无人机测绘技术-徐军-第1章 绪论

无人机测绘技术自然资源与测绘学院徐军TelQ:93201471《无人机测绘技术》一、课程介绍课程目标：了解并掌握无人机测绘的基本原理、无人机测绘任务规划、无人机测绘任务实施、无人机测绘影像数据处理，为测绘工程专业的数据快速获取与成图、工程规划辅助设计、项目实施监理等服务。课程内容：无人机测绘基本概念及工作原理、航线设计、任务飞行、正射影像数据处理、倾斜摄影测量、贴近摄影测量、机载激光雷达测量三维建模、360°全景影像数据处理等。操作实习：航线设计、无人机操控及影像数据获取、DOM、DEM、DLG、3D建模、360°全景影像处理。二、教学计划最后成绩=30%×平时成绩+70%×考试成绩平时成绩=课堂表现+上机、实习+平时考核《无人机测绘技术》第1章绪论第2章无人机测绘系统第3章无人机飞行基本原理第4章无人机航空摄影安全作业及基本要求第5章无人机航空摄影测量第6章无人机倾斜摄影测量第7章无人机贴近摄影测量第8章无人机机载激光雷达测量第9章无人机测绘技术的应用

1.1

无人机1.2

无人机测绘1.3

无人机相关法律法规第1章无人机测绘系统第1章绪论1.1无人机1.1.1认识无人机1.1.2无人机的分类1.1.3无人机的特点1.1.4无人机的功能与作用1.1.5无人机发展现状与发展趋势1.1.1认识无人机无人机：UAV(

UnmannedAerialVehicle），无人驾驶航空器。特点：由无线电或程序控制，可自主飞行且可回收，也被称作空中机器人。无人机的发射方式可归纳为手抛发射、零长发射、弹射发射、起落架滑跑起飞、母机空中发射、容器式发射装置发射和垂直起飞等类型。无人机的回收方式可归纳为伞降回收、空中回收、起落架轮式着陆、拦阻网回收、气垫着陆和垂直着陆等类型。翼龙无人机大疆T16农业植保无人机亿航无人机编队1.1.1认识无人机无人机内部结构1.1.1认识无人机无人机系统：UAS或RPAS（RemotelyPilotedAircraftSystem）遥控驾驶航空器系统由无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成。

1.无人机系统,是指()组成的系统BA一架无人机、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件B一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件C一架无人机、自驾仪、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件2.()是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全的驾驶员。A无人机系统地面站操纵员B无人机系统机长C无人机系统驾驶员B1.按功能分军用：信息支援、信息对抗、火力打击1.1.2无人机的分类1.按功能分民用：检测巡视、遥感测绘、通信中继1.1.2无人机的分类2.按尺度分——空机质量和最大起飞重量微型：空机质量<0.25kg轻型：空机质量≤4kg，最大起飞质量≤7kg小型：空机质量≤15kg，或最大起飞质量≤25kg中型：25kg＜最大起飞质量≤150kg大型：最大起飞质量＞150kg1.1.2无人机的分类3.按活动半径1.1.2无人机的分类超近程无人机：15km以内近程无人机：15~50km之间短程无人机：50~200km之间中程无人机：200~800km之间远程无人机：大于800km0~15km15~50km50~200km200~800km大于800km4.按速度分马赫数：流场中某点的速度v同该点的当地声速c之比低速：马赫数＜0.3亚音速：0.3≤马赫数＜0.7跨音速：0.7≤马赫数＜1.2超音速：1.2≤马赫数＜5.0高超音速：马赫数≥5.01.1.2无人机的分类5.按实用升限分1.1.2无人机的分类超高空无人机：大于18000m高空无人机：7000~18000m之间中空无人机：1000~7000m之间低空无人机：100~1000m之间超低空无人机：0~100m之间6.按续航时间分——24h正常航时：续航时间<24h长航时：续航时间≥24h1.1.2无人机的分类7.按平台类型分固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机1.1无人机1.1.3无人机的特点1.优点：

可最大程度保障人的安全；

生产成本低

机动性能好

操作便捷2.缺点：

飞行速度慢

抗风抗气流能力差

飞行高度受限制

应变能力差

1.1.4无人机的功能与作用电力巡检工作农业监测工作环保监测工作影视拍摄工作1.1.4无人机的功能与作用街景全景拍摄灾后救援无人机快递1.1.5无人机发展现状与发展趋势无人机的发展

陀螺仪1917年发明的第一台陀螺仪1.1.5无人机发展现状与发展趋势

1917年，斯佩里空中鱼雷号无人机的发展早期的无人机1.1.5无人机发展现状与发展趋势无人机的发展早期的无人机1917年：凯特灵(Kettering)空中鱼雷号1.1.5无人机发展现状与发展趋势1935年:DH.82B蜂后号(DH.82BQueenBee)无人机的发展早期的无人机1.1.5无人机发展现状与发展趋无人机的发展早期的无人机1966年12月6日中国第一架无人靶机长空一号(4年研制出来）1.1.5无人机发展现状与发展趋势无人机的发展军方对无人机的重视有人机与无人机协同作战无人机系统及作战使用1.1.5无人机发展现状与发展趋势无人机的发展军方对无人机的重视中国利剑隐身无人机中国翼龙无人机

无人机的发展微机电、计算机、通信的发展GPS接收模块IMU（惯性测量装置）数字相机成相模块计算机无线通信

无人机的发展民用无人机的发展与进化1989年：雅马哈敲开农业植保的大门

90年代初美国工程师M.Dammar开发了电动四旋翼RoswellFlyer无人机的发展民用无人机的发展与进化

巡航天然气管道项目无人机DT-26X无人机的发展民用无人机的发展与进化

无人机的发展民用无人机的发展与进化大疆悟系列无人机

无人机的发展民用无人机的发展与进化ArduPilotAPM1 APM2APM2.5/2.6Pixhawk2009年2010年 2011年 2012年2013年3DRobotics的开源飞控2009年3DR成立，同年5月发布了第一款ardupilot板子，后续几年陆续推出功能十分强大的开源自驾仪

无人机的发展民用无人机的发展与进化

精灵1精灵2悟系列御如影手持云台精灵3精灵4御Air

X系列相机

无人机的发展民用无人机的发展与进化早期极飞的农业无人机P系列农业无人机GNSS是全球导航卫星系统包括美国的GPS、俄罗斯Glonass（格洛纳斯）、欧洲Galileo(伽利略）、中国的北斗。RTK,载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基站采集的载波相位发送给用户接收机进行求差解算坐标1.1.5无人机发展现状与发展趋势无人机的发展民用无人机的发展与进化亿航白鹭1000架无人机花式编队零度智控&高巨创新无人机编队（2018年春晚）2019年数博会1.1.5无人机发展现状与发展趋势无人机的发展民用无人机的发展与进化2019年数博会意念控制无人机1.1.5无人机发展现状与发展趋势第1章绪论1.2无人机测绘1.2.1无人机测绘的定义1.2.2无人机测绘的特点1.2.3无人机测绘的作业流程1.2.4无人机测绘的应用无人机测绘：是以无人驾驶飞机为空中平台，以机载测绘遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪、磁测仪等为载体获取地面空间信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成DEM、DOM、DLG和数字三维模型等测绘产品。1.2.1无人机测绘的定义1.高清晰、大比例尺、小面积、高现势性1.2.2无人机测绘的特点2.操作方便、易于转场1.2.2无人机测绘的特点3.小型轻便、低噪节能、高效机动、影像清晰、轻型化、智能化1.2.2无人机测绘的特点

二、无人机测绘的特点

1.机动性、灵活性和安全性2.低空作业，获取高分辨率影像3.精度高，测图精度可达1：10004.成本相对较低，操作简单5.具有周期短、效率高等特点1.2.2无人机测绘的特点1.2.3无人机测绘的作业流程1.区域确定测区矩形四角坐标2.现场勘察拟定起降场地选择无人机及相机提交空域申请3.航线规划飞行方向航高飞行方向飞行架次重叠度特殊天气因素4.控制的布设和测量基础控制测量像片控制测量5.执行飞行设备地面展开飞行前设备检查启动动力设备飞机起飞达到作业空域开展作业返回降落6.数据预处理与空中三角测量获取合格影像导入相机参数和POS资料影像预处理空中三角测量7.成果制作根据空三加密成果生成粗DEM数字微分纠正正射影像镶嵌与匀色DOM裁剪与检查一、基础测绘

大比例尺数字化测图1.2.4无人机测绘的应用二、应急测绘保障泥石流灾情监测1.2.4无人机测绘的应用三、工程变化监测武汉火神山医院建设施工监测1.2.4无人机测绘的应用四、文化遗产保护“围屋”建筑文化遗产保护1.2.4无人机测绘的应用五、数字城市建设

数字城市三维模型1.2.4无人机测绘的应用第1章绪论1.3无人机相关法律法规1.3.1空中交通管理1.3.2实名登记管理1.3.3驾驶人员的资质管理1.3.4无人机驾驶证书《民用无人驾驶航空器系统空中交通管理办法》管理办法的适用范围飞行活动需满足的条件评估管理无线电管理空域申请流程禁飞区与限飞区1.3.1空中交通管理禁飞区查询：/cn/flysafe/geo-map1.适用范围《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》2.登记要求自2017年6月1日起，民用无人机的拥有者必须按照本管理规定的要求进行实名登记。2017年8月31日后，民用无人机拥有者，如果未按照本管理规定实施实名登记和粘贴登记标志的，其行为将被视为违反法规的非法行为，其无人机的使用将受影响，监管及主管部门将按照相关规定进行处罚。1.3.2实名登记管理3.相关定义民用无人机——没有机载驾驶员操纵、自备飞行控制系统，并从事非军事、警察和海关飞行任务的航空器，不包括航空模型、无人驾驶自由气球和系留气球。民用无人机拥有者——指民用无人机的所有权人，包括个人、依据中华人民共和国法律设立的企业法人事业法人机关法人和其他组织。民用无人机最大起飞重量）——指根据无人机的设计或运行限制，无人机能够起飞时所容许的最大重量。民用无人机空机重量——无人机制造厂给出的无人机基本重量。除商载外，该无人机做好执行飞行任务时的全部重量，包含标配电池重量和最大燃油重量。4.民用无人机实名登记要求登录网站进行深入了解1.3.2实名登记管理1.AOPA证书AOPA，全称“中国航空器拥有者及驾驶员协会（AOPA-China）”，成立于2004年8月17日，是国际航空器拥有者及驾驶员协会（IAOPA）的中国分支机构，也是AOPA在中国（包括台湾、香港、澳门）的唯一合法代表。中国AOPA无人机驾驶员合格证由国务院批准、民政部注册、中国民用航空局主管的代表通用航空行业的全国性协会颁发。是从事无人机行业人员必备的敲门砖，具有极高的法律效力！在2018年以前它还只是一个协会的合格证，2018年9月政策改变，无人机的监督管理权由AOPA协会转交回民航局进行统一管理，在考取AOPA合格证的同时，国