无人机测绘技术 课件 项目4-6 无人机航空摄影-无人机实景三维建模

无人机测绘技术项目1认识无人机系统项目2多旋翼无人机装调项目3无人机航测外业工作项目4无人机航空摄影项目5无人机航测数据处理项目6无人机实景三维建模项目4无人机航空摄影项目1认识无人机系统思维导图任务1无人机航测准备工作学习目标一、知识目标1.理解无人机航空摄影的基本原理和应用场景。2.掌握航空摄影技术使用依据。3.了解航测分区划分的原则和方法。4.熟悉航空摄影准备内容，包括设备检查和环境评估。5.学会绘制摄区略图的基本步骤和技巧。二、技能目标1.能够独立完成无人机航空摄影的飞行准备工作。2.熟练运用航空摄影技术使用依据进行实际操作。3.具备航测分区划分的实际操作能力。任务1无人机航测准备工作4.能够全面准备航空摄影所需的设备和环境。5.掌握绘制摄区略图的技能，并能应用于实际项目。三、素养目标1.培养严谨的工作态度，确保航空摄影数据的准确性。2.增强团队合作意识，提高项目执行效率。3.提升环保意识，确保航空摄影活动对环境的影响最小化。工作任务一、任务分析二、任务步骤相关知识任务1无人机航测准备工作一、无人机航空摄影任务1无人机航测准备工作二、航空摄影技术使用依据1）GB/T18314—2024《全球导航卫星系统（GNSS）测量规范》。2）CH/T2009—2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》。3）GB/T20257.1—2017《国家基本比例尺地图图式第1部分：1：5001：10001：2000地形图图式》。4）GB/T13989—2012《国家基本比例尺地形图分幅和编号》。5）GB/T7931—2008《1：5001：10001：2000地形图航空摄影测量外业规范》。6）GB/T7390—2008《1：5001：10001：2000地形图航空摄影测量内业规范》。7）GB/T23236—2024《数字航空摄影测量空中三角测量规范》。8）GB/T27920.1—2011《数字航空摄影规范第1部分：框幅式数字航空摄影》。9）CH/T3006—2011《数字航空摄影测量控制测量规范》。10）GB/T24356—2023《测绘成果质量检查与验收》。任务1无人机航测准备工作11）GB/T19294—2003《航空摄影技术设计规范》。12）CH/T1004—2005《测绘技术设计规定》。三、航测分区的划分四、航空摄影准备内容1.摄影比例尺的确定任务1无人机航测准备工作2.航空摄影机的选择3.摄影航高的确定4.像片重叠度的确定5.航线规划图任务1无人机航测准备工作五、绘制摄区略图任务1无人机航测准备工作任务实施1）地形分析：利用测区地形数据，结合卫星影像或现有地图，分析地形起伏、坡100无人机测绘技术度及地貌等特征。2）飞行条件分析：考虑无人机的续航能力、航高限制和抗风能力等因素。3）资料收集与分析：收集目标区域的基础地理信息资料，如1：5000或1：10000比例尺的地形图，了解区域内的道路、水系及建筑物等分布情况，为航线规划提供参考。4）气象数据：包括近一周的天气预报以及历史气象统计资料，重点关注风速、风向、能见度及降水等气象要素。5）飞行计划制订：利用专业的无人机航线规划软件，结合航测分区和空域限制，制订详细的飞行计划。6）绘制摄区略图：将收集到的地形数据、空域限制信息及飞行计划等内容进行整合，利用地理信息系统（GIS）软件或专业绘图工具绘制摄区略图。任务1无人机航测准备工作7）标注信息：在摄区略图上清晰、准确地标注山脉、河流、湖泊、城市及道路等重要地理特征。任务测评任务1无人机航测准备工作拓展知识一、设备筹备的深度考量二、航测分区规划的精细拓展三、摄区略图绘制的创新升级任务2无人机航测基本要求学习目标一、知识目标1.理解航测比例尺精度对地图精度的影响。2.掌握像片重叠度的基本要求及其影响。3.了解像片倾斜角对航测图像质量的作用。4.熟悉航线弯曲度对航测效率的影响。5.认识像片旋偏角对图像校正的重要性。二、技能目标1.能够计算并调整航测比例尺以满足精度需求。2.能够设置无人机航拍参数以确保像片重叠度。3.能够调整无人机飞行姿态以控制像片倾斜角。任务2无人机航测基本要求4.能够规划航线以减少航线弯曲度，提高航测效率。5.能够校正像片旋偏角，确保图像拼接准确。三、素养目标1.培养严谨的科学态度，确保航测数据的准确性。2.提升问题解决能力，应对航测中的技术挑战。3.增强团队协作意识，共同完成航测任务。工作任务一、任务分析二、任务步骤任务2无人机航测基本要求相关知识一、对航测比例尺的精度要求二、对像片重叠度的要求任务2无人机航测基本要求三、对像片倾斜角的要求任务2无人机航测基本要求四、对航线弯曲度的要求任务2无人机航测基本要求五、对像片旋偏角的要求任务2无人机航测基本要求六、对航迹的要求七、图廓的保证1）摄区边界的图廓，航向超出图廓线不少于一条基线，旁向超出图廓线一般不少于整张像片的50%，最低不少于整张像片的30%。2）摄区范围内各分区之间相接时，如航测方向相同，旁向正常接飞，航向各超出分区线一般不少于一条基线，最低不少于半条基线。任务实施任务测评任务2无人机航测基本要求任务2无人机航测基本要求拓展知识任务3无人机测绘任务规划学习目标一、知识目标1.理解无人机测绘数据采集流程。2.掌握无人机连接的步骤与注意事项。3.熟悉任务区域地理信息要求。4.了解航摄计划参数设置原则。5.掌握航测质量控制标准。二、技能目标1.能独立创建航摄计划。2.熟练设置相机参数，使其适应任务需求。3.操作软件生成预设航线。任务3无人机测绘任务规划4.检查飞行计划的完整性及安全性。5.执行航测质量控制措施，确保数据达标。三、素养目标1.培养严谨的科学态度，确保无人机数据的准确性。2.提升解决问题能力，能应对无人机测绘任务规划过程中的技术挑战。3.增强团队协作意识，共同完成航测任务。工作任务一、任务分析二、任务步骤任务3无人机测绘任务规划相关知识一、无人机数据采集流程任务3无人机测绘任务规划二、连接无人机任务3无人机测绘任务规划任务3无人机测绘任务规划三、导入任务区域四、新建航摄计划任务3无人机测绘任务规划任务3无人机测绘任务规划五、设置相机参数任务3无人机测绘任务规划六、生成区域航线任务3无人机测绘任务规划七、检查飞行计划任务3无人机测绘任务规划任务3无人机测绘任务规划八、航测质量控制1.飞行质量控制1）采用GPS按设计航线坐标导航，实行定点曝光，确保航测基本技术参数符合规范要求。2）航线设计按常规方法敷设，按东西方向直线飞行。3）对每个分区进行平行于摄区边界的首、末航线设计，一般敷设在摄区边界上或边界线外，确保摄区边界实际覆盖不小于像幅的30%。4）航测前应进行试飞、试航测，通过对试飞、试航测结果的分析、研究，确认各项设备符合正常工作状态后，再正式开始航测。2.摄影质量控制1）确保飞行天气与飞行质量的前提下，在无人机飞行过程中和结束返航前检查每一张小索引像片，并浏览整个摄区飞行情况，确保无漏飞、像片上无云影及烟雾覆盖等现象。任务3无人机测绘任务规划2）由于数码相机是固态的CCD面阵，不会发生因压平误差导致的无法相对定向，也没有胶片伸缩变形问题。3.补摄与重摄1）航测中出现的相对漏洞和绝对漏洞均需要及时补摄。2）对于不影响内业加密选点和模型连接的相对漏洞及局部缺陷处，可只在漏洞处补摄。3）补摄航线的长度，应超出漏洞两边各一条基线。4）补摄航线两端应超出控制航线外一条基线。任务实施1）任务要求。2）任务执行。3）质量控制。任务3无人机测绘任务规划4）任务总结。任务测评任务3无人机测绘任务规划拓展知识任务3无人机测绘任务规划无人机测绘技术与家国情怀一、无人机测绘技术在国家发展中的战略意义二、无人机测绘技术的发展历程与成就三、无人机测绘技术在应急救援中体现责任与担当项目5无人机航测数据处理项目1认识无人机系统思维导图任务1空中三角测量学习目标一、知识目标1.理解空中三角测量的基本原理和流程。2.掌握匹配连接点的定义及其在测量中的作用。3.熟悉地面控制点的载入方法及其重要性。4.了解平差与编辑的基本概念和操作步骤。5.掌握模型建立的基本原理和应用场景。二、技能目标1.能够独立完成匹配连接点的操作。2.熟练载入地面控制点并进行初步处理。3.掌握平差与编辑的基本操作技巧。任务1空中三角测量4.能够进行平差计算并分析结果。5.具备建立基本测量模型的能力。三、素养目标1.培养严谨的科学态度和细致的工作习惯。2.增强团队合作意识，提升沟通协调能力。3.提高问题解决能力，培养创新思维。工作任务一、任务分析二、任务步骤任务1空中三角测量相关知识一、匹配连接点任务1空中三角测量二、载入地面控制点任务1空中三角测量三、平差与编辑任务1空中三角测量任务1空中三角测量任务1空中三角测量四、平差计算任务1空中三角测量任务1空中三角测量五、模型建立任务1空中三角测量任务实施1）飞行计划制订。2）外业数据采集。3）内业数据处理。①数据导入：将无人机采集的像片和RTK数据导入数据处理软件。②空中三角测量：使用软件进行自动空中三角测量，生成稀疏点云和初步的相机位置。③精度检查：检查空中三角测量的精度，确保满足数据要求。任务1空中三角测量任务测评任务1空中三角测量拓展知识一、三维建模与点云处理二、高精度定位技术三、人工智能与自动化处理任务2数字高程模型（DEM）制作学习目标一、知识目标1.理解DEM的基本概念及其应用。2.掌握DEM数据采集的主要方法和技术。3.熟悉DEM编辑的常用工具和流程。4.了解DEM数据格式及转换方法。二、技能目标1.能够使用专业软件进行DEM数据的采集和处理。2.能够运用编辑工具对DEM数据进行修正和优化。3.能够将DEM数据转换为不同格式以适应不同需求。4.能够有效保存和管理DEM数据，确保数据完整性。任务2数字高程模型（DEM）制作5.能够解决DEM在制作和编辑过程中遇到的常见问题。三、素养目标1.培养严谨的科学态度，确保DEM数据的准确性和可靠性。2.提升团队协作能力，共同完成DEM项目任务。3.增强数据安全意识，保护DEM数据的隐私和版权。工作任务一、任务分析二、任务步骤任务2数字高程模型（DEM）制作相关知识一、DEM制作任务2数字高程模型（DEM）制作任务2数字高程模型（DEM）制作二、DEM编辑任务2数字高程模型（DEM）制作任务2数字高程模型（DEM）制作任务2数字高程模型（DEM）制作1）平滑：选择要编辑的区域，然后在右边的下拉列表中选择合适的平滑程度（有轻度、中度和强度三种选项），再单击平滑按钮即可对所选区域进行平滑处理。2）拟合：选择要编辑的区域，然后在右边的下拉列表中选择合适的拟合算法（有平面、二次曲面和三次曲面三种拟合算法），再单击拟合按钮即可对所选区域进行拟合。3）内插：选择要编辑的区域，然后在右边的下拉列表中选择合适的内插方向（横向或纵向），再单击内插按钮，即可对所选区域内的DEM点按所选方向进行插值。4）量测点内插：选择要编辑的区域，单击量测点内插按钮，在右边的下拉列表中选择合适的插值方式（三角网或二次曲面），在选择区域内量测供内插用的特征线。5）定值平面：选择要编辑的区域，单击定值平面按钮，在弹出的界面内输入高程值，则当前编辑范围内所有DEM点按此高程值生效。6）平均高：选择要编辑的区域，单击平均高按钮，将所选区域设置为水平面，其值为所选区域中各DEM点的高程平均值。任务2数字高程模型（DEM）制作三、DEM保存任务2数字高程模型（DEM）制作任务实施1）DEM制作：将大疆智图采集的影像数据及POS数据导入DEM制作软件。2）DEM编辑：发现DEM中有明显的噪声点时，使用软件中的滤波工具进行去除。3）质量控制：使用随机抽样选取检查点的方法，计算检查点的高程误差。任务测评任务2数字高程模型（DEM）制作拓展知识一、算法优化与创新二、动态DEM与时间序列分析三、虚拟现实（VR）增强现实（AR）结合任务3

数字正射影像（DOM）制作学习目标一、知识目标1.理解DOM的基本概念及其在测绘中的应用。2.掌握无人机影像DOM制作的原理和方法。3.熟悉DOM制作关键技术的流程，包括影像拼接和正射校正。4.了解DOM编辑的常用工具和功能。5.认识DOM数据格式及应用场景。二、技能目标1.能够使用软件进行影像拼接和正射校正。2.能够运用编辑工具对DOM进行色彩调整和瑕疵修复。3.能够将DOM数据转换为不同格式，以满足不同应用的需求。任务3

数字正射影像（DOM）制作4.能够解决DOM制作和编辑中的常见技术问题。三、素养目标1.培养细致严谨的工作态度，确保DOM数据的精度和质量。2.提升团队协作能力，高效完成DOM制作任务。3.增强创新意识，探索DOM在新兴领域的应用价值。工作任务一、任务分析二、任务步骤任务3

数字正射影像（DOM）制作相关知识一、DOM生产任务3

数字正射影像（DOM）制作二、DOM拼接任务3

数字正射影像（DOM）制作任务3

数字正射影像（DOM）制作任务3

数字正射影像（DOM）制作任务3

数字正射影像（DOM）制作任务3

数字正射影像（DOM）制作任务实施1）不同时间拍摄的航空影像，分辨率为0.2m，部分区域存在云层遮挡。2）少量地面控制点分布在城区主要地标建筑附近。1）在数据准备阶段，除了已有的少量地面控制点，还需要获取更多有效的控制点，以提高正射纠正精度。2）针对存在云层遮挡的原始影像，在新建正射影像时，应采取措施确保数据完整性。3）选择ENVI软件进行正射纠正，注意操作步骤要正确。4）在拼接正射影像阶段，注意处理不同时间拍摄影像的色调差异，保证拼接后影像色彩均匀。5）成果验收时，对最终拼接正射影像图进行全面质量检查，确保满足项目要求。任务3

数字正射影像（DOM）制作任务测评拓展知识任务4快速正射影像（DOM）制作学习目标一、知识目标1.理解无人机快速DOM制作的基本流程及其在应急响应中的应用价值。2.掌握无人机影像数据采集关键参数的设置和飞行规划方法。3.熟悉照片对齐、密集点云生成的技术原理和实现方法。4.了解网格生成和纹理映射的基本概念及其在DOM制作中的作用。5.认识快速DOM制作中常见问题及解决方案。二、技能目标1.能够快速规划无人机飞行任务，高效采集影像数据。2.能够使用软件进行照片对齐和密集点云生成。3.能够生成并优化三维网格模型，确保模型精度和完整性。任务4快速正射影像（DOM）制作4.能够为网格模型添加纹理，生成高质量DOM数据。5.能够在应急场景下完成快速DOM制作并输出成果。三、素养目标1.培养快速响应能力，适应应急场景下的工作需求。2.提升问题解决能力，高效应对快速DOM制作中的技术挑战。3.增强团队协作意识，确保应急任务的高效完成。工作任务一、任务分析二、任务步骤任务4快速正射影像（DOM）制作相关知识一、影像处理流程任务4快速正射影像（DOM）制作二、添加照片任务4快速正射影像（DOM）制作三、对齐照片任务4快速正射影像（DOM）制作任务4快速正射影像（DOM）制作四、建立密集点云任务4快速正射影像（DOM）制作五、生成网格任务4快速正射影像（DOM）制作任务4快速正射影像（DOM）制作六、生成纹理任务4快速正射影像（DOM）制作任务4快速正射影像（DOM）制作任务4快速正射影像（DOM）制作任务实施1）任务规划。①确定范围：根据灾害区域的范围，确定需要拍摄的区域。②划定飞行区域：确保覆盖受灾核心区域及周边可能受影响的区域。③设备准备：准备无人机（如大疆精灵Phantom4RTK）、高分辨率相机、备用电池及存储卡等。④飞行参数设置：根据分辨率需求设置（如100m航高）、航向重叠度80%及旁向重叠度70%。2）数据采集。①现场勘查：到达现场后，快速勘查地形和天气情况，确保飞行安全。②无人机航拍：按照规划的飞行路线进行航拍，确保照片覆盖整个区域。③数据备份：航拍完成后，立即将照片备份到计算机或移动硬盘中。3）数据处理。①导入照片：将航拍照片导入摄影测量软件（如AgisoftMetashape或Pix4DMappe）。任务4快速正射影像（DOM）制作②对齐照片：使用软件的自动对齐功能，生成稀疏点云。③生成密集点云：在稀疏点云的基础上，生成密集点云，增加模型的细节。④生成网格：基于密集点云，生成三角网格模型。对网格进行简化，确保模型文件大小适中。⑤生成纹理：将照片中的纹理信息映射到网格模型上，生成带有纹理的3D模型。⑥导出DOM：将生成的模型导出为DOM格式。4）质量检查。任务4快速正射影像（DOM）制作任务测评任务4快速正射影像（DOM）制作拓展知识一、摄影测量与人工智能的结合二、多源数据融合三、实时摄影测量无人机测绘技术与职业道德一、严谨的工作态度二、诚信意识三、团队协作项目6无人机实景三维建模项目1认识无人机系统思维导图任务1无人机影像三维建模学习目标一、知识目标1.理解无人机影像三维建模的基本流程和原理。2.掌握原始影像的获取方法和质量要求。3.了解POS文件的作用及其在建模中的重要性。4.熟悉空三运算的概念及其在三维建模中的应用。5.掌握三维建模的基本步骤和常用软件。二、技能目标1.能够独立完成无人机影像的采集和预处理。2.能够正确导入和处理POS文件数据。3.能够使用专业软件建立项目并添加照片。任务1无人机影像三维建模4.能够执行空三运算并分析结果。5.能够生成高质量的三维模型并进行优化。三、素养目标1.培养严谨的工作态度和细致的工作习惯。2.提升团队协作和沟通能力，共同高效完成项目。3.增强创新意识，探索无人机影像三维建模的新应用。工作任务一、任务分析二、任务步骤任务1无人机影像三维建模相关知识一、原始影像任务1无人机影像三维建模二、POS文件三、建立项目任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模四、添加照片任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模五、空三运算任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模六、三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务1无人机影像三维建模任务实施1）任务准备：准备无人机（配备高分辨率相机）、地面控制点（GCPs）标记物、GPS设备（用于测量地面控制点坐标）及计算机等设备，完成现场勘察。2）数据采集：按照规划的飞行路线，使用无人机对历史建筑进行多角度、多高度的影像采集。3）数据处理与建模：打开影像处理软件（如AgisoftMetashape），新建一个项目，设置项目名称和保存路径，将无人机采集的影像导入软件中。任务1无人机影像三维建模任务测评任务1无人机影像三维建模拓展知识无人机影像三维建模的技术挑战与未来发展方向1.技术挑战2.未来发展方向1）智能化数据处理：借助人工智能（AI）和机器学习技术，实现影像特征点的自动匹配、空洞修复和纹理优化，提高建模效率和质量。2）实时建模与边缘计算：结合5G通信和边缘计算技术，实现无人机数据的实时传输和处理，缩短建模周期，满足应急测绘和实时监测的需