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無人機(jī)大面積航測的四大難點(diǎn)及解決措施

2023-08-07 14:01 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 作者：中測網(wǎng) 來源：中測網(wǎng)
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隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展、智慧城市建設(shè)不斷推進(jìn)，數(shù)字孿生、城市影像、三維建模等概念愈發(fā)與城市建設(shè)緊密聯(lián)系起來，地理、空間信息應(yīng)用推陳出新，逐漸從二維向三維...

隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展、智慧城市建設(shè)不斷推進(jìn)，數(shù)字孿生、城市影像、三維建模等概念愈發(fā)與城市建設(shè)緊密聯(lián)系起來，地理、空間信息應(yīng)用推陳出新，逐漸從二維向三維演進(jìn)。 

為深入貫徹落實(shí)“數(shù)字中國”戰(zhàn)略，自然資源部在十四五”時(shí)期把推進(jìn)三維實(shí)景中國建設(shè)作為“基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的重要任務(wù)之一，從商業(yè)上來說，這對于無人機(jī)航測領(lǐng)域和相關(guān)企業(yè)來說無疑是利好消息。但中國疆域廣袤，大面積實(shí)景建模也意味著更高難度的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)由于自然環(huán)境、技術(shù)發(fā)展、人才輸入等方面受限，無人機(jī)在大面積航測應(yīng)用中，往往還存在諸多難點(diǎn)。

01

地理環(huán)境影響

一般來說，在進(jìn)行大面積航測任務(wù)時(shí)，囊括的地形更加復(fù)雜，特別是在高原、平原、丘陵、山地等多種地形雜糅的地區(qū)，視野盲區(qū)多、信號傳播不穩(wěn)定、高原空氣稀薄等因素，會導(dǎo)致無人機(jī)作業(yè)半徑受限、動力不足等，影響無人機(jī)作業(yè)。

地形復(fù)雜會導(dǎo)致無人機(jī)航測難度增加

02

氣候條件影響

大面積航測意味著需要更多的作業(yè)時(shí)間，無人機(jī)外業(yè)受氣候影響較大，不同時(shí)間作業(yè)采集的光線、色彩、動態(tài)景別狀態(tài)不同，會導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，內(nèi)業(yè)建模難度增加，甚至成果質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致重新作業(yè)。

03

技術(shù)影響

無人機(jī)航測是一項(xiàng)涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，它對機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)體材料技術(shù)、無線通信技術(shù)、飛行控制技術(shù)、人工智能和發(fā)動機(jī)技術(shù)等有較高的要求。當(dāng)下各項(xiàng)技術(shù)參差不齊的發(fā)展態(tài)勢和多型無人飛行平臺與載荷集成度低的問題，一定程度上限制了無人機(jī)在大面積航測領(lǐng)域中的深度應(yīng)用。
04

作業(yè)人員專業(yè)程度影響

由于大面積航測采集的數(shù)據(jù)量大、精度要求高，導(dǎo)致外業(yè)周期長、專業(yè)人才需求量大；內(nèi)業(yè)建模時(shí)需進(jìn)行大區(qū)劃分、分塊計(jì)算、數(shù)據(jù)合并，數(shù)據(jù)計(jì)算量增加、容錯(cuò)率降低。整個(gè)作業(yè)過程面臨更多的問題，所以需要作業(yè)人員有足夠豐富的內(nèi)外業(yè)經(jīng)驗(yàn)，才能從容應(yīng)對作業(yè)過程中遇到的各種情況。

正在工作的內(nèi)業(yè)人員

針對上述問題，業(yè)內(nèi)也在積極采取一些可行性方法使其得到改善。

A

分區(qū)航測+多機(jī)隊(duì)同步作業(yè)

在實(shí)施大面積航測時(shí)，可以結(jié)合測區(qū)地形地貌、氣候、交通及無人機(jī)性能等要素，并考慮像控點(diǎn)布設(shè)與測量的合理性、無人機(jī)起降場地預(yù)設(shè)等因素，將測區(qū)劃分成多個(gè)規(guī)則的區(qū)域，同時(shí)派遣多機(jī)隊(duì)進(jìn)行分區(qū)航測，縮短外業(yè)周期，降低氣候變化對數(shù)據(jù)采集的影響，減少時(shí)間成本。

將測區(qū)劃分成多個(gè)規(guī)則的區(qū)域，隨后進(jìn)行多機(jī)隊(duì)同步作業(yè)

B

提速+擴(kuò)大單張拍攝面積

提高無人機(jī)飛行速度，同時(shí)縮短拍攝時(shí)間間隔，可以增加采集數(shù)據(jù)的有效時(shí)間，提升作業(yè)效率；另外，雖然無人機(jī)影像像幅較小，但我們可以利用加大傳感器尺寸的方式或多相機(jī)拼接技術(shù)，來增大單張或單次拍攝照片的面積，以提升無人機(jī)單架次航攝總面積。當(dāng)然這些也為無人機(jī)性能、無人機(jī)負(fù)載能力和相機(jī)研制提出了更高要求。

作業(yè)中的垂直起降固定翼無人機(jī)

C

免像控+人工布設(shè)像控點(diǎn)相結(jié)合

由于無人機(jī)航攝大面積測區(qū)耗時(shí)較長，可將無人機(jī)免像控功能與人工布設(shè)像控點(diǎn)相結(jié)合，在地物特征不明顯區(qū)域等關(guān)鍵位置提前人工布設(shè)像控點(diǎn)，隨后在無人機(jī)航攝的同時(shí)進(jìn)行像控點(diǎn)測量，這樣可以在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的情況下，有效節(jié)約布設(shè)像控點(diǎn)和像控測量的時(shí)間，提高作業(yè)效率。
除此之外，無人機(jī)航測是一個(gè)專業(yè)性強(qiáng)、多學(xué)科交叉融合的領(lǐng)域，想要深入應(yīng)用和發(fā)展，需加強(qiáng)無人機(jī)行業(yè)和測繪行業(yè)之間的信息交流，不斷吸納優(yōu)秀專業(yè)人才參與到大面積航測的實(shí)際應(yīng)用中來，為其提供更專業(yè)的意見和豐富的經(jīng)驗(yàn)。

利用無人機(jī)航測采集的數(shù)據(jù)建立的實(shí)景三維模型

無人機(jī)大面積航測應(yīng)用是一個(gè)漫長的探索過程，雖然目前它還面臨很多問題，但這同時(shí)也說明了無人機(jī)在大面積航測應(yīng)用中市場潛力巨大、發(fā)展空間充足。相信隨著無人飛行平臺的更新迭代、載荷升級和軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，對推進(jìn)無人機(jī)航測應(yīng)用發(fā)展，實(shí)現(xiàn)實(shí)景三維中國任務(wù)建設(shè)落地有很大作用。期待新技術(shù)、新產(chǎn)品盡快到來，給無人機(jī)航測領(lǐng)域帶來全新發(fā)展。


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