無人機航測是傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補充，具有機動靈活、高效快速、精細準確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)，高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢。

一般來說，無人機航測流程如下：

1.區(qū)域確定（客戶需提供航拍區(qū)域矩形四角84坐標）；

2.現(xiàn)場勘察（飛行空域、起降場地、空中管制）；

3.航線規(guī)劃（飛行航線、作業(yè)高度、飛行架次）；

4.任務載荷設定（數(shù)碼影像、膠片、視頻、監(jiān)控）；

5.簽訂合同（預付款、作業(yè)約定、驗收標準）；

6.執(zhí)行飛行（飛行器運輸、飛行作業(yè)、安全保障）；

7.確驗效果（成片數(shù)量、航攝范圍、圖像質(zhì)量）；

8.后期制作（糾偏、拼圖、配準、剪輯、輸出）；

其中，航線規(guī)劃是制作高質(zhì)量影像圖的關鍵，是無人機航測外業(yè)中的重要內(nèi)容之一。航線規(guī)劃需要根據(jù)測區(qū)的地形地貌來進行設計，且必須保證的足夠重疊率，因此，無人機航線規(guī)劃需要綜合考慮各方面因素，以保障飛行安全和滿足影像后期處理需求。下面，我們一起來看下無人機航測如何規(guī)劃航線。

1.明確航測范圍

航線規(guī)劃軟件的參考底圖數(shù)據(jù)大多來源于谷歌地圖。規(guī)劃航線之前，有必要在Google Earth中確定項目航飛范圍，了解測區(qū)地貌，并進行合理的飛行架次劃分，優(yōu)化航飛方案，提升作業(yè)效率，避免撞機事故發(fā)生。對于大城市、機場或高海拔地區(qū)，航測之前首先應申請空域。

2.飛行環(huán)境

外業(yè)航飛前，需要根據(jù)測區(qū)等相關資料對無人機系統(tǒng)性能進行評估，判斷飛行環(huán)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個方面：

1）海拔。測區(qū)的海拔應該滿足無人機的作業(yè)要求，無人機飛行的高度應該大于當?shù)氐暮０魏秃礁摺?/span>

2）地形、地貌條件。地形和地貌主要影響無人機成圖的質(zhì)量，對于地面反光強烈的地區(qū)，如沙漠、大面積的鹽灘、鹽堿地等，在正午前后不宜攝影。對于陡蛸的山區(qū)和高密集度的城市地區(qū)，為了避免陰影，應在當?shù)卣缜昂筮M行攝影。

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(wěn)定性影響很大，盡量在風力較小時進行攝影航測。

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(shù)據(jù)，要保證導航系統(tǒng)及數(shù)據(jù)鏈的正常工作不受干擾。在實際到達現(xiàn)場時，應記錄現(xiàn)場的風速、天氣、起降坐標等信息，留備后期的參考和總結。

3.確定航高

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 (1)

公式(1)中，H為相對測區(qū)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于測圖比例尺，大體與測圖比例尺相當。選定了相機和比例尺以后，可根據(jù)公式(1)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(nèi)各攝站的航高差不得大于40m。

4.確定分辨率

理想情況下，飛機和航攝基準面是保持一定相對高度的，維持某特定高度即可獲取一定分辨率的圖。但實際上，被攝地表往往是有起伏的，導致分辨率低。

仿地飛行可以減少由于飛行相對高度不同而帶來的誤差。但是仍有很多誤差無法避免，因此應根據(jù)規(guī)范要求，要充分結合實際地形，適當降低航高，飛行過程中按優(yōu)于規(guī)定分辨率的要求進行航飛。

5.重疊度確認

為滿足航測成圖的要求，一般規(guī)定：航向重疊度為60%，最少不得少于53%；旁向重疊度為30%，最少不得少于15%；當?shù)匦纹鸱^大時，還需要增加因地形影響的重疊百分數(shù) 。

重疊度越高，相鄰兩張影像上的同名地物點也就越多，匹配的同名點數(shù)量也就越多，定位精度也就越高，但是重疊度的增加又會導致影像的數(shù)量增多，增加了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的工作量，因此，像片重疊度需要根據(jù)具體的項目需求確定，具體可以參考以下項目。

根據(jù)項目需求不同，重疊度可做以下調(diào)整：

航測地形圖：航向重疊度一般為80%，旁向重疊度一般為60%，記為(80x60)。

正射影像圖，航向重疊度一般為70%，旁向重疊度一般為60%，記為(70x60)。

無人機三維建模：航向重疊度和旁向重疊度至少均為70%，記為(70×70)。

6.判斷天氣情況

天氣的好壞直接影響到航測影像的效果，因此無人機航測作業(yè)前，要掌握當前天氣狀況，并觀察云層厚度、光照強度和空氣能見度。

正中午地面陰影最小，在日出到上午9點左右，下午3點左右到日落的兩個時間段中，光照強度較弱且太陽高度角偏大，部分測區(qū)還可能碰到霧霾。這些情況可能導致采集到的建筑物背陽面，空三匹配精度差，紋理模糊且亮度很低，最終影響建模效果，嚴重影響視覺觀感。

最為適宜的航測氣象條件：

1）薄云晴天：光亮度和光照度使影像色彩還原度比較好

2）無風：保證成像清晰度

3）地表干燥：可避免地表干濕度隨時間變化影響影像質(zhì)量

4）無積雪：獲取真實地表影像

5）無霧霾：保證清晰度的重要條件

7.規(guī)劃航線

無人機航跡規(guī)劃是任務規(guī)劃的核心內(nèi)容，需要綜合應用導航技術、地圖信息技術以及遠程感知技術，以獲得全面詳細的無人機飛行現(xiàn)狀以及環(huán)境信息，結合無人機自身技術指標特點，按照一定的航跡規(guī)劃方法，制定最優(yōu)或次優(yōu)路徑。因此，航跡規(guī)劃需要充分參考電子地圖的選取、標會、航線預定規(guī)劃以及在線調(diào)整時機。

航線規(guī)劃一般分為兩步：首先是飛行前預規(guī)劃，即根據(jù)既定任務，結合環(huán)境限制與飛行約束條件，從整體上制定最優(yōu)參考路徑；其次是飛行過程中的重規(guī)劃，即根據(jù)飛行過程中遇到的突發(fā)情況，如地形、氣象變化、未知限飛禁飛因素等，局部動態(tài)地調(diào)整飛行路徑或改變動作任務。

常用的航線規(guī)劃方案有兩種，一種是“S”形航線，另一種是構架線。

8.飛行設置

一般我們選相機角度是45度，所以在畫航線時，要超出所測的范圍，這樣才能把所測局域拍全。飛行高度要超過飛行區(qū)域內(nèi)所有障礙物，以免飛行過程中撞高建筑物。

設置好俯仰角，正射影像圖一般為-90°，拍攝3D立體時一般為-45°。

設置好返航高度，確保返航時不會碰撞到障礙物。

9.開始飛行

檢查任務沒有問題后，點擊右上角的飛機按鈕，程序開始上傳任務和自檢：無人機連接情況、電池電量、GPS定位情況、攝像機狀態(tài)、返航點位置、無人機是否靠近測區(qū)、遙控器檔位設置等，通過后就可以點擊飛行了。

除了上述要求外，航測還必須遵循下列要求，以保證航測的成像質(zhì)量。

1）選擇或等待較好的天氣，盡量避免陰影的出現(xiàn)；

2）盡量縮短同一架次內(nèi)相鄰航線間的飛行間隔（航行不宜過長）；

3）盡量縮短同一天內(nèi)、同一分區(qū)內(nèi)、相鄰架次、相鄰航線間的飛行間隔（要有連續(xù)性）；

4）盡量選擇相同時間點飛行，以避免太陽角度帶來的差異；

5）盡量縮短同一人物區(qū)的作業(yè)周期，合理安排飛行計劃。

不同日期以及天氣的不同拍攝的照片導致模型合并的時候出現(xiàn)明顯的色差

在無人機航測中，為了簡化無人機航測流程，我們一般會應用EFly智能航測軟件。

EFly智能航測軟件是一款集合了多種無人機航測技術的自動數(shù)據(jù)采集終端，軟件踐行“平民化”無人機航測整體解決方案，充分研究航測一體化整體流程，讓廣大CAD用戶全面掌握無人機航測高精度生產(chǎn)流程。

EFly智能航測軟件具有以下模塊：

1.產(chǎn)品基本模塊

支持最新大疆精靈4RTK（可編程遙控器版）、可自適應識別無人機型號，根據(jù)不同機型自動識別鏡頭參數(shù)，計算飛行分辨率，提示飛行距離信息，最大程度保證無人機飛行安全及提高作業(yè)效率。

2.區(qū)域測繪模塊

1）正射影像采集：具備矩形快速航測功能，根據(jù)參數(shù)設置，繪制出飛機理論拍照點，拍照數(shù)量、支持正射數(shù)據(jù)采集。

2）國家坐標系掛接：具備矩形5架次傾斜攝影數(shù)據(jù)采集；支持3架次快速優(yōu)化傾斜數(shù)據(jù)采集。

3）不規(guī)則區(qū)域影像采集：支持多邊形航測功能，根據(jù)圖面繪制范圍進行任意多邊形正射和傾斜攝影，多邊形繪制過程支持精確捕捉已有圖面點線坐標數(shù)據(jù)；支持多邊形飛行方向角度調(diào)整。

3.帶狀航測模塊

具備飛行任務靈活配置功能，配置內(nèi)容包括但不限于飛行航線、飛行高度、航高基準面高度、旁向重疊、航線重疊、傾斜角度，且應有參數(shù)設置界面。

4.全景采集模塊

支持飛機當前點全景采集、指定點和航高全景采集；單架次沿線多點的全景資產(chǎn)采集工作；根據(jù)線路起始點，實現(xiàn)點高或變高飛行全景采集。

EFly智能航測軟件詳情：EFly智能航測軟件

航測完成后，收集到的影像數(shù)據(jù)，可以利用ContextCapture實景建模軟件進行建模。

ContextCapture 是一款可由簡單的照片和/或點云自動生成詳細三維實景模型的軟件。

ContextCapture具有高兼容性，能對各種對象各種數(shù)據(jù)源進行精確無縫重建，從厘米級到公里級，從地面或從空中拍攝。只要輸入照片的分辨率和精度足夠，生成的三維模型是可以實現(xiàn)無限精細的細節(jié)。

ContextCapture具體建模過程，請關注“艾三維技術”微信公眾號，申請ContextCapture軟件培訓。

ContextCapture軟件詳情：實景建模ContextCapture產(chǎn)品詳情及五大應用

如果，您有無人機航測建模項目需求，或者想采購EFly智能航測軟件/ContextCapture 實景建模軟件，歡迎關注“艾三維技術”微信公眾號，聯(lián)系我們。