【干货】航测必备基础知识，看这篇就够了！

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怎么用无人机把测绘干的更有档次？！

在不同的行业中应用测绘技术手段

熟练掌握测绘的应用场景

理解并掌握大疆测绘类产品的特性

并能独立设计开展航测项目

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解决方案必备航测基础知识 

                                认识测绘

测绘：测量、绘图 是指自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图。

测绘装备变革史

航测和模型是什么关系？

航测的主要成果：

传统4D产品： 

DOM（Digital Ortho Map）:数字正射影像 

DEM（Digital Elevation Model）:数字高程模型 

DLG（Digital Line Graphic）：数字线划图 

DRG（Digital Raster Graphic）：数字栅格图

新型测绘成果：

DSM（Digital Surface Model）：数字表面模型 

Point Cloud：密集点云 

Texture Mesh：实景三维模型

（注：红色部分为大疆智图能直接生成的）

二维三维模型能够被照片或全景照片代替？

                               模型生产

模型生产原理及作业流程

（1）模型生产的基本教学模型

（2）模型结构

密集点云 ➝ 不规则三角网 ➝ 白模 ➝ 三维模型

（3）三维模型生产原理

如何由照片得到三维模型

多视角照片获取➝特征点提取➝三角运算➝位姿校正➝生成点云➝三角构网➝纹理映射➝三维模型

（4）二维模型生产原理

正射影像如何生成

（5）航测的工作流程

成果要求中经常提到的概念

航测相关基础概念介绍

（3）控制点和检查点

（4）精度

绝对精度：地图上的点坐标与其在世界坐标系下坐标的差异——点的位置 

相对精度：地图上两个点之间距离与实际具体的差异——两点的距离 

• 如何提升建模的绝对精度？——把画牢牢的钉在墙上 像控点

• 如何定量的评价建模的绝对精度？——画挂好后再拿一个钉子去比对，看看会不会没有铺平检查点

（5）1：500

（6）常见的坐标系与投影

为什么需要做投影？

照片和全景照片，无法替代三维和二维模型。目前大部分成熟的应用（如地图），均是在二维层面上开展的，只有三维模型，应用不是很方便，测量也不直观。

为什么会有那么多不同的投影？

将球体拍平成一个平面，一定会有变形。各地区为了使得自身所在区域变形最小，就衍生出不同的坐标系与不同的投影方式。

常见的投影有哪些？

• CGCS2000 

• WGS84

• 高斯-克吕格投影

• UTM投影

（7）不同的高程系统

大地高

点位沿椭球面的法线至椭球面的高度称“大地高”， 又名椭球高；GPS读出的高度是大地高。

海拔高

点位沿铅垂线至大地水准面的高度称海拔高，也叫做正常高；地形图上标出的高度是海拔高。

85高

国内测绘成果均要求高程系统为85海拔高，即以青岛验潮站1952年～1979年的潮汐观测资料为依据测算的黄海平均海面为起算依据。85高与椭球高差异值最大可达100米以上，且85高与椭球高的高程异常值属于涉密文件。

*测绘成果要求的高程均为海拔高。

如何生产一个高精度的模型

拍照点S1、S2的位置要准确

•飞机的位置要准确——GNSS、RTK、PPK

• 位置要补偿到CMOS中心——位置补偿 

• 保存的位置得是曝光中心时刻的位置——时间同步

a1和a2所在的照片有什么特点？

• 同时看到A的照片——重叠度 

• 平整的照片——畸变 

• 不割裂的照片——全局机械快门

生产合格的模型之外业篇

（1）获取准确的飞机位置

GNSS（全球导航卫星系统）

• 北斗卫星导航系统

• GPS

• 伽利略卫星导航系统

• 格洛纳斯

RTK定位技术

实时动态差分技术，能够在野外实时得到厘米级定 位的位置信息。

PPK定位技术

PPK 是一种获取厘米级定位精度信息的后处理差分技术，相对于 RTK （Real time kinematic ）实时差分定位而言 ，PPK 可以将移动端和基站端的数据分别记录下来，进行后处理差分，因此不受限于基站与移动站间的通信链路与协议。

RTK与PPK的不同点

 RTK是实时定位，PPK需要后处理；

 RTK需要遥控器跟基站、飞机实时连接，PPK不需要；

 RTK解决不了飞机与遥控器信号遮挡的问题，PPK可以；

 RTK可以准确的进行航点飞行，PPK不行。

（2）获取准确的CMOS中心位置

时间同步

相机、云台、飞控、RTK之间实现微秒级时间同步，输出微秒级曝光中 心时刻

位置补偿

实时进行飞机姿态、云台姿态、相机本身的位置补偿，每张照片均直接输出厘米级精度的CMOS中心位置

（3）获取有重叠度的照片

（4）获取“不割裂”的照片

快门与果冻效应 

卷帘快门在拍摄相对移动的物体时，会产生明显的果冻效应； 

全局快门能有效降低果冻效应； 

相同条件下测试，P4R使用机械快门（全局快门）的绝对精度会是使用卷帘快门的10倍；

如何生产一个高精度的模型

获取准确的a1、a2

• 如何分辨雕像的眼睛？——特征 

• 图像中的描述特征的点——特征点

S1可能不是照片的像素点中心位置

• 光轴不统一——相机位置修正

实际航拍将有不止2张照片看到A

• 多条射线如何相交于一点——相机姿态调整

生产合格的模型之内业篇

（1）相机位置和姿态

（2）空中三角测量

空三

空中三角测量。以视觉的重投影残差最小化为目标，在一定的先验条 件下，求解相机成像时的位置和姿态。

空三成果

平差后相机曝光中心的准确位置跟成像姿态（即POS数据）

（3）空三成果

内参

与相机自身特性相关的参数，主要包括相机的焦距、像主点偏移量、 畸变系数等。就精灵4RTK而言，在照片XMP信息中写入fx,fy,cx,cy,k1, k2,p1,p2,k3共9个内参数。

外参

相机的位置和姿态文件称之为外参，每一张照片的外参均不相同。

（4）模型的后续应用

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来源：ChinterGeo

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