無人機攝影測量爲您介紹激光雷達繪圖與無人機攝影測量

目前，無人機激光雷達和攝影測量成像應用正在快速增長
。這其實並(bìng)不奇怪，因爲與使用配備瞭(le)攝像測量設備的飛行器相比，使用配備瞭(le)GPS的無人機（UAV）進行空中測量更具成本效益。

由於(yú)無人機相對便宜，可以在有需要的大型區域進行快速勘察。此外，使用配備瞭(le)GPS、數碼相機以及強大計算機的無人機，可以進行精度達1至2厘米的測量。

本文全面介紹瞭(le)這種無人機繪圖技術。此外，還将對利用無人機進行攝影測(cè)量和激光雷達測(cè)繪的領域進行簡單的介紹。

什麽是無人機攝影測量？

攝影測(cè)量是通過(guò)照片進行測(cè)量的科學。攝影測(cè)量的結果通常是一些現實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(cè)量中構建3D地圖，需要将攝像機安裝在無人機上，並(bìng)且通常都是垂直指向地面。而使用攝影測(cè)量法構建紀念碑或雕像的3D模型，則需要将攝像機水平安裝在無人機上。

無人機飛行途中拍攝的地面或模型的多個重疊照片（80%至90%重疊），再加上自主編(biān)程飛行路徑被稱作路标點。将物體或地面的照片重疊80至90%，是無法通過導航準確(què)完成的
。

那麽擁有一個配備(bèi)瞭(le)路标點導航技術的無人機則非常重要。

無人機繪圖和激光雷達詳解

無人機激光雷達(dá)主要是通過在無人機上安裝激光掃描儀，以對無人機拍攝景觀的點高度進行測(cè)量。激光雷達(dá)也叫做光感測(cè)距技術（Lidar）。激光雷達(dá)掃描儀可以在一天内掃描數百平方公裏區域。在每平方米區域内通過測(cè)量10到80個點，可以對所掃描景觀構建一個非常詳細的數字模型。

準確(què)的測量使得所構建的3D模型能用於(yú)許多領域的設計、規劃以及決策過程。

激光雷達傳感器還可以穿透密集的森林林冠層和植被，從而對衛星看不到的地球結構進行拍攝，以及對植物進行詳細拍攝以便進行植被分類和變(biàn)化監測(cè)。

攝影測量和激光雷達的用途

通過使用無人機攝影測(cè)量和激光雷達測(cè)繪，可以從(cóng)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(jiān)校正的航空圖(tú)象）；

3D建築模型；

輪廓地圖；

平面特征（道路邊(biān)界、高度、标志以及建築物輪(lún)廓等）；

體積調查。

下面簡單介紹一下激光雷達和攝影測量的一些最佳用途。所有這些領域都收益於(yú)各自項目的精確3D圖像。與使用傳統飛行器相比，它們還可以提高效率並(bìng)降低成本。

林業管理與規劃；

洪水建模；

污染建模；

繪圖和制圖；

城市規劃；

海岸線管理；

交通規劃；

油氣勘探；

採(cǎi)石場和礦産(chǎn)（體積和勘探）；

考古；

蜂窩網絡規劃。

攝影測量術一開始處於默默無聞的地位，随著(zhe)無人機激光雷達傳感器的出現
，現在得到瞭(le)廣泛的應用
。

3D植被建模

這裏需要注意的是，無人機攝影測(cè)量植被建模使用的是多光譜傳(chuán)感器和激光雷達傳(chuán)感器，而不是攝影測(cè)量傳(chuán)感器。

用於(yú)攝影測(cè)量和無人機3D繪圖的攝像機

行業目前已經開發出瞭(le)幾款配備瞭(le)攝像機、用於(yú)3D繪圖的無人機。實際上，任何配備瞭(le)曝光控制器攝像機的無人機都是合适的。曝光控制器能觸發相機快門。最小照片拍攝數爲每兩秒一張照片
。以下相機都能很好地用於(yú)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 - GH3。

GoPro相機鏡頭不太适合構建航空地圖。爲瞭(le)得到某種更佳結果，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在内的大疆無人機集成攝像頭進行攝影測(cè)量圖像的拍攝。下文将會對(duì)大疆無人機進行詳細講解。

用於(yú)攝影測(cè)量和3D繪圖的無人機

接下來将盤點7種配備(bèi)瞭(le)自動駕駛和GPS（這也是攝影測量和激光雷達繪圖的關鍵技術）、且非常實惠的無人機。

一、大疆攝影測量無人機

包括DroneDeploy在内的企業現在都開發出瞭(le)與所有大疆無人機兼容的軟件，包括其最新的Mavic Pro折疊(dié)無人機。

1. 大疆無(wú)人機(jī)—Mavic Pro

這款Mavic Pro非常适用於(yú)攝影測量和激光雷達測繪應用。這款四軸飛行器使用瞭(le)最新的IMU、飛行控制穩定技術，還配備瞭(le)一個4k穩定的集成框架和攝像機。

通過如DroneDeploy或Pix4D等企業提供的軟件，這樣将構建非常精確(què)的點(diǎn)雲和完美的3D繪圖。

航路導航對於(yú)構建精確的3D攝影測量圖像非常重要。Mavic Pro使用瞭(le)“Draw Waypoint”進行自動飛行。

其飛行距離爲4.3英裏（7公裏），飛行時間長(zhǎng)達(dá)27分鍾。

2. 大疆Matrice 100無人機(jī)-無人機(jī)繪(huì)圖

Matrice 100平台擁有大疆所有易於(yú)飛行的技術。包括飛行控制器、推進系統、GPS、DJI Lightbridge（全高清無線數字圖像傳(chuán)輸系統）、專用遙控器以及可充電電池。此外還有額外的擴展架，允許您添加如相機、紅外傳(chuán)感器以及用於(yú)構建複雜3D地圖的激光雷達掃描儀等組件。

Matrice 100具有增強的GPS功能，能實現高精度的攝影測(cè)量。該增強型GPS功能還能實現Matrix 100位置的實時跟蹤，同時實現更快的衛星探測(cè)、更準確(què)的位置控制和飛行計劃。

3. 用於(yú)攝影測(cè)量的Phantom 4 Pro大疆無人機

該Phantom 4 Pro大疆無人機能使用Pix4Dmapper Mesh大疆版本。Phantom 4還适用於(yú)Drone Deploy和Site Scan軟件，下文将會一一提及。Phantom 4飛行非常平穩，採用瞭(le)雙導航系統，還使用瞭(le)障礙探測和防碰撞傳感器。此外，還擁有一個4k攝像機。非常重要的是它也使用瞭(le)航路導航技術。

4. DJI Phantom 3和Inspire 1攝影測(cè)量無人機(jī)

在2015年9月進行固件和軟件更新之後，就賦予瞭(le)DJI Inspire 1和Phantom 3模型航路導航技術，該無人機目前可以用於(yú)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應用程序進行攝影測(cè)量。

5. 用於(yú)繪(huì)圖的大疆Spreading Wings S1000無人機

Spreading Wings S1000型号可以實現定制，以裝配多種不同類型的攝像機(jī)和傳(chuán)感器。

其他用於攝影測量的無人機

二、SenseFly eBee Pro繪(huì)圖無人機(jī)

EBee繪圖無人機是一種擁有固定翼、完全自動化的無人機，可拍攝高分辨率航空照片，還可以将所拍攝的照片轉換爲精確(què)的2D正射投影以及3D模型。EBee單次飛行可達(dá)12平方公裏（4.6平方英裏），通過較低的飛行高度飛過較小區域，通過GSD還可以拍攝低至1.5厘米/像素的圖像。

EBee帶(dài)有兩個軟件包：eMotion（飛行計劃和控制）和Postflight Terra 3D（專業攝影測(cè)量）。

三、用於(yú)航測(cè)的3DR X8-M無人機

3DR X8-M擁有一個完整的套件，包括四軸飛行器、高分辨率佳能12 MP數碼相機以及将照片渲染成3D地圖所需的Pix4DMapper第3版軟件。3DR X8-M具有GPS、自主航路導航、以及可重複的飛行路線，是精確(què)航測圖和測量的完美選擇。X8-M是設計和規劃自動飛行任務並(bìng)構建3D攝影測量圖最便捷的無人機之一。

四、3DR Aero-M固定翼無(wú)人機(jī)

Aero-M是一種用於(yú)構建高分辨率視頻航測(cè)圖的一體化解決方案。這是爲農業、建築、文物保護、搜救以及應急響應等大規模作業獲取高度詳細數據的完美平台。Aero-M具有輕巧堅固的泡沫框架。

Aero-M套件包括佳能S100高分辨率12 MP相機，功能強大的Pix4Dmapper LT 3DR版軟件，用於(yú)構建高精度、地理參(cān)考和正射投影的馬賽克。

五、3DR SOLO無(wú)人機(jī)

3DR SOLO無人機於(yú)2015年發(fā)布，專爲GoPro Hero 4相機而設計。現在可以通過Pix4Dmapper Mesh軟件，利用該SOLO無人機構建3D圖像。

六、Trimble UX5無(wú)人機(jī)

Trimble UX5能提供最佳圖像質量以及最高攝影測(cè)量精度的圖像。UX5相機具有大型成像傳(chuán)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相機及其定制光學元件使UX5能夠獲取精準度爲2.0厘米（0.79英寸）分辨率的數據。

Trimble UX5的這種設計意味著(zhe)它可以在幾乎所有的天氣條件下飛(fēi)行。

七、Aeryon Scout Map版航拍多軸(zhóu)飛(fēi)行器

Aeryon sUAS是專爲任何需要勘測(cè)級精度的正射投影、DSMs和從空中或傾斜航空成像點雲的應用而設計，能與GIS、CAD以及傳(chuán)統攝影測(cè)量軟件實現無縫集成。

Aeryon Map無人機還包括Aeryon SkyRanger sUAS以及Pix4Dmapper軟件，無人機攝影測量可實現現場和辦(bàn)公室圖像處理，包括用於(yú)3D可視化和編輯的集成工具。