无人机航测怎么进行航线规划？（附航测整体流程）

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，高分辨率影像快速获取方面具有明显优势。

一般来说，无人机航测流程如下：
1.区域确定（客户需提供航拍区域矩形四角84坐标）；
2.现场勘察（飞行空域、起降场地、空中管制）；
3.航线规划（飞行航线、作业高度、飞行架次）；
4.任务载荷设定（数码影像、胶片、视频、监控）；
5.签订合同（预付款、作业约定、验收标准）；
6.执行飞行（飞行器运输、飞行作业、安全保障）；
7.确验效果（成片数量、航摄范围、图像质量）；
8.后期制作（纠偏、拼图、配准、剪辑、输出）；
其中，航线规划是制作高质量影像图的关键，是无人机航测外业中的重要内容之一。航线规划需要根据测区的地形地貌来进行设计，且必须保证的足够重叠率，因此，无人机航线规划需要综合考虑各方面因素，以保障飞行安全和满足影像后期处理需求。下面，我们一起来看下无人机航测如何规划航线。

1.明确航测范围
航线规划软件的参考底图数据大多来源于谷歌地图。规划航线之前，有必要在Google Earth中确定项目航飞范围，了解测区地貌，并进行合理的飞行架次划分，优化航飞方案，提升作业效率，避免撞机事故发生。对于大城市、机场或高海拔地区，航测之前首先应申请空域。

2.飞行环境
外业航飞前，需要根据测区等相关资料对无人机系统性能进行评估，判断飞行环境是否满足飞机的飞行要求。影响无人机飞行的因素主要包括以下四个方面：
1）海拔。测区的海拔应该满足无人机的作业要求，无人机飞行的高度应该大于当地的海拔和航高。

2）地形、地貌条件。地形和地貌主要影响无人机成图的质量，对于地面反光强烈的地区，如沙漠、大面积的盐滩、盐碱地等，在正午前后不宜摄影。对于陡蛸的山区和高密集度的城市地区，为了避免阴影，应在当地正午前后进行摄影。

3）风气和风向。地面的风向决定无人机起飞和降落的方向，空中的风向对飞行平台的稳定性影响很大，尽量在风力较小时进行摄影航测。
4）电磁和雷电。无人机空中飞行平台和地面站之间通过电台传输数据，要保证导航系统及数据链的正常工作不受干扰。在实际到达现场时，应记录现场的风速、天气、起降坐标等信息，留备后期的参考和总结。

3.确定航高
像片比例尺定义为像片上的线段与地面上相应水平线段之比：
1/m = f/H   (1)
公式(1)中，H为相对测区平均水平面的高度，f为相机中心到像平面的距离垂距即焦距。
航测比例尺的选定取决于测图比例尺，大体与测图比例尺相当。选定了相机和比例尺以后，可根据公式(1)计算航高。在飞行时，飞机应按照预定的航高飞行，同一航线内各摄站的航高差不得大于40m。
4.确定分辨率
理想情况下，飞机和航摄基准面是保持一定相对高度的，维持某特定高度即可获取一定分辨率的图。但实际上，被摄地表往往是有起伏的，导致分辨率低。
仿地飞行可以减少由于飞行相对高度不同而带来的误差。但是仍有很多误差无法避免，因此应根据规范要求，要充分结合实际地形，适当降低航高，飞行过程中按优于规定分辨率的要求进行航飞。
5.重叠度确认
为满足航测成图的要求，一般规定：航向重叠度为60%，最少不得少于53%；旁向重叠度为30%，最少不得少于15%；当地形起伏较大时，还需要增加因地形影响的重叠百分数 。
重叠度越高，相邻两张影像上的同名地物点也就越多，匹配的同名点数量也就越多，定位精度也就越高，但是重叠度的增加又会导致影像的数量增多，增加了内业数据处理的工作量，因此，像片重叠度需要根据具体的项目需求确定，具体可以参考以下项目。

根据项目需求不同，重叠度可做以下调整：
航测地形图：航向重叠度一般为80%，旁向重叠度一般为60%，记为(80x60)。
正射影像图，航向重叠度一般为70%，旁向重叠度一般为60%，记为(70x60)。
无人机三维建模：航向重叠度和旁向重叠度至少均为70%，记为(70×70)。
6.判断天气情况
天气的好坏直接影响到航测影像的效果，因此无人机航测作业前，要掌握当前天气状况，并观察云层厚度、光照强度和空气能见度。
正中午地面阴影最小，在日出到上午9点左右，下午3点左右到日落的两个时间段中，光照强度较弱且太阳高度角偏大，部分测区还可能碰到雾霾。这些情况可能导致采集到的建筑物背阳面，空三匹配精度差，纹理模糊且亮度很低，最终影响建模效果，严重影响视觉观感。 
最为适宜的航测气象条件：
1）薄云晴天：光亮度和光照度使影像色彩还原度比较好
2）无风：保证成像清晰度
3）地表干燥：可避免地表干湿度随时间变化影响影像质量
4）无积雪：获取真实地表影像
4）无雾霾：保证清晰度的重要条件
7.规划航线
无人机航迹规划是任务规划的核心内容，需要综合应用导航技术、地图信息技术以及远程感知技术，以获得全面详细的无人机飞行现状以及环境信息，结合无人机自身技术指标特点，按照一定的航迹规划方法，制定最优或次优路径。因此，航迹规划需要充分参考电子地图的选取、标会、航线预定规划以及在线调整时机。
航线规划一般分为两步：首先是飞行前预规划，即根据既定任务，结合环境限制与飞行约束条件，从整体上制定最优参考路径；其次是飞行过程中的重规划，即根据飞行过程中遇到的突发情况，如地形、气象变化、未知限飞禁飞因素等，局部动态地调整飞行路径或改变动作任务。
常用的航线规划方案有两种，一种是“S”形航线，另一种是构架线。

8.飞行设置
一般我们选相机角度是45度，所以在画航线时，要超出所测的范围，这样才能把所测局域拍全。飞行高度要超过飞行区域内所有障碍物，以免飞行过程中撞高建筑物。
设置好俯仰角，正射影像图一般为-90°，拍摄3D立体时一般为-45°。
设置好返航高度，确保返航时不会碰撞到障碍物。
9.开始飞行
检查任务没有问题后，点击右上角的飞机按钮，程序开始上传任务和自检：无人机连接情况、电池电量、GPS定位情况、摄像机状态、返航点位置、无人机是否靠近测区、遥控器档位设置等，通过后就可以点击飞行了。

除了上述要求外，航测还必须遵循下列要求，以保证航测的成像质量。
1）选择或等待较好的天气，尽量避免阴影的出现；
2）尽量缩短同一架次内相邻航线间的飞行间隔（航行不宜过长）；
3）尽量缩短同一天内、同一分区内、相邻架次、相邻航线间的飞行间隔（要有连续性）；
4）尽量选择相同时间点飞行，以避免太阳角度带来的差异；
5）尽量缩短同一人物区的作业周期，合理安排飞行计划。

不同日期以及天气的不同拍摄的照片导致模型合并的时候出现明显的色差
在无人机航测中，为了简化无人机航测流程，我们一般会应用EFly智能航测软件。
EFly智能航测软件是一款集合了多种无人机航测技术的自动数据采集终端，软件践行“平民化”无人机航测整体解决方案，充分研究航测一体化整体流程，让广大CAD用户全面掌握无人机航测高精度生产流程。

EFly智能航测软件具有以下模块：
1.产品基本模块
支持最新大疆精灵4RTK（可编程遥控器版）、可自适应识别无人机型号，根据不同机型自动识别镜头参数，计算飞行分辨率，提示飞行距离信息，最大程度保证无人机飞行安全及提高作业效率。
2.区域测绘模块
1）正射影像采集：具备矩形快速航测功能，根据参数设置，绘制出飞机理论拍照点，拍照数量、支持正射数据采集。
2）国家坐标系挂接：具备矩形5架次倾斜摄影数据采集；支持3架次快速优化倾斜数据采集。
3）不规则区域影像采集：支持多边形航测功能，根据图面绘制范围进行任意多边形正射和倾斜摄影，多边形绘制过程支持精确捕捉已有图面点线坐标数据；支持多边形飞行方向角度调整。
3.带状航测模块
具备飞行任务灵活配置功能，配置内容包括但不限于飞行航线、飞行高度、航高基准面高度、旁向重叠、航线重叠、倾斜角度，且应有参数设置界面。
4.全景采集模块
支持飞机当前点全景采集、指定点和航高全景采集；单架次沿线多点的全景资产采集工作；根据线路起始点，实现点高或变高飞行全景采集。
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航测完成后，收集到的影像数据，可以利用ContextCapture实景建模软件进行建模。
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具有高兼容性，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。
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