无人机航测
无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充,具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点,在小区域和飞行困难地区具有明显优势。
随着无人机与数码相机技术的发展,基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势,无人机与航空摄影测量相结合使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向,无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面,尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。
无人机航测的特点
快速反应
无人机航测通常低空飞行,空域申请便利,受气候条件影响较小。对起降场地的要求限制较小,可通过一段较为平整的路面实现起降,在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全,对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低,能够解决人工探测无法达到的地区监测功能。升空准备时间15分钟即可、操作简单、运输便利。
时效性性价比
传统高分辨率卫星遥感数据一般会面临两个问题,第一是存档数据时效性差;第二是编程拍摄可以得到最新的影像,但一般时间较长,同样时效性相对也不高。无人机航拍则可以很好地解决这一难题,工作组可随时出发,随时拍摄,相比卫星和有人机测绘,可做到短时间内快速完成,及时提供用户所需成果,且价格具有相当的优势。相比人工测绘,无人机每天至少几十平方公里的作业效率必将成为今后小范围测绘的发展趋势。
监控区域受限制小
我们国家面积辽阔,地形和气候复杂,很多区域常年受积雪、云层等因素影响,导致卫星遥感数据的采集受一定限制。传统的大飞机航飞,国家有规定和限制,如航高大于5000m,这样就不可避免的存在云层的影响,妨碍成图质量。另外还有一定的危险,在边境地区存在边防的问题。而无人小飞机就很好的解决了这些问题。不受航高限制,成像质量、精度都远远高于大飞机航拍。
地表数据快速获取和建模能力
系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息,获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据,生成DEM、三维正射影像图、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据,便于进行各类环境下应用系统的开发和应用。
无人机航测的技术应用
数字正射影像
数字正射影像(简称DOM))是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片/遥感影像(单色/彩色),经逐个象元进行投影差改正,再按影像镶嵌,根据图幅范围剪裁生成的影像数据。
(城乡规划建设使用的正射影像图DOM)
技术优势:DOM具有精度高、信息丰富、直观逼真、获取快捷等优点,可作为地图分析背景控制信息,也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息,为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据;还可从中提取和派生新的信息,实现地图的修测更新。作为评价其它数据的参考,它的精度、现势性和完整性都很优良。
地图测绘
根据地形图精度的要求,调整好无人机拍摄的比例尺、分辩率及重叠率等。在出正射影像图后,可利用成图软件先在内业进行判图(也就是矢量化),再到实地检查正确性,最后进行整个图纸的控制测绘以确定整个地形图的坐标系统,通过制图软件实现如地图制图、地图编辑、地图分析等功能。
矢量图 数字线划图
矢量图:在实景三维模型的基础上制作矢量图。根据几何特性来绘制地图,矢量可以是一个点或一条线,这种类型的图像文件包含独立的分离图像,可以自由无限制的重新组合。数字线划图:在数字测图中,最为常见的产品就是数字线划图,外业测绘最终成果一般就是DLG。能较全面地描述地表现象,目视效果与同比例尺一致但色彩更为丰富。满足各种空间分析要求,可随机地进行数据选取和显示,与其他信息叠加,可进行空间分析、决策。其中部分地形核心要素可作为数字正射影像地形图中的线划地形要素。
(陕西测绘局为西安市新农村建设制作的数字线划地图)
数字线划地图:数字线划地图(DLG)是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。其数据量小,便于分层,能快速的生成专题地图,所以也称作矢量专题信息。此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求,视为带有智能的数据。可随机地进行数据选取和显示,与其他几种产品叠加,便于分析、决策。
技术特征:地图地理内容、分幅、投影、精度、坐标系统与同比例尺地形图一致。图形输出为矢量格式,任意缩放均不变形。
实景建模在无人机航测中的应用
实景建模软件:ContextCapture(推荐)、ContextCapture Center。ContextCapture 是一款可由简单的照片和/或点云自动生成详细三维实景模型的软件。
ContextCapture 的高兼容性,能对各种对象各种数据源进行精确无缝重建,从厘米级到公里级,从地面或从空中拍摄。只要输入照片的分辨率和精度足够,生成的三维模型是可以实现无限精细的细节。
下面是通过无人机航测采集数据后,利用实景建模软件ContextCapture进行5大应用。
1)利用ContextCapture生产出的实景模型。
2)利用ContextCapture的模型浏览器可以直接测量地貌坐标点,距离,面积和体积。
3)通过实景模型进行土方量计算。
4)通过实景模型提取地形。
5)ContextCapture还可以在生产模型的时候直接生成正射影像,数字表面模型。