《無人機(jī)測(cè)繪技能訓(xùn)練模塊》課件-無人機(jī)攝影測(cè)量概述

無人機(jī)攝影測(cè)量概述無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)DRONES攝影測(cè)量概述一、攝影測(cè)量與遙感定義攝影測(cè)量與遙感是從非接觸成像和其他傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達(dá)，通過記錄、量測(cè)、分析和表達(dá)，獲取地球以及環(huán)境和其他物體可靠信息的工藝、科學(xué)和技術(shù)。

攝影測(cè)量概述科技內(nèi)容影像信息獲取影像信息處理影像信息表達(dá)影像信息應(yīng)用攝影測(cè)量概述各種類型傳感器被攝物體影像通過量測(cè)和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM攝影測(cè)量概述攝影測(cè)量主要包含的內(nèi)容：（1）選擇能夠滿足任務(wù)要求的設(shè)備獲取目標(biāo)物的影像；（2）對(duì)所攝影像進(jìn)行分析處理的理論、方法、設(shè)備和技術(shù)；（3）將所測(cè)得的成果用圖形、圖像或數(shù)字等形式表示。攝影測(cè)量概述三個(gè)階段：二、攝影測(cè)量與遙感發(fā)展歷程模擬攝影測(cè)量與遙感(1851-1970)解析攝影測(cè)量與遙感(1950-1980)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與遙感(1980-至今）攝影測(cè)量概述利用光學(xué)/機(jī)械投影方法實(shí)現(xiàn)攝影過程的反轉(zhuǎn)，用兩個(gè)/多個(gè)投影器模擬攝影機(jī)攝影時(shí)的位置和姿態(tài)構(gòu)成與實(shí)際地形表面成比例的幾何模型，通過對(duì)該模型的量測(cè)得到地形圖和各種專題圖。模擬攝影測(cè)量光學(xué)像片光學(xué)機(jī)械測(cè)圖儀器人工建立立體模型人工量測(cè)和解譯機(jī)械繪圖圖解線劃地圖像片影像地圖攝影測(cè)量概述空間型立體測(cè)圖儀——多倍儀攝影測(cè)量概述光學(xué)像片解析測(cè)圖儀器計(jì)算機(jī)建立立體模型人工量測(cè)和解譯自動(dòng)記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型像片影像地圖以電子計(jì)算機(jī)為主要手段，通過對(duì)攝影像片的量測(cè)和解析計(jì)算方法的交會(huì)方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測(cè)量產(chǎn)品的一門科學(xué)。解析攝影測(cè)量攝影測(cè)量概述德國Zeiss廠C-100型解析測(cè)圖儀攝影測(cè)量概述基于攝影測(cè)量的基本原理，通過對(duì)所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像進(jìn)行處理，自動(dòng)（半自動(dòng)）提取被攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量數(shù)字影像數(shù)字測(cè)量攝影系統(tǒng)自動(dòng)建立立體模型自動(dòng)量測(cè)和解譯自動(dòng)記錄數(shù)字線劃圖數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖數(shù)字柵格影像圖攝影測(cè)量概述VirtuoZo數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)攝影測(cè)量概述攝影測(cè)量三個(gè)發(fā)展階段的技術(shù)特點(diǎn)攝影測(cè)量概述三、攝影測(cè)量分類航天攝影測(cè)量（>160km）航空攝影測(cè)量(2km-30km)地面攝影測(cè)量(100m-300m)近景攝影測(cè)量(<100m)顯微攝影測(cè)量（1）按距離遠(yuǎn)近劃分?jǐn)z影測(cè)量概述三、攝影測(cè)量分類地形攝影測(cè)量非地形攝影測(cè)量（2）按用途劃分模擬攝影測(cè)量解析攝影測(cè)量（3）按處理手段劃分?jǐn)?shù)字?jǐn)z影測(cè)量攝影測(cè)量概述三、攝影測(cè)量分類航天攝影測(cè)量航空攝影測(cè)量地面攝影測(cè)量水下攝影測(cè)量（4）根據(jù)攝影機(jī)搭載工作平臺(tái)位置劃分?jǐn)z影測(cè)量概述一、航空攝影測(cè)量攝影測(cè)量與遙感乃是從非接觸成像和其他傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達(dá)，通過記錄、量測(cè)、分析和表達(dá)，獲取地球以及環(huán)境和其他物體可靠信息的工藝、科學(xué)和技術(shù)。航空攝影測(cè)量是根據(jù)在航空飛行器上拍攝的像片，獲取地面信息，用以測(cè)繪地形圖的技術(shù)。主要用于測(cè)繪1：1000~1：100，000各類比例尺的地形圖。如使用無人機(jī)作為飛行平臺(tái)，還可測(cè)繪1:500比例尺的地形圖。攝影測(cè)量概述航空攝影測(cè)量主要包含的內(nèi)容：（1）航空攝影測(cè)量外業(yè)航空攝影測(cè)量外業(yè)主要包括像片控制測(cè)量和像片調(diào)繪兩大項(xiàng)內(nèi)容。（2）航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)航測(cè)內(nèi)業(yè)主要包括空三加密（解析空中三角測(cè)量）、像片糾正和立體測(cè)圖三大項(xiàng)工作。攝影測(cè)量概述各種類型傳感器被攝物體影像通過量測(cè)和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM攝影測(cè)量概述攝影測(cè)量4D產(chǎn)品（1）數(shù)字高程模型DEM（2）數(shù)字正射影像圖DOM（3）數(shù)字線畫地圖DLG（4）數(shù)字柵格地圖DRG無人機(jī)的發(fā)展DEM是一定范圍內(nèi)規(guī)則格網(wǎng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)（X，Y）及其高程（Z）的數(shù)據(jù)集，它主要是描述區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布，是通過等高線或相似立體模型進(jìn)行數(shù)據(jù)采集（包括采樣和量測(cè)），然后進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)插而形成的。二、航空攝影測(cè)量成果（1）數(shù)字高程模型DEM無人機(jī)的發(fā)展DOM是對(duì)航空（或航天）相片進(jìn)行數(shù)字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數(shù)字正射影像集，同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征。二、航空攝影測(cè)量成果（2）數(shù)字正射影像圖DOM無人機(jī)的發(fā)展DLG是與現(xiàn)有線劃基本一致的各地圖要素的矢量數(shù)據(jù)集，且保存各要素間的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息。二、航空攝影測(cè)量成果（3）數(shù)字線畫地圖DLG無人機(jī)的發(fā)展DRG是根據(jù)現(xiàn)有紙質(zhì)、膠片等地形圖經(jīng)掃描和幾何糾正及色彩校正后，形成在內(nèi)容、幾何精度和色彩上與地形圖保持一致的柵格數(shù)據(jù)集。二、航空攝影測(cè)量成果（4）數(shù)字柵格地圖DRG攝影測(cè)量概述一、無人機(jī)攝影測(cè)量概述無人機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、起降要求低、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，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(shì)，隨著無人機(jī)與數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于無人機(jī)平臺(tái)的數(shù)字航攝技術(shù)已顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，無人機(jī)與航空攝影測(cè)量相結(jié)合使得“無人機(jī)數(shù)字低空遙感”成為航空遙感領(lǐng)域的一個(gè)嶄新發(fā)展方向。

攝影測(cè)量概述一、無人機(jī)攝影測(cè)量概述無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)以獲取高分辨率數(shù)字影像為應(yīng)用目標(biāo)，以無人駕駛飛機(jī)為飛行平臺(tái)，無需專用起降場(chǎng)地，以高分辨率數(shù)碼相機(jī)為傳感器，通過3S技術(shù)在系統(tǒng)中集成應(yīng)用，最終獲取小面積、真彩色、大比例尺、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的航測(cè)遙感數(shù)據(jù)。攝影測(cè)量概述（1）前期準(zhǔn)備在項(xiàng)目合同簽訂后，應(yīng)充分了解甲方具體需求，完成技術(shù)交底。做好現(xiàn)場(chǎng)踏勘，了解當(dāng)?shù)氐娜宋牡乩憝h(huán)境、氣候特征、交通情況、地質(zhì)地貌特點(diǎn)等，并和用戶進(jìn)行技術(shù)上的溝通，并收集已有成果，為項(xiàng)目實(shí)施提供完整資料。

二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（1）前期準(zhǔn)備航攝設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)測(cè)區(qū)概況、攝影機(jī)選型、攝影比例尺和航高、起降位置、任務(wù)日期和時(shí)間等內(nèi)容做詳細(xì)合理的計(jì)劃安排。同時(shí)，為保證飛行安全，在執(zhí)行航攝任務(wù)前，必須按照相關(guān)規(guī)定向航空管理部門申請(qǐng)測(cè)區(qū)空域飛行許可，申請(qǐng)通過后，必須嚴(yán)格按照飛行計(jì)劃執(zhí)行航攝任務(wù)。二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（2）外業(yè)實(shí)施按照任務(wù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置無人機(jī)及機(jī)載設(shè)備參數(shù)，在執(zhí)行航攝任務(wù)前應(yīng)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試，在確認(rèn)所有檢查項(xiàng)目通過后，方可起飛。

二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（2）外業(yè)實(shí)施做好像片控制測(cè)量工作，像控點(diǎn)是建立立體模型的基礎(chǔ)，像片控制測(cè)量是內(nèi)業(yè)采集的重要依據(jù)。檢查員應(yīng)認(rèn)真檢查像控點(diǎn)的選刺質(zhì)量、整飾質(zhì)量、記錄質(zhì)量、文字說明是否清楚、各項(xiàng)限差是否超限等。目前采用的測(cè)量方法主要有GPS快速靜態(tài)定位法、RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量、光電測(cè)距導(dǎo)線等方法。二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理主要包括影像數(shù)據(jù)預(yù)處理、質(zhì)量檢查、空三加密、DOM制作、影像糾正、影像分幅、地形數(shù)據(jù)采集等工作。二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理其中，空三加密也稱為空中三角測(cè)量，就是在已有外業(yè)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上，為滿足內(nèi)業(yè)測(cè)圖的需要而進(jìn)行的室內(nèi)增測(cè)平面和高程控制點(diǎn)的工作，作用是為糾正和測(cè)圖提供定向點(diǎn)或注記點(diǎn)，提供作業(yè)時(shí)所需要的立體模型。二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理加密結(jié)束后，采集人員在調(diào)出立體模型進(jìn)行全要素采集，生成數(shù)字化原圖。立體測(cè)圖主要有兩種辦法，一種全野外像片調(diào)繪后測(cè)圖的方法，一種是根據(jù)模型全要素采集后，利用采集原圖在外業(yè)對(duì)照、補(bǔ)測(cè)、補(bǔ)調(diào)的方法。二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理加密結(jié)束后，采集人員在調(diào)出立體模型進(jìn)行全要素采集，生成數(shù)字化原圖。立體測(cè)圖主要有兩種辦法，一種全野外像片調(diào)繪后測(cè)圖的方法，一種是根據(jù)模型全要素采集后，利用采集原圖在外業(yè)對(duì)照、補(bǔ)測(cè)、補(bǔ)調(diào)的方法。二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（4）成果提交按照技術(shù)要求對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)加工、轉(zhuǎn)換后入庫存盤，提交用戶進(jìn)行檢查驗(yàn)收，再根據(jù)用戶在驗(yàn)收中提出的問題及處理意見對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，完畢后再提交最終的合格產(chǎn)品。二、無人機(jī)攝影測(cè)量流程攝影測(cè)量概述（1）自然資源確權(quán)與調(diào)查對(duì)水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、海域、無居民海島以及探明儲(chǔ)量的礦產(chǎn)資源等自然資源的坐落、空間范圍、面積、類型以及數(shù)量、質(zhì)量等自然狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。三、無人機(jī)攝影測(cè)量應(yīng)用（2）國土空間規(guī)劃服務(wù)于集成基礎(chǔ)地理、現(xiàn)狀、規(guī)劃等各類數(shù)據(jù)，提供包括數(shù)據(jù)處理、資源瀏覽、專題圖制作、對(duì)比分析、查詢統(tǒng)計(jì)、成果共享等功能。攝影測(cè)量概述（3）基礎(chǔ)設(shè)施工程勘察在電力選線、公路選線、鐵路選線等項(xiàng)目中，利用無人機(jī)測(cè)繪獲取的多種成果，根據(jù)路線基本走向和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地形、地質(zhì)條件、施工條件和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避等因素，通過全面比較，確定最終路線方案。三、無人機(jī)攝影測(cè)量應(yīng)用攝影測(cè)量概述（4）環(huán)境監(jiān)測(cè)無人機(jī)靈活機(jī)動(dòng)、快速反應(yīng)能力，非常適用于河道排污監(jiān)測(cè)、海洋監(jiān)測(cè)、溢油監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、濕地監(jiān)測(cè)、固體污染物監(jiān)測(cè)、海岸帶監(jiān)測(cè)、植被生態(tài)監(jiān)測(cè)等。三、無人機(jī)攝影測(cè)量應(yīng)用攝影測(cè)量概述（5）應(yīng)急救災(zāi)無人機(jī)能夠低風(fēng)險(xiǎn)、低成本完成對(duì)山體滑坡、泥石流、堰塞湖、地震等地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)勘測(cè)任務(wù)。三、無人機(jī)攝影測(cè)量應(yīng)用攝影測(cè)量概述（6）農(nóng)林業(yè)保護(hù)對(duì)土地紋理、作物分類、植被健康/病蟲害、水產(chǎn)養(yǎng)殖、森林覆蓋率、森林火災(zāi)等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。三、無人機(jī)攝影測(cè)量應(yīng)用攝影測(cè)量概述“平民化”無人機(jī)航測(cè)的推廣，將會(huì)使大量原有的測(cè)繪數(shù)據(jù)消費(fèi)者在掌握該技術(shù)后，同時(shí)也成為測(cè)繪數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，自己動(dòng)手豐衣足食，大大提高了工作效率，節(jié)約了社會(huì)資源，增強(qiáng)了應(yīng)用者的職業(yè)技能，有利于促進(jìn)測(cè)繪手段和成果應(yīng)用的進(jìn)一步轉(zhuǎn)型升級(jí)，更好的為國家建設(shè)服務(wù)。四、“平民化”無人機(jī)攝影測(cè)量攝影測(cè)量概述Pix4Dmapper是瑞士Pix4D公司的全自動(dòng)快速無人機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件，該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)自動(dòng)航測(cè)功能的三維建模軟件，軟件集全自動(dòng)、快速、專業(yè)精度為一體的無人機(jī)數(shù)據(jù)和航空影像處理于一體，幫助用戶實(shí)現(xiàn)云計(jì)算功能，快速地生成最精準(zhǔn)的報(bào)告，軟件還擁有自動(dòng)正射影像的功能，從而能夠自動(dòng)進(jìn)行三維建模，有界面友好、操作易學(xué)、高度自動(dòng)化處理的優(yōu)點(diǎn)。（1）Pix4Dmapper攝影測(cè)量概述ContextCapture是美國Bentley公司其前身Smart3DCapture技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的軟件解決方案，能實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單的照片到輸出高分辨率的三維模型，無需任何人工干預(yù)。ContextCapture通過先進(jìn)的攝影測(cè)量、計(jì)算機(jī)視覺和計(jì)算幾何算法實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的影像處理和多類型的成果輸出，這些算法在精度、可擴(kuò)展性、效率、使用、健壯性和互操作性方面滿足了工業(yè)質(zhì)量的要求。（2）ContextCapture攝影測(cè)量概述Photoscan是Agisoft公司出品的一款根據(jù)數(shù)碼照片，將2D圖片轉(zhuǎn)換為3D模型的三維重組軟件。好軟件最大的特色就是他的三維重組技術(shù)，無需設(shè)置任何初始值，用戶只要將多張圖片添加進(jìn)去，軟件便可以自動(dòng)生成真實(shí)的三維坐標(biāo)模型，將二維變?yōu)槿S。另外它還有精確的紋理網(wǎng)格模型重建功能，生成的真實(shí)的高分辨率的三維模型、加密點(diǎn)云和DEM可廣泛用于展示及工程應(yīng)用等，為用戶的工程設(shè)計(jì)和工程操作施工都會(huì)帶來非常大的幫助。（3）Photoscan攝影測(cè)量概述大疆智圖是專為行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)的PC應(yīng)用程序，可控制大疆飛行器（如精靈4系列）按照規(guī)劃好的二維或三維航線自主執(zhí)行航攝任務(wù)，還可進(jìn)行二維地圖重建、三維模型重建、農(nóng)田規(guī)劃等。大疆智圖適用場(chǎng)景廣泛，有助于提高農(nóng)業(yè)植保、搜索救援、消防等領(lǐng)域任務(wù)的執(zhí)行