無人機航測流程及註意事項(作業前準備和飛行計劃準備)建議收藏關註

無人機航測在地信測繪的應用越來越火,關於無人機航測作業流程你瞭解多少?又有哪些坑需要避?

下面,我們一起來看一看:

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1 作業前準備

1.1 與甲方溝通相關事宜

項目開始前,要與甲方充分溝通項目要求,確定使用的坐標系,中央子午線,投影面高程,高程系統,影像分辨率,成果格式等,詢問甲方有無其他特殊要求。

1.2 現場勘查

作業員需要對測區周圍進行踏勘,收集地形地貌信息,以及周邊的重要設備和交通信息,為無人機的起飛、降落、航線規劃提供資料。

1.3 飛行環境檢查

在進行外業航飛之前,應該根據已知的測區資料和相關數據對無人機系統的性能進行評估,判斷飛行環境是否滿足飛機的飛行要求,影響無人機飛行的因素主要包括以下四方面。

1.3.1 海拔

測區的海拔應該滿足無人機的作業要求,無人機飛行的高度應該大於當地的海拔和航高。

1.3.2 地形、地貌條件

地形和地貌主要影響無人機成圖的質量,對於地面反光強烈的地區,如沙漠、大面積的鹽灘、鹽堿地等,在正午前後不宜攝影。對於陡蛸的山區和高密集度的城市地區,為瞭避免陰影,應在當地正午前後進行攝影。

1.3.3 風氣和風向

地面的風向決定無人機起飛和降落的方向,空中的風向對飛行平臺的穩定性影響很大,盡量在風力較小時進行攝影航測。

1.3.4 電磁和雷電

無人機空中飛行平臺和地面站之間通過電臺傳輸數據,要保證導航系統及數據鏈的正常工作不受幹擾。在實際到達現場時,應記錄現場的風速、天氣、起降坐標等信息,留備後期的參考和總結。

1.4 申請空域

飛行作業前應向有關部門申請空域。我國的空中管制十分嚴格,由空軍統一管理,所有的航空攝影項目都需要進行空域申請,得到批復後才可以實施測量。

2 飛行計劃準備

2.1 設備檢查

在進行航飛前,應對所有的設備、裝置進行檢查,主要包括航測相機的檢校,飛機性能的檢測,電池的電量,飛機內部各部件之間的緊密、電臺、GPS等。在環境復雜的山區航飛時,為瞭防止飛機丟失,可以在飛機上配置移動定位設備。對於彈射起步的無人機,還應檢查彈射架的狀況。

2.2 設備準備

對設備和電池進行充電,準備好外業用到的工具。建議外業作業時要攜帶插排,螺絲刀,充電寶,TYPE-C數據線等物品,以備不時之需。

2.3 相機參數設置技巧

2.3.1 航高

行高根據項目要求和測區地形和建築物的高度決定;飛行高度越低分辨率越高。註意:飛行高度至少也要比被測物體高60米。

像片比例尺定義為像片上的線段與地面上相應水平線段之比:1/m = f/H

公式中,H為相對測區平均水平面的高度,f為相機中心到像平面的距離垂距即焦距。航測比例尺的選定取決於測圖比例尺,大體與測圖比例尺相當。選定瞭相機和比例尺以後,可根據公式計算航高。在飛行時,飛機應按照預定的航高飛行,同一航線內各攝站的航高差不得大於40m。

2.3.2 像片重疊度

在傳統攝影測量學中,航向重疊度一般規定為60%,最小不得小於43%,最大不大於74%;旁向重疊度一般規定為30%,最小不得小於14%,最大不大於40%。無人機進行航測時,根據項目需求不同,可分為以下三種。(1)航測生產地形圖:航向重疊度一般設置為80%;旁向重疊度一般設置為60%,記為(80×60)。(2)項目要求隻需要生產正射影像(DOM),航向重疊度一般設置為70%,旁向重疊度一般設置為60%,記為(70×60)。(3)無人機傾斜三維建模要求航向重疊度和旁向重疊度至少均為70%,記為(70×70)。

2.3.3 飛行高度

客戶 A 需要 GSD 為 5cm/pixel 的數據,那 GSD 是什麼呢?GSD 為地面影像分辨率,是指圖像中相鄰兩個像素中心的距離代表實際距離是多少,飛行高度決定瞭地面影像分辨率(GSD)。飛行高度與地面影像分辨率成反比,飛行越高地面影像分辨率越低。那他們具體的關系是什麼呢?

H 為飛行高度,f 為鏡頭焦距,a 為像元大小。

以大疆精靈 Phantom 4 RTK 為例,像元大小為 2.41 微米,相機焦距為 8.8mm,代入公式得H≈36.5*GSD。那客戶 A 需要的 GSD為5cm/pixel 的數據,通過計算得到的飛行高度約為182 米。考慮到飛行時的環境影響,我們一般會低於計算得到的飛行高度去作業,我們可以選取 150 米的飛行高度來確保得到的數據滿足客戶要求。

GSD 與飛行高度

2.3.4 飛行速度設計

當飛機的飛行速度過快時,飛機的傾斜角度會隨之增大,傾斜影像的傾斜角度不宜過大,否則會影響內業數據處理,因此在設置飛行速度時要結合項目進度和實際情況,合理設置飛行速度。最佳飛行速度請參考如下表格:

2.3.5 快門速度相機搭載大疆的無人機可以在地面站軟件上調節快門速度,建議的快門速度如下表所示:

註意:不要在飛行期間更改快門設置,可能造成不同視角快門速度不一致的現象。快門是機械結構組件,當使用一定次數後,快門的整體性能會隨著使用次數降低;賽爾 PSDK 102S 快門達到8萬次後建議航飛速度要小於11m/s ,15萬次後建議航飛速度小於10m/s,20萬次建議航飛速度小於9m/s,超過20w次建議航飛速度改為8m/s。快門次數大於20萬次建議更換快門。

2.3.6 外擴

傾斜攝影作業外擴至少一個航高;正射作業外擴至少50%的航高,要打開高程優化。

2.3.7 等距拍照和等時拍照

建議使用等距拍照,等距拍照的效果要優於等時拍照。

2.3.8 如何在地面站上調節相機參數

點擊遙控器屏幕右上角三個點,選擇負載Payload設置,此界面有以下功能:

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