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翻转地球?不是!是用无人机玩转“4D”

引言
航测内业“4d”产品生产技术的发展“4D”产品(数字高程模型DEM、数字正射影像图DOM、数字线划图DLG、数字栅格图DRG)是地理信息的重要表达形式,是测绘为社会提供服务的基础,并成为国民经济建设部门进行决策、管理、设计、规划的主要依据,是我国解决人、资源、环境和灾害等重大社会持续发展面临问题的基本信息手段。摄影测量技术发明以后就成为测绘生产的主要手段,当前已由模拟摄影测量阶段经解析摄影测量阶段全面发展为数字摄影测量阶段。引起数据源、生产过程、最终产品等全部为数字形式,故称全数字摄影测量。全数字航空摄影测量内业生产,已经成为生产“4D”产品的主要手段。
其中,DLG(数字线划图)是现有地形图上寄出地理要素分层存储的矢量数据集,既包括空间信息也包括属性信息,能进行空间信息的分层于叠加,提取属性数据,根据矢量对象查询属性或根据属性查询矢量对象,数据易于更新与编辑和创建专题性和绘制专题地图等。该产品较全面地描述地表现象,目视效果与同比例尺一致但色彩更为丰富,满足各种空间分析、决策。其中部分地形核心要素要作为数字正射影像地形图中的线划地形要素,可用于建设规划、资源管理、投资环境分析等各个方面以及作为人口、资源、环境、治安等各专业信息系统的空间定位基础。
近些年来,随着计算机技术、网络技术及信息获取与处理技术等相关技术的飞速发展,DLG产品的生产技术也有了不断的提高,与生产相关的方面,如数据获取手段、空中三角测量、质量控制、生产管理等,在技术上也都有不同程度的进步。
采集设备
威特PPK无人机
数据获取方面以往都依赖于航空遥感和卫星遥感数据,其中航空遥感机动性差,费用昂贵,对气象条件要求苛刻;卫星遥感周期比较长,数据分辨率低,成图比例尺小,成本高,随着电子技术的飞速发展,小型无人机在远程遥控、续航时间、飞行品质上有了明显的突破,成为近几年新兴的遥感手段,轻小型无人机因其获取影像机动灵活、影像分辨率高、成本低等优势,成为传统航空摄影测量手段的有效补充。
数据处理
测区位置
传统的线划图制作方法如下:
1)数字摄影测量、三维跟踪立体测图。
2)解析或机助数字化测图。
3)对现有的地形图扫描,人机交互将其要素矢量化。
4)在新制作的数字正射影像图上,人工跟踪框架要素数字化。
5)野外实测地图。
本案例是基于倾斜摄影测量的数据,用EPS软件进行裸眼测图的案例分享。倾斜摄影测量的数据有许多的好处,比如浏览速度快、数据加载快、数据精度高、数据真实性高、人员成本低、数据获取耗时短等等,但是单体化是倾斜摄影测量应用的一大问题,倾斜摄影数据是一个整体,不像简单模型那样是一个或者同类对象组成的,所以咱们想要倾斜模型像简单模型那样能够进行查询、分析和编辑等功能,就需要单体化。而EPS则是用矢量化的方式来进行,实现了数据的单体化,打通了基于三维的倾斜摄影与基于二维的矢量数据采集的通道,实现三维和二维GIS的完美一体化。
无人机选型
运输携带非常方便,同时配备运输箱及背包,方便运输安全,执行项目轻便(一人背包步行即可);
从起飞到降落,全自动执行任务,无需专业飞控手;
飞行场地要求极低,可在复杂地形起降,例如:狭窄空间(森林)、丘陵地带和岩石地带(露天矿)任何地方降落;
垂直起飞,无需手抛,无需弹射;
垂直降落,无需腹部降落、无需撞网降落、无需降落伞;
使用 WingtraPilot 任务规划软件在平板电脑进行直观的任务规划。
控制点布设

像控点分布
●布点策略:区域网布点;
●像控点间距:400米以内,对于大面积耕地或特殊困难地区像控点间距进行适当放宽;
●像控点布设数量:58个。
数据采集
航线设计
●设备:Wingtra无人机;
●航飞设计:交叉飞行,航摄架次高差设置为50米;
●航摄时间:上午10:00至下午11:30之间;
●相对航高:230米左右;
●航飞重叠率:航向重叠度为75%,旁向重叠度为65%;
●航飞数据检查:照片成像清晰,无大面积云影、烟和反光、污点等缺陷,满足影像质量要求,可直接用于实景三维建模环节。
采集和编辑
EPS软件环境
在EPS软件平台三维测图模块加载实景三维模型和正射影像数据,采用二三维联动一体化测图模式进行数据的采集和更新。
局部线划图成果
结论
使用基于威特无人机获取数据重建三维模型的地形图测绘方法,采用EPS软件平台三维测图模块通过双屏模式同时加载实景三维模型数据和正射影像数据,二三维联动一体化进行地形图测绘。以实景三维模型数据和正射影像为源数据,使用威特无人机多视角作业,不仅作业效率有所提升,而且可脱离立体采集,大大降低了对作业人员的操作要求。

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