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激光雷達繪圖與無人機攝影測量

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激光雷達繪圖與無人機攝影測量

發布日期:2018-09-03 作者: 點擊:

無人機攝影測量為您介紹激光雷達繪圖與無人機攝影測量

目前,無人機激光雷達和攝影測量成像應用正在快速增長。這其實並不奇怪,因為與使用配備了攝像測量設備的飛行器相比,使用配備了GPS的無人機(UAV)進行空中測量更具成本效益。

由於無人機相對便宜,可以在有需要的大型區域進行快速勘察。此外,使用配備了GPS、數碼相機以及強大計算機的無人機,可以進行精度達1至2厘米的測量。

本文全麵介紹了這種無人機繪圖技術。此外,還將對利用無人機進行攝影測量和激光雷達測繪的領域進行簡單的介紹。

什麽是無人機攝影測量?

攝影測量是通過照片進行測量的科學。攝影測量的結果通常是一些現實世界的物體或陸地地圖、素描或3D模型。

3D地圖和模型

要從航拍測量中構建3D地圖,需要將攝像機安裝在無人機上,並且通常都是垂直指向地麵。而使用攝影測量法構建紀念碑或雕像的3D模型,則需要將攝像機水平安裝在無人機上。

無人機飛行途中拍攝的地麵或模型的多個重疊照片(80%至90%重疊),再加上自主編程飛行路徑被稱作路標點。將物體或地麵的照片重疊80至90%,是無法通過導航準確完成的。

那麽擁有一個配備了路標點導航技術的無人機則非常重要。

無人機繪圖和激光雷達詳解

無人機激光雷達主要是通過在無人機上安裝激光掃描儀,以對無人機拍攝景觀的點高度進行測量。激光雷達也叫做光感測距技術(Lidar)。激光雷達掃描儀可以在一天內掃描數百平方公裏區域。在每平方米區域內通過測量10到80個點,可以對所掃描景觀構建一個非常詳細的數字模型。

準確的測量使得所構建的3D模型能用於許多領域的設計、規劃以及決策過程。

激光雷達傳感器還可以穿透密集的森林林冠層和植被,從而對衛星看不到的地球結構進行拍攝,以及對植物進行詳細拍攝以便進行植被分類和變化監測。

攝影測量和激光雷達的用途

通過使用無人機攝影測量和激光雷達測繪,可以從航拍圖像中提取許多有用元素。這些有用元素包括:

DEM / DTM / DSM(表麵模型);

正射影像(地理空間校正的航空圖象);

3D建築模型;

輪廓地圖;

平麵特征(道路邊界、高度、標誌以及建築物輪廓等);

體積調查。

下麵簡單介紹一下激光雷達和攝影測量的一些最佳用途。所有這些領域都收益於各自項目的精確3D圖像。與使用傳統飛行器相比,它們還可以提高效率並降低成本。

林業管理與規劃;

洪水建模;

汙染建模;

繪圖和製圖;

城市規劃;

海岸線管理;

交通規劃;

油氣勘探;

采石場和礦產(體積和勘探);

考古;

蜂窩網絡規劃。

攝影測量術一開始處於默默無聞的地位,隨著無人機激光雷達傳感器的出現,現在得到了廣泛的應用。

3D植被建模

這裏需要注意的是,無人機攝影測量植被建模使用的是多光譜傳感器和激光雷達傳感器,而不是攝影測量傳感器。

用於攝影測量和無人機3D繪圖的攝像機

行業目前已經開發出了幾款配備了攝像機、用於3D繪圖的無人機。實際上,任何配備了曝光控製器攝像機的無人機都是合適的。曝光控製器能觸發相機快門。最小照片拍攝數為每兩秒一張照片。以下相機都能很好地用於攝影測量和繪圖。

佳能相機 - S110、SX260;

索尼相機 - QX1、DSC-RX100 A7R、A7、A7S、NEX-6、NEX-5R、NEX-5T、A5100;

鬆下相機 - GH3。

GoPro相機鏡頭不太適合構建航空地圖。為了得到某種更佳結果,飛行器飛行高度要達到400英尺(約120米)以上。

此外,還可以通過包括Phantom 3、Phantom 4以及Inspire 1在內的大疆無人機集成攝像頭進行攝影測量圖像的拍攝。下文將會對大疆無人機進行詳細講解。

用於攝影測量和3D繪圖的無人機

接下來將盤點7種配備了自動駕駛和GPS(這也是攝影測量和激光雷達繪圖的關鍵技術)、且非常實惠的無人機。

一、大疆攝影測量無人機

包括DroneDeploy在內的企業現在都開發出了與所有大疆無人機兼容的軟件,包括其最新的Mavic Pro折疊無人機。

1. 大疆無人機—Mavic Pro

這款Mavic Pro非常適用於攝影測量和激光雷達測繪應用。這款四軸飛行器使用了最新的IMU、飛行控製穩定技術,還配備了一個4k穩定的集成框架和攝像機。

通過如DroneDeploy或Pix4D等企業提供的軟件,這樣將構建非常精確的點雲和完美的3D繪圖。

航路導航對於構建精確的3D攝影測量圖像非常重要。Mavic Pro使用了“Draw Waypoint”進行自動飛行。

其飛行距離為4.3英裏(7公裏),飛行時間長達27分鍾。

2. 大疆Matrice 100無人機-無人機繪圖

Matrice 100平台擁有大疆所有易於飛行的技術。包括飛行控製器、推進係統、GPS、DJI Lightbridge(全高清無線數字圖像傳輸係統)、專用遙控器以及可充電電池。此外還有額外的擴展架,允許您添加如相機、紅外傳感器以及用於構建複雜3D地圖的激光雷達掃描儀等組件。

Matrice 100具有增強的GPS功能,能實現高精度的攝影測量。該增強型GPS功能還能實現Matrix 100位置的實時跟蹤,同時實現更快的衛星探測、更準確的位置控製和飛行計劃。

3. 用於攝影測量的Phantom 4 Pro大疆無人機

該Phantom 4 Pro大疆無人機能使用Pix4Dmapper Mesh大疆版本。Phantom 4還適用於Drone Deploy和Site Scan軟件,下文將會一一提及。Phantom 4飛行非常平穩,采用了雙導航係統,還使用了障礙探測和防碰撞傳感器。此外,還擁有一個4k攝像機。非常重要的是它也使用了航路導航技術。

4. DJI Phantom 3和Inspire 1攝影測量無人機

在2015年9月進行固件和軟件更新之後,就賦予了DJI Inspire 1和Phantom 3模型航路導航技術,該無人機目前可以用於攝影測量。

與DJI無人機使用的最佳軟件是Pix4Dmapper Mesh DJI版。此外,DJI Phantom 3和Inspire 1也可以使用Altizure應用程序進行攝影測量。

5. 用於繪圖的大疆Spreading Wings S1000無人機

Spreading Wings S1000型號可以實現定製,以裝配多種不同類型的攝像機和傳感器。

其他用於攝影測量的無人機

二、SenseFly eBee Pro繪圖無人機

EBee繪圖無人機是一種擁有固定翼、完全自動化的無人機,可拍攝高分辨率航空照片,還可以將所拍攝的照片轉換為精確的2D正射投影以及3D模型。EBee單次飛行可達12平方公裏(4.6平方英裏),通過較低的飛行高度飛過較小區域,通過GSD還可以拍攝低至1.5厘米/像素的圖像。

EBee帶有兩個軟件包:eMotion(飛行計劃和控製)和Postflight Terra 3D(專業攝影測量)。

三、用於航測的3DR X8-M無人機

3DR X8-M擁有一個完整的套件,包括四軸飛行器、高分辨率佳能12 MP數碼相機以及將照片渲染成3D地圖所需的Pix4DMapper第3版軟件。3DR X8-M具有GPS、自主航路導航、以及可重複的飛行路線,是精確航測圖和測量的完美選擇。X8-M是設計和規劃自動飛行任務並構建3D攝影測量圖最便捷的無人機之一。

四、3DR Aero-M固定翼無人機

Aero-M是一種用於構建高分辨率視頻航測圖的一體化解決方案。這是為農業、建築、文物保護、搜救以及應急響應等大規模作業獲取高度詳細數據的完美平台。Aero-M具有輕巧堅固的泡沫框架。

Aero-M套件包括佳能S100高分辨率12 MP相機,功能強大的Pix4Dmapper LT 3DR版軟件,用於構建高精度、地理參考和正射投影的馬賽克。

五、3DR SOLO無人機

3DR SOLO無人機於2015年發布,專為GoPro Hero 4相機而設計。現在可以通過Pix4Dmapper Mesh軟件,利用該SOLO無人機構建3D圖像。

六、Trimble UX5無人機

Trimble UX5能提供最佳圖像質量以及最高攝影測量精度的圖像。UX5相機具有大型成像傳感器,即使在黑暗或陰天的情況下也能拍攝非常清晰、色彩豐富的圖像。24 MP相機及其定製光學元件使UX5能夠獲取精準度為2.0厘米(0.79英寸)分辨率的數據。

Trimble UX5的這種設計意味著它可以在幾乎所有的天氣條件下飛行。

七、Aeryon Scout Map版航拍多軸飛行器

Aeryon sUAS是專為任何需要勘測級精度的正射投影、DSMs和從空中或傾斜航空成像點雲的應用而設計,能與GIS、CAD以及傳統攝影測量軟件實現無縫集成。

Aeryon Map無人機還包括Aeryon SkyRanger sUAS以及Pix4Dmapper軟件,無人機攝影測量可實現現場和辦公室圖像處理,包括用於3D可視化和編輯的集成工具。

無人機攝影測量

本文網址:http://www.hyipoke.com/news/416.html

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