無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)憑借快速高效、機(jī)動靈活、成本低等優(yōu)勢，正慢慢顛覆傳統(tǒng)測繪的作業(yè)方式，已成為測繪行業(yè)“新寵”，將傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)上，實(shí)際就是在做一個三維模型，而建立起來的這個模型更加真實(shí)，更加直觀，更加符合實(shí)際。下面全面講解無人機(jī)測繪應(yīng)用場景，無人機(jī)航拍測繪原理與操作流程/步驟。

無人機(jī)測繪九大應(yīng)用場景

應(yīng)用場景一：房地一體

在開展房地一體項(xiàng)目時，傳統(tǒng)的測量技術(shù)已不堪重負(fù)，隱蔽點(diǎn)難以量測、圖根控制點(diǎn)不易保存、測量累計(jì)誤差較大、效率低，重復(fù)工作等問題頻出；無人機(jī)攝影測量與三維激光掃描技術(shù)的引入，使得以上問題得到了很好的解決，高效率、高精度、簡單的完成測量任務(wù)。

應(yīng)用場景二：堆體測量

目前的堆體測量，主要依靠全站儀、盤煤儀、GPS等測量儀器對堆體進(jìn)行測量，相較于更早之前的完全依賴人工使用皮尺丈量，這些測量手段已經(jīng)有了長足的進(jìn)步。但是，如今有著更為高效、高精度的測量方法：使用無人機(jī)測繪并建模。

無人機(jī)可以預(yù)設(shè)航線，在作業(yè)區(qū)域上空自動作業(yè)采集數(shù)據(jù)，采集完數(shù)據(jù)后可導(dǎo)入系統(tǒng)中，一鍵生成點(diǎn)云及三維模型數(shù)據(jù)，并據(jù)此進(jìn)行空間距離、體積的測量，或者進(jìn)行斜面等不規(guī)則堆體面積的模擬測量，為工程建設(shè)規(guī)劃和生產(chǎn)作業(yè)等提供精確數(shù)值參考。

應(yīng)用場景三：隧道、管道檢查

傳統(tǒng)的地鐵、鐵路和汽車隧道檢測，需要檢測人員深入隧道內(nèi)部，采用人工排查的方式確認(rèn)是否有裂痕或漏水等異常情況，并確保隧道結(jié)構(gòu)沒有問題。

采用無人機(jī)搭載高清相機(jī)和激光雷達(dá)等檢測設(shè)備，可以采集隧道內(nèi)高精度的圖像數(shù)據(jù)并生成三維模型，以供隨時調(diào)取查看，這不僅能夠提供更高的檢查精度，還能夠讓工程師有更多的時間專注于對所搜集到的資料進(jìn)行分析，并快速提出需要采取的應(yīng)對措施。

應(yīng)用場景四：高速公路檢查

對于高速公路這類大規(guī)模的交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行維護(hù)改造，第一步工作就是要獲取全部道路情況的清晰圖像資料。

無人機(jī)測繪系統(tǒng)可以集成了測繪用無人機(jī)、三維建模軟件等，配合強(qiáng)大的工作站，在高效完成測繪工作的同時，還可以通過應(yīng)用軟件對道路改造的工程量做精準(zhǔn)評估，并模擬工程改造后的場景效果及可能的周邊環(huán)境影響，為公路部門的道路改造和道路規(guī)劃工作提供有力的支持。

應(yīng)用場景五：橋梁檢測

人工檢測作業(yè)，不僅效率低、難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高，而且檢測精細(xì)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，將在很大程度上解決了這一難題。

無人機(jī)可通過相機(jī)、激光雷達(dá)等控制設(shè)備完成橋梁底面、柱面及橫梁等結(jié)構(gòu)面的拍攝取證，同時還可以進(jìn)行橋梁整體的三維建模，通過模型來測算橋梁的外在結(jié)構(gòu)，供專業(yè)人員分析橋梁狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，可極大減輕橋梁維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，提高橋梁檢測維護(hù)效率。

應(yīng)用場景六：文物保護(hù)

文物是人類在歷史發(fā)展過程中遺留下來的遺物、遺跡。它是人類寶貴的歷史文化遺產(chǎn)。三維掃描技術(shù)在文物保護(hù)領(lǐng)域，相比傳統(tǒng)的手工測量更加高效、精確，非接觸性的特定更是不會造成文物損傷。

對于大型古村落，我們更是可以采用無人機(jī)系統(tǒng)迅速完成大范圍的數(shù)據(jù)采集;無人機(jī)可搭載激光雷達(dá)采集古跡的圖像數(shù)據(jù)，獲取文物的點(diǎn)云進(jìn)行精確的重建，建立起實(shí)物三維或模型數(shù)據(jù)庫，保存文物原有的各項(xiàng)型式數(shù)據(jù)和空間關(guān)系等重要資源，實(shí)現(xiàn)瀕危文物資源的科學(xué)、高精度和永久的保存，進(jìn)而建立可在線瀏覽的VR數(shù)字博物館;

應(yīng)用場景七：考古修復(fù)

無人機(jī)三維建模技術(shù)還可以用于考古和文物修復(fù)工作，三維掃描技術(shù)使用面式數(shù)據(jù)采集替代傳統(tǒng)的點(diǎn)式數(shù)據(jù)采集，通過高速激光測量方法，快速，精確，全面的獲取物體的三維信息，真實(shí)記錄文物的真實(shí)三維信息，建立三維模型，由傳統(tǒng)的手工測量轉(zhuǎn)變?yōu)槭覂?nèi)計(jì)算機(jī)對點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高精度測量，具有非接觸性，避免了對文物造成的破壞。

應(yīng)用場景八：土地確權(quán)

傳統(tǒng)的土地確權(quán)測量工作，一般是通過地面工程測量實(shí)測方式測制地形圖或者通過傳統(tǒng)載人飛機(jī)航測地形圖。相較于傳統(tǒng)方式，采用無人機(jī)進(jìn)行航空攝影測量具有明顯的優(yōu)勢，成本低廉、執(zhí)行方便、自動化程度高、效率高、精確度高。因此在農(nóng)村的集體土地登記確權(quán)發(fā)證工作中，通過無人機(jī)航空攝影建模來獲取基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)是一種較為可行的方式。

應(yīng)用場景九：不動產(chǎn)登記

傳統(tǒng)的土地確權(quán)測量工作，一般是通過地面工程測量實(shí)測方式測制地形圖或者通過傳統(tǒng)載人飛機(jī)航測地形圖。相較于傳統(tǒng)方式，采用無人機(jī)進(jìn)行航空攝影測量具有明顯的優(yōu)勢，成本低廉、執(zhí)行方便、自動化程度高、效率高、精確度高。因此在農(nóng)村的集體土地登記確權(quán)發(fā)證工作中，通過無人機(jī)航空攝影建模來獲取基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)是一種較為可行的方式。

無人機(jī)測繪原理：

通過無人機(jī)低空攝影獲取高清晰影像數(shù)據(jù)生成三維點(diǎn)云與模型，實(shí)現(xiàn)地理信息的快速獲取。無人機(jī)航測數(shù)據(jù)通過處理得到帶精確坐標(biāo)的三維模型或DOM/DSM/DEM等數(shù)據(jù)，模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行我們需求的測繪數(shù)據(jù)采集。通過在計(jì)算機(jī)上使用相應(yīng)軟件可采集到模型內(nèi)任意所需求的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

詳解無人機(jī)航拍測繪操作流程/步驟

一、航拍總技術(shù)流程

無人機(jī)測繪流程圖

無人機(jī)航拍測繪分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩個部分，

外業(yè)主要流程為：前期準(zhǔn)備、測區(qū)環(huán)境勘察、像控布設(shè)、無人機(jī)及云臺搭建、航線規(guī)劃、飛行作業(yè)、航測數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

內(nèi)業(yè)主要流程有：航測數(shù)據(jù)整理、POS數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集軟件加載生成的模型并進(jìn)行DLG線畫圖。

二、航拍測繪各步驟說明

測繪無人機(jī)小組航拍小組配備2-3人即可，航拍任務(wù)結(jié)束后對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速檢查，檢查合格后即可帶回進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作。

1.飛行準(zhǔn)備

飛行前的準(zhǔn)備內(nèi)容包括：選擇航拍測繪設(shè)備、航線規(guī)劃涉及、飛行方案涉及（確定航高及飛行速度、重疊度）

2.保持每天的工作日志

記錄當(dāng)天風(fēng)速、天氣、起降坐標(biāo)等信息，并保存數(shù)據(jù)供日后參考和分析。

3.建立無線電臺和地面站

無線電鏈路用于地面站和無人機(jī)之間的通信。目前，大多數(shù)測繪無人機(jī)使用無線電鏈路在無人機(jī)與地面站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4.飛行執(zhí)行

根據(jù)制定的分區(qū)航攝計(jì)劃，尋找合適的起飛點(diǎn)，對每塊區(qū)域進(jìn)行拍攝采集照片。在設(shè)備檢查完畢，并確認(rèn)起飛區(qū)域安全后，將無人機(jī)解鎖起飛。起飛時飛手通過遙控器實(shí)時控制飛機(jī)，地面站飛控人員通過飛機(jī)傳輸回來的參數(shù)觀察飛機(jī)狀態(tài)。飛機(jī)到達(dá)安全高度后由飛手通過遙控器收起起落架，將飛行模式切換為自動任務(wù)飛行模式。同時，飛手需通過目視無人機(jī)時刻關(guān)注飛機(jī)的動態(tài)，地面站飛控人員留意飛控軟件中電池狀況、飛行速度、飛行高度、飛行姿態(tài)、航線完成情況等，以此保證飛行安全。

5.飛行結(jié)束

無人機(jī)完成飛行任務(wù)后，降落時應(yīng)確保降落地點(diǎn)安全，避免路人靠近。完成降落后檢查相機(jī)中的影像數(shù)據(jù)、飛控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是否完整。數(shù)據(jù)獲取完成后，需對獲取的影像進(jìn)行質(zhì)量檢查，對不合格的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)飛，直到獲取的影像質(zhì)量滿足要求。

三、無人機(jī)航拍影像質(zhì)量檢查方法

1、避免無人機(jī)航拍影像曝光

影像的曝光過度或不足、影像的重影、散焦與噪點(diǎn)，將嚴(yán)重影響三維建模的質(zhì)量。為了避免這類曝光問題、在外出航拍時盡量提前看天氣預(yù)報(bào)，在多云的天氣拍攝比大晴天更好，如果必須在晴天拍，最好選擇中午左右使陰影區(qū)域最小化。

2、無人機(jī)航拍快門選擇

拍攝前調(diào)試使用最合適的快門、光圈、ISO值。參數(shù)相同點(diǎn)：都可以調(diào)節(jié)曝光的明暗度，光圈大、ISO高、快門速度慢都會曝光過亮；不同點(diǎn)：光圈可調(diào)節(jié)景深，小光圈景深大，大光圈景深??；景深無法通過ISO快門來控制，這就是光圈和ISO快門的區(qū)別。ISO除了明暗調(diào)節(jié)還有一個特點(diǎn)是降低畫質(zhì)，ISO高了畫質(zhì)就會降低，所以升高ISO在三要素里是最后考慮的，實(shí)在不行才提高ISO。

3、其它技術(shù)總結(jié)

（1）相機(jī)感光體CCD的尺寸、焦距以及像素的大小直接影響影像的精度從而影響模型的精度。

（2）在相機(jī)參數(shù)不變的情況下，無人機(jī)飛行高度（曝光點(diǎn)到地物的高度）是決定模型精度高低的關(guān)鍵因素。

（3）在建模的過程中，需要知道相機(jī)感光體CCD的尺寸說到傳感器的尺寸，其實(shí)是說感光器件的面積大小，這里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面積越大，CCD/CMOS面積越大，捕捉的光子越多，感光性能越好，信噪比越高。

（4）傳感器尺寸越大，感光面積越大，成像效果越好。1/1.8英寸的300萬像素相機(jī)效果通常好于1/2.7英寸的400萬像素相機(jī)(后者的感光面積只有前者的55%)。

（5）而相同尺寸的傳感器像素增加固然是件好事，但這也會導(dǎo)致單個像素的感光面積縮小，有曝光不足的可能。

（6）拍攝好的影像，不要進(jìn)行任何的編輯，包括改變尺寸、裁剪、旋轉(zhuǎn)、降低噪點(diǎn)、銳化或調(diào)整亮度、對比度、飽和度或色調(diào)。

（7）CC建模軟件不支持拼接的全景圖作為原始數(shù)據(jù)。

（8）飛行過程中的數(shù)據(jù)會有一定的圖像模糊，尤其是旋翼傾斜上使用的普通相機(jī)，對于微單相機(jī)來說，運(yùn)動模糊是不可避免的。運(yùn)動模糊會導(dǎo)致特征點(diǎn)提取不準(zhǔn)，從而：空三處理中的連接匹配帶來很大的影響；三維重建中的粗匹配產(chǎn)生較大的影響。

（9）模型重建要求連續(xù)影像之間的重疊部分應(yīng)該超過60%，物體的同一部分的不同拍攝點(diǎn)間的分隔應(yīng)該小于15度。

（10）規(guī)劃航線拍攝時，建議采集航向重疊度75%以上，旁向重疊度不小于70%的影像。為實(shí)現(xiàn)更好的效果，更好的還原建筑，建議同時采集垂直和傾斜影像。并同時用小無人機(jī)低空采集高空相機(jī)拍不到的死角。

（11）盡量選擇高分辨率的單反相機(jī)，建議2000萬像素以上。避免使用廣角魚眼鏡頭。最好是選擇定焦鏡頭，如果使用變焦鏡頭，請將該鏡頭焦距設(shè)置成最大或最小值。

（12）將相機(jī)調(diào)整為最大分辨率模式；ISO值盡量低，否則高ISO會產(chǎn)生噪點(diǎn)；光圈值足夠高（光圈越小越好），以產(chǎn)生足夠的景深，背景不要太模糊；快門速度不應(yīng)該過慢，否則輕微的動作會造成圖像模糊。

（13）避免選擇高反光、透明的物體，例如玻璃瓶，鏡面等。如果容易反光的物體，最好使用柔光燈或在陰天下拍攝，盡可能沒有亮點(diǎn)。

（14）避免選擇有兩面絕對對稱的物體（形狀和紋理都對稱），例如單色立方體或有對應(yīng)面一樣紋理的立方體。

（15）避免有移動的物體在場景中，要保證被拍攝的背景環(huán)境是不變的。

（16）避免絕對平坦的物體，例如平口盤子等。避免絕對平坦的背景，有層次感會更好，背景顏色也不要選擇單色的背景，最好是雜亂無章的圖案。除了被合成的物體外，畫面前景中不要有沒用的物體。

四、無人機(jī)航拍如何提高影像精度

列舉了一些影響成圖因素。如果你的成圖質(zhì)量較差，你可以通過作業(yè)參數(shù)的調(diào)整來改善它。

(1)飛得更高

在滿足精度的要求下，選擇更高的高度進(jìn)行飛行。更高的飛行高度可以讓單個圖像中覆蓋更多的區(qū)域，可以提高無人機(jī)采集的效率

(2)拍攝時間選擇

在飛行之前檢查天氣很重要，選擇光線充足的天氣進(jìn)行拍攝。在陰天飛行時，光照柔和均勻，比較有利于拍攝。當(dāng)然我們可以通過安裝濾鏡模仿這種效果，減少由于地面反光、眩光造成的合成效果差。在光線不充足的情況下，可手動進(jìn)行設(shè)置相機(jī)參數(shù)，增加光圈數(shù)值或提高iso，也可降低快門速度。任務(wù)過程中要適時調(diào)整相機(jī)參數(shù)，以適應(yīng)較長的時間跨度

我們還建議嘗試在上午10點(diǎn)到下午2點(diǎn)之間飛行。這樣照片中的陰影更少，對后期的處理會有所幫助。還要避免在光照條件不佳的時刻進(jìn)行建圖作業(yè)，如日落黃昏時刻。

(3)在航線規(guī)劃期間增加旁向重疊

增加旁向重疊率是讓圖像獲得更好匹配的最簡單方法，但是它會降低無人機(jī)的飛行效率

(4)在航線規(guī)劃期間增加航向重疊

這樣可以讓相機(jī)更快地拍照，從而提高航線上拍照的數(shù)量，但是受快門、RTK、存儲的影響，會限制最大的飛行速度

(5)坐標(biāo)糾正

在中國大陸地區(qū)使用，請打開坐標(biāo)糾正。若關(guān)閉，平面坐標(biāo)會偏移幾百米。國外用戶，坐標(biāo)糾偏默認(rèn)關(guān)閉；若打開，平面坐標(biāo)會偏移幾百米

(6)最大的飛行速度

可以設(shè)置系統(tǒng)默認(rèn)的最大的飛行速度。最大飛行速度為當(dāng)前參數(shù)下可以設(shè)置的最快任務(wù)飛行速度，該速度受任務(wù)飛行高度和航向重疊率影響。

(7)關(guān)閉畸變修正

若使用大疆智圖進(jìn)行建圖，可將原片直接導(dǎo)入大疆智圖中，大疆智圖會自動識別照片類型并對其進(jìn)行去畸變處理；針對未去過畸變的，大疆智圖會以寫進(jìn)照片里的相機(jī)畸變系數(shù)作為初值，在空三做完之后擬合一個更加準(zhǔn)確地畸變系數(shù)，然后對照片進(jìn)行去畸變，恢復(fù)為無畸變的照片參與后續(xù)的建圖作業(yè)

(8)檢查相機(jī)設(shè)置和單張相片質(zhì)量

1)航測任務(wù)開始前需先對測區(qū)地面進(jìn)行測光，避免因相機(jī)參數(shù)設(shè)置錯誤導(dǎo)致影像模糊欠曝、過曝等情況發(fā)生

2)任務(wù)結(jié)束后、內(nèi)業(yè)前需及時檢查任務(wù)影像，避免出現(xiàn)漏拍、錯拍及由相機(jī)參數(shù)設(shè)置錯誤引發(fā)的照片質(zhì)量不佳，發(fā)現(xiàn)后請及時進(jìn)行補(bǔ)拍。

五、無人機(jī)航拍測繪質(zhì)量如何控制

無人機(jī)航拍測繪質(zhì)量主要是對飛行前、中、后，每一個環(huán)節(jié)都務(wù)必嚴(yán)格把控。是對飛行實(shí)施過程中的特殊情況進(jìn)行把控。

飛行特殊情況四大處理原則

1.穿越航線

原則上各相鄰的平行航線需要有一到兩條穿越航線進(jìn)行垂直穿越，以用來后期數(shù)據(jù)處理中保證個條航線的連接精確。

2.小十字

飛行過程中的每個架次，為了對本架次數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的校正即在每個架次的正式航線數(shù)據(jù)采集前或數(shù)據(jù)采集后都要進(jìn)行檢校場飛行，即小十字飛行。

3.補(bǔ)飛

數(shù)據(jù)獲取過程中可能會存在極少量的某些異常情況，造成某一區(qū)域的數(shù)據(jù)獲取缺失等現(xiàn)象，對于產(chǎn)生數(shù)據(jù)漏洞的航線要進(jìn)行補(bǔ)飛，補(bǔ)飛航線兩端均要相應(yīng)延長一部分，從而使得兩次獲得的數(shù)據(jù)能夠很好的接邊。

4.數(shù)據(jù)異常

在飛行過程中可能會遇到極少的衛(wèi)星信號瞬間失鎖現(xiàn)象，或由于較惡劣的飛行條件，如較大的風(fēng)或上升氣流等造成飛機(jī)姿態(tài)變化較快時衛(wèi)星信號不好，對于這種情況造成的POS數(shù)據(jù)有某些異常，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)異常時間段是否在正式航線上和整個架次的POS數(shù)據(jù)精度來決定航線數(shù)據(jù)的有效性，對于無效數(shù)據(jù)的航線或架次將進(jìn)行補(bǔ)飛。本項(xiàng)目的飛行過程中各架次均需獲得有效的數(shù)據(jù)。

無人機(jī)攝影測量提供測繪行業(yè)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(xiāng)村、農(nóng)業(yè)、山林、礦山、河湖等地形測繪；攝影測量成果可生成DLG數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、DOM/DEM/DSM數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、空間地理信息及地物數(shù)據(jù)等測繪需求成果數(shù)據(jù)。以上就是關(guān)于無人機(jī)航拍測繪原理與操作流程/步驟等知識介紹，強(qiáng)烈建議收藏本文。

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