一文讀懂丨老飛手們都棘手的航測總技術流程,總結的如此全面!

                                          無人機航拍測繪具有精度高、作業效率高、數據分析能力強的特點,很大程度上解決了人工測繪的痛點。因此,無人機在測繪工程中的應用越來越廣泛。那么,先掌握無人機航拍注意要點,才能充分發揮無人機優勢,減輕測繪負擔。

                                          一、航拍總技術流程

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                                          二、航拍測繪各步驟說明

                                          測繪無人機小組航拍小組配備2-3人即可,航拍任務結束后對數據進行快速檢查,檢查合格后即可帶回進行后續的數據處理工作。
                                          1.飛行準備
                                          飛行前的準備內容包括:選擇航拍測繪設備、航線規劃涉及、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
                                          記錄當天風速、天氣、起降坐標等信息,并保存數據供日后參考和分析。
                                          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之間的通信。目前,大多數測繪無人機使用無線電鏈路在無人機與地面站之間進行數據交換。
                                          4.飛行執行
                                          根據制定的分區航攝計劃,尋找合適的起飛點,對每塊區域進行拍攝采集照片。在設備檢查完畢,并確認起飛區域安全后,將無人機解鎖起飛。起飛時飛手通過遙控器實時控制飛機,地面站飛控人員通過飛機傳輸回來的參數觀察飛機狀態。飛機到達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飛行模式。同時,飛手需通過目視無人機時刻關注飛機的動態,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、航線完成情況等,以此保證飛行安全。
                                          5.飛行結束
                                          無人機完成飛行任務后,降落時應確保降落地點安全,避免路人靠近。完成降落后檢查相機中的影像數據、飛控系統中的數據是否完整。數據獲取完成后,需對獲取的影像進行質量檢查,對不合格的區域進行補飛,直到獲取的影像質量滿足要求。三、無人機航拍影像質量檢查方法

                                          1 避免無人機航拍影像曝光
                                          影像的曝光過度或不足、影像的重影、散焦與噪點,將嚴重影響三維建模的質量。為了避免這類曝光問題、在外出航拍時盡量提前看天氣預報,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域最小化。
                                          2 無人機航拍快門選擇
                                          拍攝前調試使用最合適的快門、光圈、ISO值。參數相同點:都可以調節曝光的明暗度,光圈大、ISO高、快門速度慢都會曝光過亮;不同點:光圈可調節景深,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快門的區別。ISO除了明暗調節還有一個特點是降低畫質,ISO高了畫質就會降低,所以升高ISO在三要素里是最后考慮的,實在不行才提高ISO。
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                                          3 其它技術總結
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                                          (2)在相機參數不變的情況下,無人機飛行高度(曝光點到地物的高度)是決定模型精度高低的關鍵因素。
                                          (3)在建模的過程中,需要知道相機感光體CCD的尺寸說到傳感器的尺寸,其實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300萬像素相機效果通常好于1/2.7英寸的400萬像素相機(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,不要進行任何的編輯,包括改變尺寸、裁剪、旋轉、降低噪點、銳化或調整亮度、對比度、飽和度或色調。
                                          (7)CC建模軟件不支持拼接的全景圖作為原始數據。
                                          (8)飛行過程中的數據會有一定的圖像模糊,尤其是旋翼傾斜上使用的普通相機,對于微單相機來說,運動模糊是不可避免的。運動模糊會導致特征點提取不準,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生較大的影響。
                                          (9)模型重建要求連續影像之間的重疊部分應該超過60%,物體的同一部分的不同拍攝點間的分隔應該小于15度。
                                          (10)規劃航線拍攝時,建議采集航向重疊度75%以上,旁向重疊度不小于70%的影像。為實現更好的效果,更好的還原建筑,建議同時采集垂直和傾斜影像。并同時用小無人機低空采集高空相機拍不到的死角。
                                          (11)盡量選擇高分辨率的單反相機,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,請將該鏡頭焦距設置成最大或最小值。
                                          (12)將相機調整為最大分辨率模式;ISO值盡量低,否則高ISO會產生噪點;光圈值足夠高(光圈越小越好),以產生足夠的景深,背景不要太模糊;快門速度不應該過慢,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。
                                          (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。

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                                          四、無人機航拍如何提高影像精度

                                          列舉了一些影響成圖因素。如果你的成圖質量較差,你可以通過作業參數的調整來

                                          改善它。

                                          (1)飛得更高

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

                                          (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行拍攝。在陰天飛行時,光照柔和均勻,比較有利于拍攝。當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,可手動進行設置相機參數,增加光圈數值或提高iso,也可降低快門速度。任務過程中要適時調整相機參數,以適應較長的時間跨度

                                          我們還建議嘗試在上午10點到下午2點之間飛行。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行建圖作業,如日落黃昏時刻。

                                          (3)在航線規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的飛行效率

                                          (4)在航線規劃期間增加航向重疊

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

                                          (5)坐標糾正

                                          在中國大陸地區使用,請打開坐標糾正。若關閉,平面坐標會偏移幾百米。國外用戶,坐標糾偏默認關閉;若打開,平面坐標會偏移幾百米

                                          (6)最大的飛行速度

                                          可以設置系統默認的最大的飛行速度。最大飛行速度為當前參數下可以設置的最快任務飛行速度,該速度受任務飛行高度和航向重疊率影響。

                                          (7)關閉畸變修正

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

                                          (8)檢查相機設置和單張相片質量

                                          1)航測任務開始前需先對測區地面進行測光,避免因相機參數設置錯誤導致影像模糊欠曝、過曝等情況發生

                                          2)任務結束后、內業前需及時檢查任務影像,避免出現漏拍、錯拍及由相機參數設置錯誤引發的照片質量不佳,發現后請及時進行補拍。  五、無人機航拍測繪質量如何控制

                                          無人機航拍測繪質量主要是對飛行前、中、后,每一個環節都務必嚴格把控。是對飛行實施過程中的特殊情況進行把控。
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                                          飛行特殊情況四大處理原則
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                                          原則上各相鄰的平行航線需要有一到兩條穿越航線進行垂直穿越,以用來后期數據處理中保證個條航線的連接精確。

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                                          2. 小十字
                                          飛行過程中的每個架次,為了對本架次數據進行精確的校正即在每個架次的正式航線數據采集前或數據采集后都要進行檢校場飛行,即小十字飛行。
                                          3. 補飛
                                          數據獲取過程中可能會存在極少量的某些異常情況,造成某一區域的數據獲取缺失等現象,對于產生數據漏洞的航線要進行補飛,補飛航線兩端均要相應延長一部分,從而使得兩次獲得的數據能夠很好的接邊。
                                          4. 數據異常
                                          在飛行過程中可能會遇到極少的衛星信號瞬間失鎖現象,或由于較惡劣的飛行條件,如較大的風或上升氣流等造成飛機姿態變化較快時衛星信號不好,對于這種情況造成的POS數據有某些異常,應根據數據異常時間段是否在正式航線上和整個架次的POS數據精度來決定航線數據的有效性,對于無效數據的航線或架次將進行補飛。本項目的飛行過程中各架次均需獲得有效的數據。

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