《無人機測繪技能訓(xùn)練模塊》課件-無人機攝影測量概述

無人機攝影測量概述無人機測繪技術(shù)DRONES攝影測量概述一、攝影測量與遙感定義攝影測量與遙感是從非接觸成像和其他傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達，通過記錄、量測、分析和表達，獲取地球以及環(huán)境和其他物體可靠信息的工藝、科學(xué)和技術(shù)。

攝影測量概述科技內(nèi)容影像信息獲取影像信息處理影像信息表達影像信息應(yīng)用攝影測量概述各種類型傳感器被攝物體影像通過量測和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM攝影測量概述攝影測量主要包含的內(nèi)容：（1）選擇能夠滿足任務(wù)要求的設(shè)備獲取目標物的影像；（2）對所攝影像進行分析處理的理論、方法、設(shè)備和技術(shù)；（3）將所測得的成果用圖形、圖像或數(shù)字等形式表示。攝影測量概述三個階段：二、攝影測量與遙感發(fā)展歷程模擬攝影測量與遙感(1851-1970)解析攝影測量與遙感(1950-1980)數(shù)字攝影測量與遙感(1980-至今）攝影測量概述利用光學(xué)/機械投影方法實現(xiàn)攝影過程的反轉(zhuǎn)，用兩個/多個投影器模擬攝影機攝影時的位置和姿態(tài)構(gòu)成與實際地形表面成比例的幾何模型，通過對該模型的量測得到地形圖和各種專題圖。模擬攝影測量光學(xué)像片光學(xué)機械測圖儀器人工建立立體模型人工量測和解譯機械繪圖圖解線劃地圖像片影像地圖攝影測量概述空間型立體測圖儀——多倍儀攝影測量概述光學(xué)像片解析測圖儀器計算機建立立體模型人工量測和解譯自動記錄數(shù)字線劃地圖數(shù)字高程模型像片影像地圖以電子計算機為主要手段，通過對攝影像片的量測和解析計算方法的交會方式來研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置、性質(zhì)及其相互關(guān)系，并提供各種攝影測量產(chǎn)品的一門科學(xué)。解析攝影測量攝影測量概述德國Zeiss廠C-100型解析測圖儀攝影測量概述基于攝影測量的基本原理，通過對所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像進行處理，自動（半自動）提取被攝對象用數(shù)字方式表達的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品。數(shù)字攝影測量數(shù)字影像數(shù)字測量攝影系統(tǒng)自動建立立體模型自動量測和解譯自動記錄數(shù)字線劃圖數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖數(shù)字柵格影像圖攝影測量概述VirtuoZo數(shù)字攝影測量系統(tǒng)攝影測量概述攝影測量三個發(fā)展階段的技術(shù)特點攝影測量概述三、攝影測量分類航天攝影測量（>160km）航空攝影測量(2km-30km)地面攝影測量(100m-300m)近景攝影測量(<100m)顯微攝影測量（1）按距離遠近劃分攝影測量概述三、攝影測量分類地形攝影測量非地形攝影測量（2）按用途劃分模擬攝影測量解析攝影測量（3）按處理手段劃分數(shù)字攝影測量攝影測量概述三、攝影測量分類航天攝影測量航空攝影測量地面攝影測量水下攝影測量（4）根據(jù)攝影機搭載工作平臺位置劃分攝影測量概述一、航空攝影測量攝影測量與遙感乃是從非接觸成像和其他傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達，通過記錄、量測、分析和表達，獲取地球以及環(huán)境和其他物體可靠信息的工藝、科學(xué)和技術(shù)。航空攝影測量是根據(jù)在航空飛行器上拍攝的像片，獲取地面信息，用以測繪地形圖的技術(shù)。主要用于測繪1：1000~1：100，000各類比例尺的地形圖。如使用無人機作為飛行平臺，還可測繪1:500比例尺的地形圖。攝影測量概述航空攝影測量主要包含的內(nèi)容：（1）航空攝影測量外業(yè)航空攝影測量外業(yè)主要包括像片控制測量和像片調(diào)繪兩大項內(nèi)容。（2）航空攝影測量內(nèi)業(yè)航測內(nèi)業(yè)主要包括空三加密（解析空中三角測量）、像片糾正和立體測圖三大項工作。攝影測量概述各種類型傳感器被攝物體影像通過量測和解譯過程自然物體及其環(huán)境的可靠信息DEMDLGDRGDOM攝影測量概述攝影測量4D產(chǎn)品（1）數(shù)字高程模型DEM（2）數(shù)字正射影像圖DOM（3）數(shù)字線畫地圖DLG（4）數(shù)字柵格地圖DRG無人機的發(fā)展DEM是一定范圍內(nèi)規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標（X，Y）及其高程（Z）的數(shù)據(jù)集，它主要是描述區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布，是通過等高線或相似立體模型進行數(shù)據(jù)采集（包括采樣和量測），然后進行數(shù)據(jù)內(nèi)插而形成的。二、航空攝影測量成果（1）數(shù)字高程模型DEM無人機的發(fā)展DOM是對航空（或航天）相片進行數(shù)字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數(shù)字正射影像集，同時具有地圖幾何精度和影像特征。二、航空攝影測量成果（2）數(shù)字正射影像圖DOM無人機的發(fā)展DLG是與現(xiàn)有線劃基本一致的各地圖要素的矢量數(shù)據(jù)集，且保存各要素間的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息。二、航空攝影測量成果（3）數(shù)字線畫地圖DLG無人機的發(fā)展DRG是根據(jù)現(xiàn)有紙質(zhì)、膠片等地形圖經(jīng)掃描和幾何糾正及色彩校正后，形成在內(nèi)容、幾何精度和色彩上與地形圖保持一致的柵格數(shù)據(jù)集。二、航空攝影測量成果（4）數(shù)字柵格地圖DRG攝影測量概述一、無人機攝影測量概述無人機具有機動靈活、高效快速、起降要求低、精細準確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢，隨著無人機與數(shù)碼相機技術(shù)的發(fā)展，基于無人機平臺的數(shù)字航攝技術(shù)已顯示出其獨特的優(yōu)勢，無人機與航空攝影測量相結(jié)合使得“無人機數(shù)字低空遙感”成為航空遙感領(lǐng)域的一個嶄新發(fā)展方向。

攝影測量概述一、無人機攝影測量概述無人機攝影測量技術(shù)以獲取高分辨率數(shù)字影像為應(yīng)用目標，以無人駕駛飛機為飛行平臺，無需專用起降場地，以高分辨率數(shù)碼相機為傳感器，通過3S技術(shù)在系統(tǒng)中集成應(yīng)用，最終獲取小面積、真彩色、大比例尺、現(xiàn)勢性強的航測遙感數(shù)據(jù)。攝影測量概述（1）前期準備在項目合同簽訂后，應(yīng)充分了解甲方具體需求，完成技術(shù)交底。做好現(xiàn)場踏勘，了解當?shù)氐娜宋牡乩憝h(huán)境、氣候特征、交通情況、地質(zhì)地貌特點等，并和用戶進行技術(shù)上的溝通，并收集已有成果，為項目實施提供完整資料。

二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（1）前期準備航攝設(shè)計應(yīng)對測區(qū)概況、攝影機選型、攝影比例尺和航高、起降位置、任務(wù)日期和時間等內(nèi)容做詳細合理的計劃安排。同時，為保證飛行安全，在執(zhí)行航攝任務(wù)前，必須按照相關(guān)規(guī)定向航空管理部門申請測區(qū)空域飛行許可，申請通過后，必須嚴格按照飛行計劃執(zhí)行航攝任務(wù)。二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（2）外業(yè)實施按照任務(wù)設(shè)計要求設(shè)置無人機及機載設(shè)備參數(shù)，在執(zhí)行航攝任務(wù)前應(yīng)對無人機進行嚴格的測試，在確認所有檢查項目通過后，方可起飛。

二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（2）外業(yè)實施做好像片控制測量工作，像控點是建立立體模型的基礎(chǔ)，像片控制測量是內(nèi)業(yè)采集的重要依據(jù)。檢查員應(yīng)認真檢查像控點的選刺質(zhì)量、整飾質(zhì)量、記錄質(zhì)量、文字說明是否清楚、各項限差是否超限等。目前采用的測量方法主要有GPS快速靜態(tài)定位法、RTK實時動態(tài)定位測量、光電測距導(dǎo)線等方法。二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理主要包括影像數(shù)據(jù)預(yù)處理、質(zhì)量檢查、空三加密、DOM制作、影像糾正、影像分幅、地形數(shù)據(jù)采集等工作。二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理其中，空三加密也稱為空中三角測量，就是在已有外業(yè)控制點的基礎(chǔ)上，為滿足內(nèi)業(yè)測圖的需要而進行的室內(nèi)增測平面和高程控制點的工作，作用是為糾正和測圖提供定向點或注記點，提供作業(yè)時所需要的立體模型。二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理加密結(jié)束后，采集人員在調(diào)出立體模型進行全要素采集，生成數(shù)字化原圖。立體測圖主要有兩種辦法，一種全野外像片調(diào)繪后測圖的方法，一種是根據(jù)模型全要素采集后，利用采集原圖在外業(yè)對照、補測、補調(diào)的方法。二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（3）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理加密結(jié)束后，采集人員在調(diào)出立體模型進行全要素采集，生成數(shù)字化原圖。立體測圖主要有兩種辦法，一種全野外像片調(diào)繪后測圖的方法，一種是根據(jù)模型全要素采集后，利用采集原圖在外業(yè)對照、補測、補調(diào)的方法。二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（4）成果提交按照技術(shù)要求對最終產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)加工、轉(zhuǎn)換后入庫存盤，提交用戶進行檢查驗收，再根據(jù)用戶在驗收中提出的問題及處理意見對數(shù)據(jù)進行修改，完畢后再提交最終的合格產(chǎn)品。二、無人機攝影測量流程攝影測量概述（1）自然資源確權(quán)與調(diào)查對水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、海域、無居民海島以及探明儲量的礦產(chǎn)資源等自然資源的坐落、空間范圍、面積、類型以及數(shù)量、質(zhì)量等自然狀況進行數(shù)據(jù)采集。三、無人機攝影測量應(yīng)用（2）國土空間規(guī)劃服務(wù)于集成基礎(chǔ)地理、現(xiàn)狀、規(guī)劃等各類數(shù)據(jù)，提供包括數(shù)據(jù)處理、資源瀏覽、專題圖制作、對比分析、查詢統(tǒng)計、成果共享等功能。攝影測量概述（3）基礎(chǔ)設(shè)施工程勘察在電力選線、公路選線、鐵路選線等項目中，利用無人機測繪獲取的多種成果，根據(jù)路線基本走向和技術(shù)標準，結(jié)合地形、地質(zhì)條件、施工條件和風(fēng)險規(guī)避等因素，通過全面比較，確定最終路線方案。三、無人機攝影測量應(yīng)用攝影測量概述（4）環(huán)境監(jiān)測無人機靈活機動、快速反應(yīng)能力，非常適用于河道排污監(jiān)測、海洋監(jiān)測、溢油監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、濕地監(jiān)測、固體污染物監(jiān)測、海岸帶監(jiān)測、植被生態(tài)監(jiān)測等。三、無人機攝影測量應(yīng)用攝影測量概述（5）應(yīng)急救災(zāi)無人機能夠低風(fēng)險、低成本完成對山體滑坡、泥石流、堰塞湖、地震等地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)場實時勘測任務(wù)。三、無人機攝影測量應(yīng)用攝影測量概述（6）農(nóng)林業(yè)保護對土地紋理、作物分類、植被健康/病蟲害、水產(chǎn)養(yǎng)殖、森林覆蓋率、森林火災(zāi)等進行數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。三、無人機攝影測量應(yīng)用攝影測量概述“平民化”無人機航測的推廣，將會使大量原有的測繪數(shù)據(jù)消費者在掌握該技術(shù)后，同時也成為測繪數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，自己動手豐衣足食，大大提高了工作效率，節(jié)約了社會資源，增強了應(yīng)用者的職業(yè)技能，有利于促進測繪手段和成果應(yīng)用的進一步轉(zhuǎn)型升級，更好的為國家建設(shè)服務(wù)。四、“平民化”無人機攝影測量攝影測量概述Pix4Dmapper是瑞士Pix4D公司的全自動快速無人機數(shù)據(jù)處理軟件，該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)無人機自動航測功能的三維建模軟件，軟件集全自動、快速、專業(yè)精度為一體的無人機數(shù)據(jù)和航空影像處理于一體，幫助用戶實現(xiàn)云計算功能，快速地生成最精準的報告，軟件還擁有自動正射影像的功能，從而能夠自動進行三維建模，有界面友好、操作易學(xué)、高度自動化處理的優(yōu)點。（1）Pix4Dmapper攝影測量概述ContextCapture是美國Bentley公司其前身Smart3DCapture技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的軟件解決方案，能實現(xiàn)從簡單的照片到輸出高分辨率的三維模型，無需任何人工干預(yù)。ContextCapture通過先進的攝影測量、計算機視覺和計算幾何算法實現(xiàn)高度自動化的影像處理和多類型的成果輸出，這些算法在精度、可擴展性、效率、使用、健壯性和互操作性方面滿足了工業(yè)質(zhì)量的要求。（2）ContextCapture攝影測量概述Photoscan是Agisoft公司出品的一款根據(jù)數(shù)碼照片，將2D圖片轉(zhuǎn)換為3D模型的三維重組軟件。好軟件最大的特色就是他的三維重組技術(shù)，無需設(shè)置任何初始值，用戶只要將多張圖片添加進去，軟件便可以自動生成真實的三維坐標模型，將二維變?yōu)槿S。另外它還有精確的紋理網(wǎng)格模型重建功能，生成的真實的高分辨率的三維模型、加密點云和DEM可廣泛用于展示及工程應(yīng)用等，為用戶的工程設(shè)計和工程操作施工都會帶來非常大的幫助。（3）Photoscan攝影測量概述大疆智圖是專為行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計的PC應(yīng)用程序，可控制大疆飛行器（如精靈4系列）按照規(guī)劃好的二維或三維航線自主執(zhí)行航攝任務(wù)，還可進行二維地圖重建、三維模型重建、農(nóng)田規(guī)劃等。大疆智圖適用場景廣泛，有助于提高農(nóng)業(yè)植保、搜索救援、消防等領(lǐng)域任務(wù)的執(zhí)行