像模糊。對于大型專業(yè)寬幅量測數(shù)碼航空相機會通過時間延遲與向前運動補償來消除像點位移影響。但對于無人機搭載的中幅甚至小幅的非量測相機，這些像點位移是沒法得到補償?shù)?。攝影曝光時間誤差帶來像移將會帶來空間分辨率的損失1.6像點位移3無人機數(shù)據(jù)采集主要內容四二三一無人機測圖的優(yōu)劣勢對比無人機航飛對數(shù)據(jù)處理影響無人機航攝計劃航攝成果質量檢查3無人機數(shù)據(jù)采集2無人機航飛對數(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相對定向的影響高重疊度的匹配更穩(wěn)健像點位移降低了像點量測精度非專業(yè)相機的鏡頭畸變3無人機數(shù)據(jù)采集2.1大偏角給匹配帶來困難由于無人機姿態(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動，無法使用傳統(tǒng)的灰度影像匹配算法獲取同名點，具體在以下三個方面：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，難以進行灰度相關；飛行器的飛行高度、側滾角和俯仰角變化大，從而導致影像間的比例尺差異大，降低了灰度相關的成功率和可靠性3無人機數(shù)據(jù)采集基于尺度/旋轉不變的全自動相對定向(無人機影像–影像旋偏角較大)3無人機數(shù)據(jù)采集2.2對相對定向的影響基高比?。河捎跓o人機獲取的影像重疊度大，攝影時的基線短，而基線越短，所成的交會角就會小，極大程度的影響了測圖的高程精度，如果仍然按傳統(tǒng)方法用相鄰影像構成立體相對，高程精度就很難得到保證。一般處理辦法是通過隔片構成立體相對，通過增加基線長度和增大前方交會角的方式，提高測圖的高程精度。大偏角：當無人機在幾百米高空飛行時，由于其自身的質量較輕、氣流影響較大，使其在空中的姿態(tài)很不穩(wěn)定，導致獲取的影像存在較大的畸變差，并且相鄰影像的亮度、對比度的差距也較大，降低了同名點匹配的數(shù)量和精度，而影像的相對定向的精度與匹配特征點的數(shù)量和精度密切相關。3無人機數(shù)據(jù)采集2.3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，自動匹配越容易，匹配點越多，相對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，造成匹配的同名點數(shù)不斷減少，相對定向精度逐漸降低，在重疊度低于65％時(大于60％)，匹配困難。航向重疊度(%)89.186.380.175.370.065.1自動匹配點數(shù)940770645510440348中誤差(pixel)0.10.20.30.40.60.83無人機數(shù)據(jù)采集2.4像點位移飛行器的地面速度相機曝光時間焦距長度c飛行器的飛行高度像元大小3無人機數(shù)據(jù)采集像點位移綜合分析曝光間隔與地面分辨率、地面速度關系相同曝光時間下飛行器運動速度越大,像點位移量越大,影像模糊程度越高；相同飛行器運動速度下曝光時間越長,像點位移量越大,影像模糊程度越高；減少曝光時間會相應地減少進光量，這樣同樣影響影像的拍攝質量；降低飛行速度，顧慮到影像基高比就要相應地增加曝光時間間隔，這樣就會影響作業(yè)效率；飛行時既要考慮到像點位移也要考慮作業(yè)效率和影像獲取的質量，所以需要在曝光時間間隔與飛行器的飛行速度間找到一個最佳值。3無人機數(shù)據(jù)采集2.5低空無人機相機標定二維平面法3無人機數(shù)據(jù)采集2.5低空無人機相機標定室外三維檢校場3無人機數(shù)據(jù)采集2.5低空無人機相機標定3無人機數(shù)據(jù)采集主要內容四二三一無人機測圖的優(yōu)劣勢對比無人機航飛對數(shù)據(jù)處理影響無人機航攝計劃航攝成果質量檢查3無人機數(shù)據(jù)采集3無人機航攝計劃3無人機數(shù)據(jù)采集航測無人機規(guī)范《無人機航攝安全作業(yè)基本要求》，編號為CH/Z

3001－2010；

《無人機航攝系統(tǒng)技術要求》，編號為CH/Z

3002－2010；

《低空數(shù)字航空攝影測量內業(yè)規(guī)范》，編號為CH/Z

3003－2010；

《低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》，編號為CH/Z

3004－2010；

《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》，編號為CH/Z

3005－2010。

3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備飛行速度 飛行速度越慢，像點位移越小飛行平穩(wěn)度 飛機平穩(wěn)，保證重疊度續(xù)航時間 續(xù)航時間長短，直接影響作業(yè)效率有效荷載 可裝載的相機類型（+鏡頭）易操作性維修保養(yǎng)3.1.1無人機的選擇3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備根據(jù)選定的實驗區(qū)在對應的地形圖上確定出測圖范圍和攝影范圍；3.1.2航攝范圍的確定3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備根據(jù)測圖方法、儀器設備、比例尺和測圖精度等要求綜合選擇與其相匹配的航攝相機。數(shù)碼航空攝影的地面分辨率GSD取決于飛行高度。3.1.3航攝儀和攝影比例與航高的確定3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備在避開航攝范圍內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，并把項目區(qū)分成若干測段每一測段再分為若干航帶，這樣便于航攝作業(yè)。3.1.4航飛路線設計3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備航飛路線設計3無人機數(shù)據(jù)采集飛行設計

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天氣盡量避免有風天氣飛行，特殊情況采用高重疊度方式進行飛行，減小后期處理工作量和保證處理精度3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備3.1.5控制點布設及測量3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備3.1.5控制點布設及測量3無人機數(shù)據(jù)采集控制點布設原則均勻布設，邊角加密，大面積弱紋理區(qū)域（水域、森林、農田）邊界加密。一塊很多小片縫合的大氈布，控制點是固定氈布的釘子，釘子稀少的地方氈布會下垂(區(qū)域網(wǎng)變形)，相同密度氈布厚的地方下垂量小(重疊度高和連接點多的區(qū)域)。氈布破洞周圍會產(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)。飛行前布控，可以提高精度。圓形點較優(yōu)飛行后布控，平面內的標志點較優(yōu)3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備3.1.5控制點布設及測量3無人機數(shù)據(jù)采集3.1工作準備3.1.5控制點布設及測量3無人機數(shù)據(jù)采集3.2航空攝影航攝季節(jié)應選擇本攝區(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攝影和測圖的不良影響，確保航攝像片能夠真實地顯現(xiàn)地面細部。選擇航攝時間，既要保證具有充足的光照度，又要避免過大的陰影。3.2.1攝影季節(jié)和航攝時間的選擇3無人機數(shù)據(jù)采集3.2航空攝影3.2.2航飛空中飛行起飛降落地面站3無人機數(shù)據(jù)采集3.2航空攝影3.2.3航帶整理3無人機數(shù)據(jù)采集3.2航空攝影A、像片重疊度航向重疊度一般應為60%-80%；最小不應小于53%。相鄰航線的像片旁向重疊度一般應為15%-60%，個別最小不應小于8%。B、像片傾斜角像片傾斜角一般不大于5度，個別最大不大于12度C、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)不應超過三片。超過15度旋偏角的像片數(shù)不應超過攝區(qū)像片總數(shù)的10%.3.2.4飛行質量3無人機數(shù)據(jù)采集3.2航空攝影D、攝區(qū)、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、漏洞補攝與重攝航攝過程中出現(xiàn)的相對漏洞和絕對漏洞應及時補攝，漏洞補攝應按原設計要求進行。對不影響內業(yè)加密模型連接的相對漏洞，可只在漏洞處補攝。補攝航線的長度應超出漏洞之外一條基線。控制航線如其本身出現(xiàn)局部的相對漏洞或有其他缺陷，如云影、脫膜、斑痕等，在不影響整條航線內業(yè)加密選點和模型連接的情況下可不補攝。凡需要補攝時，應整條航線重攝。F、記錄資料的填寫每次飛行均應認真填寫飛行報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飛行質量3無人機數(shù)據(jù)采集3.2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，應能辨認出與航攝比例尺相適應的細小地物影像，能夠建立清晰的立體模型，能確保立體量測的精度。3.2.5攝影質量3無人機數(shù)據(jù)采集主要內容四二三一無人機測圖的優(yōu)劣勢對比無人機航飛對數(shù)據(jù)處理影響無人機航攝計劃航攝成果質量檢查3無人機數(shù)據(jù)采集4航攝成果質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的分劃值，此值即為像片的航向重疊度。4.1像片重疊度1)航向重疊度2)旁向重疊度S1S23無人機數(shù)據(jù)采集4航攝成果質量檢查一般根據(jù)像片邊緣或角隅上圓水準氣泡影像偏離其中心的程度進行檢查，尤其要注意檢查整條航線相鄰像片上水準氣泡偏離其中心的方向和位置是否有明顯的移動。無水準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作為控制點用攝影測量方法進行測算檢查。4.2像片傾斜角3無人機數(shù)據(jù)采集4航攝成果質量檢查4.3像片旋偏角相鄰像片的主點連線與像幅沿航線方向的兩框標連線之間的夾角稱像片的旋偏角。實際航空攝影時，可通過設置攝影儀在其座架中的旋轉角從而消除或減小旋偏角，以達到理想的立體覆蓋效果。3無人機數(shù)據(jù)采集4航攝成果質量檢查4.4航線彎曲度——最大彎曲矢距（δ）與航線長度（L）之比航線彎曲度規(guī)范規(guī)定：航線彎曲度=航線彎曲：把一條航線的航攝像片根據(jù)地物經(jīng)線疊拼