行业资料无人机应用于航空测绘解决方案

1、无人机应用于航空测绘解决方案背景简介1、行业背景随着 3S 技术为代表的高新测绘技术和计算机技术的快速发展，传统的测 绘行业正在迅速向地理信息产业转化。 传统的测绘生产主体模式已发生根本性变 化，产品由模拟形式转为数字形式， 大量的外业测量被室内地理信息采集所取代。 地理信息的采集、存贮、加工和分发已成为一种全新的概念。2、行业需求 随着市场经济体制的建立和不断完善， 测绘市场发育趋向成熟。 首先，测 绘产品的需求不断增大，服务领域不断拓宽。近年来，除传统用户外，电信、公 安、环保、金融等行业的需求不断增长， 测绘产品的服务面几乎覆盖了国民经济 的所有行业， 初步实现了测绘为国民经济建设、 国

2、防、民众和政府服务的行业目 标，充分显示了测绘行业的重要性。二、行业需求分析传统的 解决办 法利用载人飞机进行高空拍摄，获取原始影像图。面临的问题载人飞机使用成本高、维护费用高、使用频率低、操作人员亲临、 飞行手续繁琐无人机 解决方 案起飞任务确定选择任务载荷将目标情况、特征点和界线拍摄并且保存 数据管理中心进行数据后期处理 设定飞行路线、飞行高度、拍摄距离、降落地点 最终获得可以使用的地理信息图无人机 不可替代 的优势无人机自身优势 ：携带方便、操作简单、反应迅速、载荷丰富、任 务用途广泛、起飞降落对环境的要求低、自主飞行针对航拍优势： 低成本、低速、巡航距离远、高可靠性，飞行高度 在 20

3、00 米以下，拍摄效果清晰、大比例尺，小面积、高现势性。最 大分辨率高达 0.08三、无人机航空测绘系统具体解决方案（一）应用无人机遥感技术采集数据 我司通过无人机航摄所获取的竖直摄影影像、 交向摄影影像、 倾斜影影像 以及复杂航线多基线摄影影像； 通过多视影像匹配自动构建空中三角测量网， 能 进行多达 10000 片影像的大区域网光束平差； 配合低空遥感的高分辨率影像， 实 现高精度航测定位；并且，能自动化生产数字高程模型（ DEM ）和数字正射影 像（ DOM ）等产品。（1）快速响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，可通过一段较为平整的路

4、面实现起降。升空准备时间 15 分钟即可、 操作简单、 运输便利。车载系统可迅速到达作业区附近设站， 根据任务要求每天 可获取数十至两百平方公里的航测结果。（2）快速获取地表数据和建模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。（二）利用像素工厂进行后期数据处理 公司利用无人机遥感技术， 结合像素工厂进行信息处理和分析。 所得的数 据将成立体三维图像，实时反馈给主管部门。像素工厂（ Pixel Fact

5、ory，PF）由法国 SPOT INFOTERRA 公司研制开发， 是一套用于大型生产的对地观测数据处理系统，是一种能批量生产 ,且由一系列 算法、工作流程和硬件设备组成的复合最优化系统， 包含具有强大计算能力的若 干个计算节点。输入航空数码影像、卫星影像、或者传统光学扫描影像，在少量 人工干预的条件下，经过一系列自动化处理，输出包括数字表面模型（ DSM ）、 数字高程模型（ DEM ）、正射影像（ DOM ）以及真正射影像（ TDOM ）等产品， 并能生成一系列其他中间产品。数字产品1. 大规模生产真正射影像和传统正射影像真正射影像 （TrueOrtho?） 指所有物体的倾斜均被纠正的一种

6、镶嵌影像。 它 是利用数字表面模型 DSM ，采用数字微分纠正技术， 改正原始影像的几何变形， 保证影像上每点都是完全垂直视角。像素工厂可以通过对多视角的影像逐点计 算，消除所有倾斜，生成真正射影像。与传统的正射影像相比，在大比例尺影像 图中，避免了高大建筑的倾斜对其它地物的遮挡， 在拼接地区能够实现平滑自然 的过渡。 利用完美的 DSM 能够生成完美的真正射影像。 像素工厂实现了真正射 产品的商业化和大规模生产， 并实现了针对真正射影像的一系列解决方案， 例如 大气纠正、物理纠正、匀色等。真正射影像图直接用于做线画图 ,可大大降低制 图成本 ,提高作业效率。传统摄影测量处理中， 经过数字高程

7、模型 （DEM） 校正、镶嵌得到正射影像。 根据影像获取的几何原理， 繁华的城市地区需要一些手工编辑以最小化每张影像 的视差（建筑物倾斜 ） 。而真正射影像通过高精度 DSM 纠正消除了所有视差，建 立了完全垂直视角的地表景观， 建筑物保持垂直视角， 因此在真正射影像上， 只 显示了建筑物的顶部，不显示侧面，避免了高大建筑物对其他地表信息（其他较矮建筑物、道路、停车场、绿地等 ）的遮挡，恢复了桥梁的正确方位。下图反映 了传统正射影像与真正射影像之间的主要区别。（ a） 传统正射影像中有建筑物倾斜效果（ b） 真正射影像中没有任何建筑物倾斜效果传统正射影像真正射影像 ?2. 数字表面模型( DS

8、M )像素工厂具有全自动提取密集数字表面模型 DSM 的能力，与传统摄影测 量系统相比，像素工厂的优势之一就在于数字表面模型 (DSM) 的计算。传统的 摄影测量系统计算 DSM 需要人工估计高程信息，而 “像素工厂 ”则可以在 25cm 到 1m 的地面采样距离 (GSD) 之间自动进行 DSM 计算 , 无需人工干预。在加载了影像数据之后，像素工厂会利用专有的算法生成大量立体像对， 并将这些立体像对分配到可用的计算结点上进行并行计算， 这样可以减少立体像 对匹配过程所花费的时间。根据对多视角数据的自动多重相关，可轻松提取 DSM，航向和旁向的立体像对之间通过多相关方法进行匹配，这是一个逐点进 行计算的过程。 自动化算法可从原始影像每两像素提取高程信息， 最后通过融合 得到数字表面模型。此外，