科普 | 低空无人机航空摄影全流程解析
01
前期准备
项目合同签订以后，技术管理人员应该到测区完成两个任务。
第一项任务是了解甲方需求，完成工程的技术交底。现场进行踏勘，了解当地的人文地理环境、气候情况、交通状况、地质地貌特点、地物复杂程度等，并和用户进行技术上的沟通，确定所要使用的坐标系统、中央子午线、投影面高程、高程系统、基本等高距、图幅分幅规格及图号编排、数据格式等，并询问用户有无规范之外的特殊要求。
第二项任务是收集已有成果及图件，为工程技术设计提供资料。同时向用户收集有关资料：测区基本用图（1：10000、1：50000地形图）测区范围、已有控制点成果（平面控制点和高程控制点）、点之记。随后即可编写技术设计书。
（1）航摄技术设计书与航空摄影
有关资料收集到受益后，摄影公司即可编写航摄技术设计书，根据工程任务挑选合适的摄影仪器，按照合同要求选择合适的摄影比例尺对整个测区进行航空摄影，获取合格的航空摄影像片。
（2）航测内外业技术设计书
根据现场踏勘及技术沟通情况，并依据合同内容，技术科应尽快编写内、外业技术设计，确定整体施工方案，及时安排外业队外出测区作业，这样才能尽快拿出外业成果，提交内业工序作业，这样也才能够保证工期。应该优先完成外业设计，内业设计在内业开工之前完成即可。
02
无人机航拍
测绘无人机航拍小组配备2-3人即可，航拍任务结束后对数据进行检查，合格后即可进行后续的数据处理工作。
（1）判断天气条件
无人机航测，气象条件的好坏是前提。出发航拍之前，要掌握当日天气情况，并观察云层厚度、光照和空气能见度。
（2）到达起飞地点
确定天气状况、云层分布情况适合航拍后，带上无人机、电脑等相关设备赶赴航拍起飞点。起飞点通常事先进行考察，要求现场比较平坦，无电线，高层建筑等，并提前确定好航拍架次及顺序。
（3）测定现场风速
到达现场后，测定风速。必须低于所配备测绘无人机可抗风速，温度适宜。
（4）记录当天日志
记录当天风速、天气、起降坐标等信息，留备日后数据参考和分析总结。
（5）航线规划
A.确定拍照区域能否飞行作业
明确任务区域，有无飞行限制（如机场禁飞区、军事基地等）(此工作也可在书写设计方案时考虑)
B.确定作业区域高差以及地貌类型
通过对区域高差以及地貌判断，确定安全飞行作业高度以及重叠度设置(此工作也可在书写设计方案时考虑)
C.确定基准面海拔
基准面海拔为拍摄面的海拔，若测区地势平坦则输入被作业面海拔即可，若为山区等起伏地形则需跟根据实际情况确定平均海拔。
D.确定地面分辨率
选择合适分辨率进行飞行作业（地面分辨率：指影像上单个像素对应的地面实际距离）
E.确认航线周边安全
要注意外扩部分周边建筑物高度，避免撞山
F.检查航线角度
建议顺逆风飞行，但需要根据实际情况自行判断
（6）飞行监测这个过程主要做三个工作：
①对航高、航速、飞行轨迹的监测；
②对发动机转速和空速、地速进行监控；
③随时检查照片拍摄数量。
（7）无人机降落
无人机按设定路线飞行航拍完毕后，降落在指定地点。手动遥控操作手到指定地点待命，在降落现场突发大风、人员走动等情况时及时调整降落地点。降落位置周边无湖泊水域、高大建筑物，高低压线塔等
（8）数据导出
降落后，对照片数据及飞机整体进行检查评估及导出
03
航飞数据检查
（1）快视拼图制作
利用快拼图制作软件（pix4D\photoscan\dpgrid等）自动计算导出。
（2）快视拼图检查
观察每张航片是否有阴影，云层。纹理的复杂单调与否。如有云层，要查明是否有补飞的航片；检查每条航线之间的航向重叠度，宜为60% - 65%，最小不应小于53%。旁向重叠宜为30%，最小不应小于15%。航线间不得有相对漏洞和绝对漏洞；旋偏角不宜大于2°，个别最大不宜大于4°，在同一航线上达到或接近最大旋偏角的像片不得连续超过3片；航线弯曲度不应大于3%。一条航线最大和最小航高之差不得超过30%，分区实际航高与预定航高之差不应大于航高的5%。
04
控制点
利用快视图布设控制点，主要方式包括：
（1）根据航测区域确定像控点数量
像控点的精度和数量直接影响到航测数据后处理的精度，所以像控点的布设和选择应当尽量规范、严格、精确。
通常情况下，不同翼型的无人机，像控点的布设数量也有所区别。
以六旋翼无人机P560H为例，飞1:1000比例尺的成果，0.3个平方公里布设5个像控点合适。
像控点布设也可采用区域网法布设，航向间隔4条基线。控制点的选择一般遵循以下几点要求：1、选取互相通视视野比较开阔的点；2、选土质比较坚实的土地作为控制点；3、选取不容易被毁的点；4、整个区域分布控制点分布均匀；5、整个区域边缘不能缺点。
（2）野外布设像控点
布设像控点之前要做好准备工作，首先要查看航测区域的地质地貌条件，准备好油性喷漆、标靶板（木板或者做的硬纸板）。
像控点应选在影像清晰的地物点上，当刺点目标与位置不能兼顾时，以目标为主。
测区像控点选择示意图
如上图：确定航拍空域后，利用影像图、电子地图来确定像控点的大概位置和数量。上图中以K1/K5、K3/K7、K4/K8、K2/K6、K9/K10 （即测区要求的成果四角和中间位置）五个像控点来控制0.3平方公里左右区域。
（3）控制点的选择
a.做点的地方尽量是平坦、水平的，不要选有高差的斜坡上。
b.做点的地方如果有高差，比如楼房的楼顶角上，而航拍会产生高楼的阴影角度，不能测楼角的楼下的坐标作为像控点坐标。
c.测点的位置要与内业人员核对，不能测中心位置，刺点确实选的边角上。
d.尽量利用已有的地面标识来做像控点，比如斑马线、人行道等在航拍照片上清晰可见的地方。
05
外业控制点测量
航测外业主要包括基础控制测量、像片控制测量、像片（纸图）调绘、碎部测量（野外补充测量）。外业成果是整个航测工程的基础资料，外业成果的可靠与否直接影响整个工程的质量,一定要严格按照技术设计作业。
1、基础控制测量
一般情况下，测区已有高等级的控制点数量有限，分布也不是很均匀，难以满足航测成图要求，这就要求适当加密一些基础控制点，在此基础上再进行像片控制测量和碎部测量。目前基础控制测量主要采用GPS快速静态定位方法或光电测距导线测量。测量完后一定要认真检查原始观测记录手簿，没有错误方可进行计算，一定要确保测量成果的精度合乎规范要求。
2、像片控制测量
像控点包括平高点、平面点、高程点三种。要建立立体模型，必须以像控点为基础，因此像片控制测量是内业采集的重要依据。目前采用的测量方法主要有GPS快速静态定位法、RTK实时动态定位测量、光电测距导线等方法。检查员应认真检查像控点的选刺质量、整饰质量、记录质量、文字说明是否清楚、各项限差是否超限等。
3、碎部测量
为了保证工期，再调绘之前也可进行碎部测量，主要是对隐蔽地物、被遮挡的地物、新增地物及部分高程注记点的测量。一般情况下，碎部测量和调绘是同时进行的，有时候也和控制测量同时进行。
4、像片调绘
在中小比例尺航测成图中一般使用像片调绘的方法。航片虽然内容丰富，但毕竟不同于地图，因为在航片上有很多地形图上不必要的影像，如汽车行人等，也不能全部反映出地形图所需要的一切地物，如水井、路碑、各种检修井等，也有一些摄影后因人类经济活动和自然力量所引起的变化，同时在像片上也没有任何注记和说明，所以，为了获取编制地形图必要的资料，就必须进行像片调绘。所谓像片调绘，就是在航摄像片上，根据构像的规律和特点，识别出地面上相应物体的性质和数量，把像片上所有必要的地物和没有在像片上显示出来的重要的隐蔽地物和地貌元素，在野外调查补测绘出，并且适当地加以综合取舍，用正确的图例符号表示出来，再把这些内容编制在地形图上。检查员对调绘像片要进行100％的检查，并做好检查记录。主要检查地图要素综合取舍是否合理，主要地物地貌及主要名称注记有无遗漏，符号运用是否合理，像片整饰是否清晰像片之间、测区外围接边情况等。
06
内业处理
随着内业软件的不断升级，基本上处理已不断的趋近于自动化和智能化，先绘制一个最详细的流程图，帮助大家掌握内部自动化处理的步骤。
航测内业工作主要包括空中三角测量、内业数据采集、编辑、数据入库转换、影像图制作等工作。
（1）空三加密
首先要把测区需要的所有影像输入计算机，后面才能依据外业控制成果进行空三加密。空三加密也叫空中三角测量，就是在已有外业控制点的基础上，为满足内业测图的需要而进行的室内增测平面和高程控制点的工作。其任务就是为纠正和测图提供定向点或注记点，提供作业时所需要的立体模型。
（2）内业数据采集
加密结束后，采集人员既可在网上调出立体模型进行全要素采集，生成数字化原图。立体测图主要有两种办法，一种全野外像片调绘后测图的方法，一种是根据模型全要素采集后，利用采集原图在外业对照、补测、补调的方法。采集数据时一定要认真判读，测标要切准，地物不能测变形，否则不但给外业工作带来很多麻烦，也会直接影响最终数据的精度。检查员要重点检查采集有无遗漏、综合取舍情况及切准精度，并填写检查记录。
a.先调绘后测图
作业员在采集时，要认真参照调回片上的所有内容，在立体模型下仔细辨认、采集。原则上是外业定性（附带定位），内业定位。如果外业确
实有误时，经检查员和外业雕绘人员确认后，内业可根据模型影像进行改正，并在调回片背面加以说明，填写日期。测绘地物地貌元素时要做到无错漏、不变形、不移位。
b.先采集后调绘
按照模型先进行全要素采集，后面再利用采集原图在野外调绘。这个方法对采集作业员要求较高，应该具备一定的外业工作经验，这样才有把握判准地物、地貌元素，按图式要求直接测绘在图上，对无把握判准的地物地貌元素，只能采集外轮廓由外业处理。对模型不清的地物无法定位时，在相应位置上标记，如“A”，由外业补调。对于隐蔽地物及无影像的地物有外业现场补调。
(3)内业编辑
内业编辑就是把外业调绘的所有内容按照图式规范准确地表示在地形图数据上，具体的就是按照外业调绘图上所标注的尺寸修改采集原图，把图上所调绘的各种名称注记按规定的字体、大小、排列标注在数据图上，并严格按照设计规定的层、色、线型、线粗表示，以满足用户的数据入库要求。另外还有控制点的整饰和注记，图廓的各种注记等。检查员要对编辑数据图全面检查，填写检查记录。
(4)数字高程模型（DEM）
DEM有两种方式获取，第一种，直接利用DLG成果提取，第二种利用加密成果，经过软件匹配，生成粗DEM后，经人工编辑后获得。
(5)影像图制作（DOM）
影像图制作就是利用数字高程模型（DEM）对以数字方式获取的航空像片（或航天像片），经数字微分纠正，数字镶嵌，再根据图幅范围剪切成的影像数据。
(7)质检检查
质检一般是采用抽查（15%）的方式检查成品图的质量情况。检查中发现有不符合图式规范及技术设计要求的产品时，应及时提出处理意见，让相关人员进行改正。当问题较多或者性质严重时，将产品直接退回作业单位（人员）要求返工或返修，处理完毕后再进行检查，直至合格。检查过程中除了填写检查记录外，还要编写最终产品的检查报告。
(8)提交最终成果
产品合格后即可按技术要求对最终产品进行数据转换入库，转换完毕后刻录数据光盘，提交用户进行检查验收，再根据用户在验收中提出的问题及处理意见对数据进行修改，完毕后再提交最终的合格产品。
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