大疆无人机航测实测教程：航线规划、像控点布设、刺点、成图（附航测练习数据下载）

本篇的主要目的是为了帮助初学者，简单易懂的学习大疆无人机航测的具体流程和操作方法。将真实案例，实测数据提供给大家用来研究。

 无人机航测具有机动灵活、高效快速、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点。近年来，无人机行业发展迅猛，随之衍生的新兴行业对传统行业产生强大冲击。在农林植保、电力巡线、空中监察、影视航拍、航空测绘、公安反恐、高速巡检、无人机编队表演等广泛应用。

作为传统测绘从业者，深知测绘行业之艰辛。希望通过本篇的学习，能够帮助大家在野外作业时减轻工作量，加快作业效率。时代在进步，科技在发展。我愿意和大家一起到中流击水，浪遏飞舟。

无人机航测系统配置及流程图（多旋翼版）

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外业子系统

硬件	软件
大疆精灵4Pv2.0	ipad或手机	RTK	Altizure航线规划软件

补充说明：Altizure软件及其网站因为公司运营原因已在2020年底正式关闭，软件依然可以使用但是不再更新，未下载的可以在网上搜索到免费安装包。

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内业子系统

硬件	软件
高性能电脑	Pix4dmapper（正摄影像和点云）	CC(三维建模）	EPS（三维测图）	Global mapper（点云分类及影像分幅）

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航测流程图

1. 制定飞行计划

2. 现场踏勘及航线规划

3. 实施飞行

4. 像控点采集

5. 外业成果检查与处理

6. 内业出正射影像、三维模型

测区概况

测区对象为西华师范大学新校区一期，范围包括校门、美术楼、图书馆、教学楼、办公楼、化工楼、校医院、篮球场。

南充市位于四川盆地东北部，地处嘉陵江中游，介于北纬30°35'~31°51'，东经105°27'~106°28'之间，西华师范大学就座落于南充市郊的西山脚下。西华师大新校区是世纪之交时学校征地所建，由同济大学建筑设计研究院规划与设计，占地2000余亩，建筑面积90余万平方米。

航线规划

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航线规划软件介绍

Altizure深圳珠科创新技术有限公司开发的一款免费的实景三维建模软件，具有自动规划航线功能。因为公司运营的问题，软件不再更新，网站也已关闭，需要的朋友可以在网上下载旧版本继续使用。推荐大家使用另外的免费航线规划软件  Pix4dcapture、航飞精灵、DJI GS PRO等，操作流程和设置大同小异，可以参照以下操作。

不同比例尺正射影像（DOM）与地面分辨率（GSD）之间的关系
正射影像 比例尺	地面分辨率 单位：cm
1：500	≤5
1：1000	8 ～10
1：2000	15 ～20

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航线参数设置

2.1范围线

此次测区范围为392m x 390m,平均高程约为245m。使用Altizure航线规划软件ios版，此版本还具有导入kml功能，将测区的kml导入APP，能够更合理的规划航线，节省电量等。

2.2飞行高度

测区相对高差在40米左右，为了保证飞行安全和满足精度要求，将飞行高度设置为100米。

飞行高度（H）和地面分辨率（GSD）的关系式与对照表(精灵4P相机）
H=f×GSD/a 式中，H为相对航高，f为摄影镜头的焦距，GSD为影像的地面分辨率，a为像元尺寸的大小。
地面分辨率	2cm	3cm	5cm	10cm	15cm
飞行高度	73米	109米	182米	365米	547米

2.3重叠率

航向重叠率一般设置在80%左右；旁向重叠率通常设置范围为60%-80%，需要三维建模请选择高重叠率来确保模型质量。本次测区我们将航线重叠率设为85%，旁向重叠率设为80%。（如果只出正摄影像，可以根据要求适当提高飞行高度和降低旁向重叠率，能够扩大作业范围，提升作业效率）

2.4航线

出正摄影像只需要飞第一条航线（镜头垂直向下），建立三维模型需要飞完五条航线，也有飞环形航线提高效率节约时间的。

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构架航线

构架航线又叫作控制航线，主要是指在测区范围内加飞的若干条与测图航线近似垂直的航线。其主要作用是在基本航线的两端起到控制点的作用，减少测区内地面外业像控点的布设工作量，增强区域网模型之间的连续性，提高加密平差精度。

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飞行安全

注意测区是否属于禁飞区，测区内有无高层建筑物，信号塔，高压线，以此来确定合理的飞行高度。选择地形平坦，开阔，相对位置较高的地方（如小山丘，平房楼顶）作为起飞点，并且起飞点需要考虑航线最远处的信号传输问题。合法飞行，申请空域！

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实施飞行

起飞前，先用DJI GO 4 连接无人机，检查飞行器状态，刷新返航点（重要）。飞行中，应该走到空旷的无遮挡的地方将遥控器天线对准飞机的位置，以防止断开信号，导致无人机中断任务返航。

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成果检查

手工筛选掉漏浆，方向不对，相机过曝、欠曝等不符合要求的照片。大疆无人机拍摄的照片自带pos信息（wgs84坐标系统），右键属性→详细信息可以查看照片经纬度及其它信息。

照片成果统计表
航线	第1条	第2条	第3条	第4条	第5条	合计
照片数（张）	401	422	443	434	434	2134

像控点

像控点是摄影测量控制加密和测图的基础,因此,野外像控点目标选择的好坏和指示点位的准确程度,直接影响成果的精度。本测区采用CGCS2000坐标系统，高斯三度带投影，中央子午线为105°，高程系统为1985高程。

坐标系	地心坐标系	参心坐标系
椭球名称	WGS84	CGCS2000	Xian80	Beijing54
单位	经纬度	经纬度	经纬度	经纬度
常用投影方式	高斯投影或UTM	高斯投影	高斯投影	高斯投影
单位（投影后）	米	米	米	米
鉴于在坐标系定义和实现上的比较，我们可以认为,CGCS2000与WGS84(G1150)在同等情况下是相容的；在坐标系的实现精度范围内,CGCS2000与WGS84(G1150)坐标是一致的。

中央子午线对照表（高斯3度带）未注明的按规律依次类推
带号	中央子午线	经度范围（度分秒）
31	93°	91°30′～ 94°30′
32	96°	94°30′～ 97°30′
33	99°	97°30′～ 100°30′
34	102°	100°30′～ 103°30′
35	105°	103°30′～ 106°30′
36	108°	106°30′～ 109°30′
37	111°	109°30′～ 112°30′
小技巧：查看南方RTK机头显示屏，或者打开手机指南针，还可以打开奥维地图，查看当前经纬度，对照表格就可以找到当前中央子午线。

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像控点的布设位置

1.1一般是在测区的四个角和中间位置（但不要太靠近边缘，以免拍不到）。

1.2如果需要多架次飞行或者带状测区的，尽量保证不同架次之间的重叠区域有像控点。

1.3理论上像控点最低要求为三个，但是建议做五个以上（三个点只能组成一个三角形，而五个点却可以组成十个三角形）。测区越大，需要布置的像控点越多。

A.预铺设法

飞行前在测区范围内预先铺设像控点，常见的有标靶，油漆，石灰等。

B.后采法

 在飞行任务完成后，通过拍摄的照片来寻找地面特征点作为像控点（如：公路叉，水泥坝，停车线）。

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实地采集

因为本次测区地面特征点较多，所以使用后采法采集像控点，个数为五个，均匀分布于测区。用RTK多次采集地面特征点，取均值。当然以上两种方法可以同时使用，效果更佳。

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像控点成果处理

RTK采集的数据一般导出为南方cass格式dat文件，而pix4dmapper软件要求的是txt,scv文件。

RTK导出的dat格式（需编辑后才能使用）
点名	编码	东坐标（X）	北坐标(Y)	高程(H)
1	xk01	601972.786	3411496.648	240.505
pix4dmapper软件对应的txt格式（成果）
像控点编号	东坐标（X）	北坐标(Y)	高程(H)
xk01	60***2.786	341***6.648	240.505
xk02	60***0.937	341***5.074	243.901
xk03	60***3.229	341***4.993	241.455
xk04	60***0.186	341***0.929	248.396
xk05	60***8.643	341***8.575	247.791

新建TXT文本文件复制粘贴数据，得到我们需要的txt格式的像控点文件，当然你也可以使用scv格式。

正射影像生产

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Pix4Dmapper软件介绍

Pix4Dmapper来自于瑞士的pix4d公司，是集全自动、快速、专业精度为一体的无人机数据和航空影像处理软件。Pix4Dmapper无需专业知识，无需人工干预，即可将数千张影像快速制作成专业的、精确的二维地图和三维模型。   

此次教程使用Pix4Dmapper试用版，其它常用出正摄软件还有Photoscan  UASMaster 等。

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建立工程

2.1打开软件，建立一个新项目。

2.2导入照片，点击下一步

可以选择照片，也可以直接选择路径。

2.3图片属性，默认就好，点击下一步（pos信息也可以从文件中导入，比如上ppk的固定翼的pos信息）

2.4选择输出坐标系

选择输出坐标系时，一定要注意和像控点坐标系保持一致。如果像控点坐标系和你需要的成果坐标系不一样，那么需要进行坐标转换。如果像控点是独立坐标系，则选择任意坐标系。

2.5选择模板

选择标准模板下的3D Maps出高质量正摄影像图。在野外作业时，为了现场检查图像的质量，是否需要补拍等，通常的经验是选择快速检测出一个低质量的快拼图，以此来检验。

2.6处理选项

第一步 初始化处理

第二步 点云和纹理

第三步 DSM，正射影像和指数

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像控点刺点

3.1平面刺点法

平面刺点法的适用范围（满足一种即可）
A.在第一步初始化处理前	B.当使用没有GPS信息的图像时	C.当使用本地坐标系时

点击项目→GCP/MTP管理→导入控制点→选择txt文件→OK→平面编辑器

选择要刺的像控点→点击要刺的照片→单击刺点（每个像控点一般刺5-10张）

刺完后点击ok,开始运行程序第一，二，三步直接出成果。

3.2空三射线刺点法

空三射线刺点法适用于第一步初始化处理完成后，可以进行快速并精确的刺点。（推荐使用方法）

点击项目→GCP/MTP管理→导入控制点→选择txt文件→OK→空三射线编辑器

选择要刺的像控点→单击照片刺点→使用→重新匹配并优化

重新匹配并优化完成后→运行第二，三步直接出成果。

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质量报告

每一个步骤完成，都会生成一个质量报告。需要注意的有以下几个地方：

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成果

5.1点云

找到点云文件，用Global mapper打开点云，可以进行点云自动分类、抽稀，出等高线等。

5.2等高线

用Pix4d生成dxf格式的等高线，使用南方cass软件打开即可。

5.3正射影像

用Pix4d生成的正射影像为tif格式，自带坐标信息。打开南方cass软件，加载影像导入CAD插件，直接打开即可。

写在最后

我们将提供教程里涉及的所有原始文件，其中包括相片（五个方向）、像控点坐标文件来帮助大家学习研究。

老规矩

数据下载

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