• 1、無人機(jī)飛行軌跡能制作圖嗎

1、無人機(jī)飛行軌跡能制作圖嗎

目前，無人機(jī)激光雷達(dá)和攝影測量成像應(yīng)用正在快速增長。這其實(shí)并不奇怪，因?yàn)榕c使用配備了攝像測量設(shè)備的飛行器相比，使用配備了GPS的無人機(jī)（UAV）進(jìn)行空中測量更具成本效益。

由于無人機(jī)相對便宜，可以在有需要的大型區(qū)域進(jìn)行快速勘察。此外，使用配備了GPS、數(shù)碼相機(jī)以及強(qiáng)大計(jì)算機(jī)的無人機(jī)，可以進(jìn)行精度達(dá)1至2厘米的測量。

本文全面介紹了這種無人機(jī)繪圖技術(shù)。此外，還將對利用無人機(jī)進(jìn)行攝影測量和激光雷達(dá)測繪的領(lǐng)域進(jìn)行簡單的介紹。

什么是無人機(jī)攝影測量？

攝影測量是通過照片進(jìn)行測量的科學(xué)。攝影測量的結(jié)果通常是一些現(xiàn)實(shí)世界的物體或陸地地圖、素描或3D模型。

3D地圖和模型

要從航拍測量中構(gòu)建3D地圖，需要將攝像機(jī)安裝在無人機(jī)上，并且通常都是垂直指向地面。而使用攝影測量法構(gòu)建紀(jì)念碑或雕像的3D模型，則需要將攝像機(jī)水平安裝在無人機(jī)上。

無人機(jī)飛行途中拍攝的地面或模型的多個(gè)重疊照片（80%至90%重疊），再加上自主編程飛行路徑被稱作路標(biāo)點(diǎn)。將物體或地面的照片重疊80至90%，是無法通過導(dǎo)航準(zhǔn)確完成的。

那么擁有一個(gè)配備了路標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)航技術(shù)的無人機(jī)則非常重要。

無人機(jī)繪圖和激光雷達(dá)詳解

無人機(jī)激光雷達(dá)主要是通過在無人機(jī)上安裝激光掃描儀，以對無人機(jī)拍攝景觀的點(diǎn)高度進(jìn)行測量。激光雷達(dá)也叫做光感測距技術(shù)（Lidar）。激光雷達(dá)掃描儀可以在一天內(nèi)掃描數(shù)百平方公里區(qū)域。在每平方米區(qū)域內(nèi)通過測量10到80個(gè)點(diǎn)，可以對所掃描景觀構(gòu)建一個(gè)非常詳細(xì)的數(shù)字模型。

準(zhǔn)確的測量使得所構(gòu)建的3D模型能用于許多領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、規(guī)劃以及決策過程。

激光雷達(dá)傳感器還可以穿透密集的森林林冠層和植被，從而對衛(wèi)星看不到的地球結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍攝，以及對植物進(jìn)行詳細(xì)拍攝以便進(jìn)行植被分類和變化監(jiān)測。

攝影測量和激光雷達(dá)的用途

通過使用無人機(jī)攝影測量和激光雷達(dá)測繪，可以從航拍圖像中提取許多有用元素。這些有用元素包括：

DEM / DTM / DSM（表面模型）；

正射影像（地理空間校正的航空圖象）；

3D建筑模型；

輪廓地圖；

平面特征（道路邊界、高度、標(biāo)志以及建筑物輪廓等）；

體積調(diào)查。

下面簡單介紹一下激光雷達(dá)和攝影測量的一些最佳用途。所有這些領(lǐng)域都收益于各自項(xiàng)目的精確3D圖像。與使用傳統(tǒng)飛行器相比，它們還可以提高效率并降低成本。

林業(yè)管理與規(guī)劃；

洪水建模；

污染建模；

繪圖和制圖；

城市規(guī)劃；

海岸線管理；

交通規(guī)劃；

油氣勘探；

采石場和礦產(chǎn)（體積和勘探）；

考古；

蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。

攝影測量術(shù)一開始處于默默無聞的地位，隨著無人機(jī)激光雷達(dá)傳感器的出現(xiàn)，現(xiàn)在得到了廣泛的應(yīng)用。

3D植被建模

這里需要注意的是，植被建模使用的是多光譜傳感器和激光雷達(dá)傳感器，而不是攝影測量傳感器。

用于攝影測量和無人機(jī)3D繪圖的攝像機(jī)

行業(yè)目前已經(jīng)開發(fā)出了幾款配備了攝像機(jī)、用于3D繪圖的無人機(jī)。實(shí)際上，任何配備了曝光控制器攝像機(jī)的無人機(jī)都是合適的。曝光控制器能觸發(fā)相機(jī)快門。最小照片拍攝數(shù)為每兩秒一張照片。以下相機(jī)都能很好地用于攝影測量和繪圖。

佳能相機(jī) - S110、SX260；

索尼相機(jī) - QX1、DSC-RX100 A7R、A7、A7S、NEX-6、NEX-5R、NEX-5T、A5100；

松下相機(jī) - GH3。

GoPro相機(jī)鏡頭不太適合構(gòu)建航空地圖。為了得到某種更佳結(jié)果，飛行器飛行高度要達(dá)到400英尺（約120米）以上。

此外，還可以通過包括Phantom 3、Phantom 4以及Inspire 1在內(nèi)的大疆無人機(jī)集成攝像頭進(jìn)行攝影測量圖像的拍攝。下文將會(huì)對大疆無人機(jī)進(jìn)行詳細(xì)講解。

用于攝影測量和3D繪圖的無人機(jī)

接下來將盤點(diǎn)7種配備了自動(dòng)駕駛和GPS（這也是攝影測量和激光雷達(dá)繪圖的關(guān)鍵技術(shù)）、且非常實(shí)惠的無人機(jī)。

一、大疆?dāng)z影測量無人機(jī)

包括DroneDeploy在內(nèi)的企業(yè)現(xiàn)在都開發(fā)出了與所有大疆無人機(jī)兼容的軟件，包括其最新的Mavic Pro折疊無人機(jī)。

1. 大疆無人機(jī)—Mavic Pro

這款Mavic Pro非常適用于攝影測量和激光雷達(dá)測繪應(yīng)用。這款四軸飛行器使用了最新的IMU、飛行控制穩(wěn)定技術(shù)，還配備了一個(gè)4k穩(wěn)定的集成框架和攝像機(jī)。

通過如DroneDeploy或Pix4D等企業(yè)提供的軟件，這樣將構(gòu)建非常精確的點(diǎn)云和完美的3D繪圖。

航路導(dǎo)航對于構(gòu)建精確的3D攝影測量圖像非常重要。Mavic Pro使用了“Draw Waypoint”進(jìn)行自動(dòng)飛行。

其飛行距離為4.3英里（7公里），飛行時(shí)間長達(dá)27分鐘。

2. 大疆Matrice 100無人機(jī)-無人機(jī)繪圖

Matrice 100平臺擁有大疆所有易于飛行的技術(shù)。包括飛行控制器、推進(jìn)系統(tǒng)、GPS、DJI Lightbridge（全高清無線數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)）、專用遙控器以及可充電電池。此外還有額外的擴(kuò)展架，允許您添加如相機(jī)、紅外傳感器以及用于構(gòu)建復(fù)雜3D地圖的激光雷達(dá)掃描儀等組件。

Matrice 100具有增強(qiáng)的GPS功能，能實(shí)現(xiàn)高精度的攝影測量。該增強(qiáng)型GPS功能還能實(shí)現(xiàn)Matrix 100位置的實(shí)時(shí)跟蹤，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更快的衛(wèi)星探測、更準(zhǔn)確的位置控制和飛行計(jì)劃。

3. 用于攝影測量的Phantom 4 Pro大疆無人機(jī)

該P(yáng)hantom 4 Pro大疆無人機(jī)能使用Pix4Dmapper Mesh大疆版本。Phantom 4還適用于Drone Deploy和Site Scan軟件，下文將會(huì)一一提及。Phantom 4飛行非常平穩(wěn)，采用了雙導(dǎo)航系統(tǒng)，還使用了障礙探測和防碰撞傳感器。此外，還擁有一個(gè)4k攝像機(jī)。非常重要的是它也使用了航路導(dǎo)航技術(shù)。

4. DJI Phantom 3和Inspire 1攝影測量無人機(jī)

在2015年9月進(jìn)行固件和軟件更新之后，就賦予了DJI Inspire 1和Phantom 3模型航路導(dǎo)航技術(shù)，該無人機(jī)目前可以用于攝影測量。

與DJI無人機(jī)使用的最佳軟件是Pix4Dmapper Mesh DJI版。此外，DJI Phantom 3和Inspire 1也可以使用Altizure應(yīng)用程序進(jìn)行攝影測量。

5. 用于繪圖的大疆Spreading Wings S1000無人機(jī)

Spreading Wings S1000型號可以實(shí)現(xiàn)定制，以裝配多種不同類型的攝像機(jī)和傳感器。

其他用于攝影測量的無人機(jī)

二、SenseFly eBee Pro繪圖無人機(jī)

EBee繪圖無人機(jī)是一種擁有固定翼、完全自動(dòng)化的無人機(jī)，可拍攝高分辨率航空照片，還可以將所拍攝的照片轉(zhuǎn)換為精確的2D正射投影以及3D模型。EBee單次飛行可達(dá)12平方公里（4.6平方英里），通過較低的飛行高度飛過較小區(qū)域，通過GSD還可以拍攝低至1.5厘米/像素的圖像。

EBee帶有兩個(gè)軟件包：eMotion（飛行計(jì)劃和控制）和Postflight Terra 3D（專業(yè)攝影測量）。

三、用于航測的3DR X8-M無人機(jī)

3DR X8-M擁有一個(gè)完整的套件，包括四軸飛行器、高分辨率佳能12 MP數(shù)碼相機(jī)以及將照片渲染成3D地圖所需的Pix4DMapper第3版軟件。3DR X8-M具有GPS、自主航路導(dǎo)航、以及可重復(fù)的飛行路線，是精確航測圖和測量的完美選擇。X8-M是設(shè)計(jì)和規(guī)劃自動(dòng)飛行任務(wù)并構(gòu)建3D攝影測量圖最便捷的無人機(jī)之一。

四、3DR Aero-M固定翼無人機(jī)

Aero-M是一種用于構(gòu)建高分辨率視頻航測圖的一體化解決方案。這是為農(nóng)業(yè)、建筑、文物保護(hù)、搜救以及應(yīng)急響應(yīng)等大規(guī)模作業(yè)獲取高度詳細(xì)數(shù)據(jù)的完美平臺。Aero-M具有輕巧堅(jiān)固的泡沫框架。

Aero-M套件包括佳能S100高分辨率12 MP相機(jī)，功能強(qiáng)大的Pix4Dmapper LT 3DR版軟件，用于構(gòu)建高精度、地理參考和正射投影的馬賽克。

五、3DR SOLO無人機(jī)

3DR SOLO無人機(jī)于2015年發(fā)布，專為GoPro Hero 4相機(jī)而設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在可以通過Pix4Dmapper Mesh軟件，利用該SOLO無人機(jī)構(gòu)建3D圖像。

六、Trimble UX5無人機(jī)

Trimble UX5能提供最佳圖像質(zhì)量以及最高攝影測量精度的圖像。UX5相機(jī)具有大型成像傳感器，即使在黑暗或陰天的情況下也能拍攝非常清晰、色彩豐富的圖像。24 MP相機(jī)及其定制光學(xué)元件使UX5能夠獲取精準(zhǔn)度為2.0厘米（0.79英寸）分辨率的數(shù)據(jù)。

Trimble UX5的這種設(shè)計(jì)意味著它可以在幾乎所有的天氣條件下飛行。

七、Aeryon Scout Map版航拍多軸飛行器

Aeryon sUAS是專為任何需要勘測級精度的正射投影、DSMs和從空中或傾斜航空成像點(diǎn)云的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，能與GIS、CAD以及傳統(tǒng)攝影測量軟件實(shí)現(xiàn)無縫集成。

Aeryon Map無人機(jī)還包括Aeryon SkyRanger sUAS以及Pix4Dmapper軟件，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場和辦公室圖像處理，包括用于3D可視化和編輯的集成工具。

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