无人机测绘.doc

无人机测绘
产品及应用说明书

东莞市易飞无人机科技有限公司
2018年6月

1 产品简介
倾斜摄影仪X50集成了一个正射和四个倾斜相机，适用于电动多轴无人机执行倾斜摄影任务，所采集的影像数据可用于生产高精度实景三维地图和传统二维地图。

图1 相机外观效果图

图2 相机外形尺寸图

图3 三维实景应用地图

2 产品特点

2

l 双拔插智能电池设计
l USB加密影像数据读取
l 曝光信号防干扰设计
l 设备故障自检功能
l 快拆挂载设计
l 不锈钢钢丝减震设计
l 配备可拆UV镜
l 整机IP54防水防尘等级
l 模具化生产
l 影像分辨率可满足1：500航摄规范要求
无人机航拍测绘具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。特别适合获取带状地区航拍影像（公路、铁路、河流、水库、海岸线等）。且无人驾驶飞机为航拍摄影提供了操作方便，易于转场的遥感平台。起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易。
      小型轻便、低噪节能、高效机动、影像清晰、轻型化、小型化、智能化更是无人机航拍的突出特点。

图4 无人机测绘地形图

倾斜摄影仪 技术规格书 版本：A3

3 设备规格参数
3.1 倾斜摄影仪尺寸重量
1) 尺寸：φ255mm×190 mm；
2) 重量：2.4 kg
3.2包装箱尺寸重量
1) 尺寸：长：350mm宽：330mm高：260mm；
2) 重量：3.1 kg
3.3倾斜摄影仪规格参数
1) 作业高度：80m~1000m
2) 作业速度：0~22km/h
3) 传感器：CCD
4) 、传感器尺寸：23.2mm×15.4mm
5) 像元物理尺寸：4.25um
6) 最短曝光间隔：2s
7) 镜头焦距：16/20mm （正摄16mm，侧视20mm）
8) 总像素：大于1×108(px)
9) 侧视镜头倾斜角：45°
10) 存储器总容量：160 GB
11) 使用温度：-10℃~+40℃
12) 存放温度-20~+50℃
13) 环境湿度：≤95%
14) 曝光方式：定点曝光
15) 供电方式：可拔插式电池供电
16) 开机方式：统一开关机
17) 相机复开功能：系统对相机有复开机功能
18) 模块化：电池模块化设计，双备份智能电池，自带充电接口
19) 监控管理：电量、曝光信号和相机状态检测并有LED灯显示
20) 数据加密读取：统一mini USB接口读取，加密读取待升级
21) 信号兼容：离散电平\PWM定点信号
22) 分辨率：2cm~12cm
23) 拍摄时长：80分钟（4秒/张，双电池）
24) 满电待机时长：10天(关机静止待机)

4 作业参数
表1 飞行效率（焦距16mm）
飞行高度（m）
分辨率（mm）
航向相幅（m）
旁向相幅（m）
重叠度70%
航向间距（m）
旁向间距（m）
80
21
77
116
23
35
150
40
145
217
43
65
300
80
289
435
87
130
400
106
386
580
116
174

表2 飞行效率（焦距16mm）
飞行高度（m）
分辨率（mm）
航向相幅（m）
旁向相幅（m）
重叠度75%
航向间距（m）
旁向间距（m）
80
21
77
116
19
29
150
40
145
217
36
54
300
80
289
435
72
109
400
106
386
580
96
145

表3 飞行效率（焦距16mm）
飞行高度（m）
分辨率（mm）
航向相幅（m）
旁向相幅（m）
重叠度80%
航向间距（m）
旁向间距（m）
80
21
77
116
15
23
150
40
145
217
29
43
300
80
289
435
58
87
400
106
386
580
77
116

5 无人机测绘简介
      无人机测绘是以无人驾驶飞机作为空中平台,以机载遥感设备,如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。

     为适应城镇发展的总体需求，提供综合地理、资源信息。正确、完整的信息资料是科学决策的基础。各地区、各部门在综合规划、田野考古、国土整治监控、农田水利建设、基础设施建设、厂矿建设、居民小区建设、环保和生态建设等方面，无不需要最新、最完整的地形地物资料，已成为各级政府部门和新建开发区急待解决的问题。
 我们用遥感航拍技术准确地反映出地区新发现的古迹、新建的街道、大桥、机场、车站以及土地、资源利用情况的综合信息。遥感航拍技术是各种先进手段优化组合的新型应用技术。
      无人机航拍技术以低速无人驾驶飞机为空中遥感平台，用彩色、黑白、红外、摄像技术拍摄空中影像数据；并用计算机对图像信息加工处理。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术。

6 工作流程

7 布设并测量外业像控点
　　像控点是摄影测量控制加密和测图的基础，其布设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规范、精确：
　　①选择像控点时，应选择地形测量通视良好且可以明确辨认的地物点和目标点。
　　②布设的标志应对空视角好，避免被建筑物、树木等遮挡。
　　③黑白反差不大，地物有阴影以及某些弧形地物不应作为控制点点位目标。

7.1规划飞行航线
本次飞行区域内共布设6个像控点和4个检核点，并采用西安80坐标系和1985国家高程基准对其进行测量。
　　飞行航线规划的主要目标是依据地形信息和执行任务的环境条件信息，综合考虑无人机的性能、到达时间、耗能、威胁以及飞行区域等约束条件，利用AscTec Navigator软件规划出一条或多条自出发点到目标点的最优或次优航线，保证无人机高效、快速地完成飞行任务。

图7.1 AscTec Navigator软件航线规划
　　本区域长350米，宽240米，两次飞行共十条往返航线，飞行高度80米，航向重叠75%，旁向重叠60%，地面采样间距11.18毫米，航拍照片数量384张。
　　7.2航空摄影测量
选择能见度>3000米，风力<5级的气象条件执行飞行航测任务。在航测过程中，全程监控多旋翼无人机平台的飞行轨迹、GPS信号强度、电量、高度、速度、姿态及其他参数，保证飞行的安全及数据的可靠性。

7.3内业作业流程
　　(1)利用Agisoft PhotoScan后处理软件对两次飞行任务航摄影像进行照片对齐、刺点空三解算得出密集点云数据、数字高程模型、数字表面模型及数字正射影像图。经检查4个检核点，平面和高程误差均在2厘米以内。

图7.2 Agisoft PhotoScan软件界面

　　(2)利用Virtual Surveyor软件对DEM和DOM文件建立三维模型。

图7.3 Virtual Surveyor软件建立三维模型
(3) 利用VS软件中的计算体积功能，实地最低高程为1560m，将地形偏移水平面高程设置为1550m，进行挖方“体积计算”，并“修改地形”。如下图。

图7.4 Virtual Surveyor进行第一次挖方量计算

图7.5 Virtual Surveyor软件进行第二次挖方量计算

无人机测绘是传统航空摄影测量手段的有力补充，是地理信息数据采集手段向着更加快速高效精准目标的一种飞跃。开展无人机测绘，是提升测绘地理信息服务保障能力，促进测绘地理信息事业转型升级的迫切需要，也是推进智慧城市建设和应急测绘保障能力建设的重要保障。
无人机航摄测绘大比例尺地形图生产应用，作业效率比传统测量模式有大幅提高，有效提高生产效率，缩短生产周期，加快了内、外业数据成产的一体化作业流程。满足了项目建设快速完成测绘任务的要求，为大比例尺地形图快速测绘提供了新的技术手段。
随着数字城市、智慧城市建设的全面发展，城市规划及建设对地形图的需求与日俱增，且更新周期越来越短。低空无人机航摄系统，凭借低空作业、机动灵活、高分辨率、高精度、高效率、低成本等特点，已广泛应用于城市规划、低空航空摄影、应急测绘、环保监测、工程勘察等领域。随着无人机航摄技术的不断成熟，续航能力、飞行稳定性、小像幅等缺点也将逐步得到改善，使其有更广阔的应用前景和优势。
8 注意事项
1) 飞行面积与飞机续航时间、相机工作时间、飞行高度有关；
2) 产品使用须遵守国家相关法律法规；

3