2018年3月受湖南某部門(men)委托，需對張(zhang)家(jia)界地(di)(di)區地(di)(di)質景(jing)區進(jin)行傾斜(xie)數據采集及三維成果(guo)處理。該項目測(ce)區范圍約33平方公里，地(di)(di)處四川盆地(di)(di)邊緣，測(ce)區高(gao)差近(jin)千米，甲方要求獲取影像分辨(bian)率為5cm，聽起來(lai)似乎是一個(ge)無法完成的(de)任務。

測(ce)區三維示(shi)意圖(tu)

那接下來看下我們是如何解決這個難題，順利完成數據(ju)獲取(qu)及處(chu)理任務的：

一、機型選擇

針對(dui)測區地形高差情況及甲方(fang)分(fen)辨率要求(qiu)，我們***終選用大疆經(jing)緯無人機M600搭載紅鵬金牛(niu)傾(qing)斜(xie)相機AP4300R進行傾(qing)斜(xie)模塊數據采集工(gong)作，采用大疆經(jing)緯無人機M600完成(cheng)此項目具備以(yi)下優勢：

1、測區范圍較(jiao)大，采用無(wu)人機管家可(ke)以進行(xing)自動分區且(qie)可(ke)以確保區塊間的接邊重疊度。

2、山區起降場地(di)有(you)限，采(cai)用旋翼飛行不受場地(di)限制(zhi)。

3、測(ce)(ce)區高差較大，大疆經緯無人機M600具備精準地(di)形跟隨飛行能力，可(ke)以有效確保測(ce)(ce)區分辨率。

4、大(da)疆經(jing)緯(wei)無人機(ji)(ji)M600搭(da)載紅鵬金牛傾斜相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)AP4300R，四相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)旋(xuan)轉傾斜攝(she)影技術。四相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)一體(ti)化緊湊設(she)計，體(ti)積小、重量輕(qing)、操作簡單定位精度高，影響分(fen)辨率高達1.5CM,滿足(zu)1:500航(hang)攝(she)規范要求。內置多(duo)臺相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的統一控(kong)制，曝光周期(qi)總像素3億，內置多(duo)種工作模(mo)式(shi)航(hang)攝(she)效率高，比傳統五相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)效率提高46%，同(tong)時也可有效變高飛行。

5、測區(qu)基本(ben)為(wei)山(shan)區(qu)林地，無法(fa)布(bu)設更多(duo)控(kong)制點，大疆經緯無人機M600融合(he)作業(ye)模(mo)式，紅鵬(peng)金牛傾(qing)斜(xie)相機AP4300R采用逐(zhu)相機打標，具備免像(xiang)控(kong)和稀少像(xiang)控(kong)的(de)能力。

大(da)疆(jiang)經緯無人機(ji)M600搭載紅鵬(peng)金牛傾(qing)斜相機(ji)AP4300R

二(er)、航線(xian)設計

將測區(qu)KML文件導入無人機管家智航線模塊中，進行自動分區，針對此次測區共劃分9個區塊，如下圖：

測(ce)區分區示意圖

再逐區塊設計航線，此次設計航向重疊度80%，旁向重疊度65%，GSD=5cm，采用變高航線（針對此次5cm319m真高飛行，直接采用無人機管家內嵌的三維地形進行變高航線設計；如需更高分辨率飛行真高更低的時候建議采用預掃DSM模式獲取精度地形數據，再進行變高航線設計）；如圖所示，區塊1是測區海拔高的區域，面積約5km2，設計里程92km，預計飛行5架次。

區塊1變高航線示意圖(tu)

測區9個區塊均按照航向重疊度80%，旁向重疊度65%，GSD=5cm，變高航線設計，設計里程共計680 km，預計40架次；將無人機管家智航線中生成的航線導入谷歌地圖中展示如下圖：

谷歌(ge)地圖(tu)中顯示的(de)測(ce)區航線示意(yi)圖(tu)

三、外業飛行

為確保工期(qi)，此次作(zuo)業采用(yong)2架大疆經緯無(wu)人機M600協(xie)同作(zuo)業，飛行(xing)均采用(yong)連接(jie)千尋位置(zhi)網絡的RTK/PPK的作業模式，從而具備免像控能力；因測區地形及天氣原因實際作業6天，飛行52架次，獲取原始影像76890張。

現場工作(zuo)照

四、內業處理

1、數據導入(ru)

將測區數據整理完成后，導入Smart3D軟件，將GPS信息與照片對應，整體數據共計76890張，整體測區數據展示如下圖所示：

CC中顯示(shi)的數據航線示(shi)意(yi)圖

2、空三分塊

由于測區數據量比較大，基于瞰景科技自主研發的傾斜數據預處理高級工具集Smart3D Advance Toolkit將整體測區分為三塊，每塊照片數量為23000-30000張。運算節點機器配置為：CPU：i7-7700K，內存：64GB，顯卡：GTX 1080。耗時2天，完成了子區的空三計算。空三運算完成結果如下所示：

其(qi)中一(yi)塊(kuai)空三完成(cheng)狀態圖

本次數據的POS是基于RTK和PPK融合解算，且為逐相機打標的，具備的位置信息，因此每個子區要少量的控制點（每塊4-5個）即可滿足精度要求。在Smart3D中直接先刺點再跑空三，一次空三成功，且子區與子區之間基本無縫接邊。子區空三成功后將三個子區空三結果合并，空三后的整體測區如下：

Smart3D中合(he)并空三示意(yi)圖

3、生產模型(xing)

空三處理結束后，提交模型生產。模型大小為100*100分塊，瓦片數量為1571塊。模型生產過程采用多節點并行運算，30臺機器同時參與建模，耗時五天，即完成數據建模。整體模型效果如下圖所示：

整體模型展示圖

局部模型展示圖

五、結論

整(zheng)個項目(mu)外業飛行加內業數據處理(li)，有效(xiao)作業時間不(bu)足倆周，即(ji)獲(huo)取了(le)分辨(bian)率(lv)一(yi)致的(de)精(jing)(jing)度三維模型(xing)，解(jie)決(jue)了(le)大(da)范圍大(da)高(gao)差精(jing)(jing)度數據獲(huo)取的(de)難題(ti)，這在整(zheng)個無人機航(hang)測應(ying)用領域中都堪稱(cheng)前列。總結(jie)此次(ci)項目(mu)的(de)高(gao)效(xiao)、順利(li)完成主要(yao)有以下幾點：

1、大疆無(wu)人機智能(neng)、自(zi)動，可在惡劣環境中快速(su)展開作業，外業數據(ju)獲(huo)取高效。

2、無人機管家的(de)自動分區功(gong)能(neng)和精(jing)準地形跟(gen)隨飛行能(neng)力(li)，區塊(kuai)間的(de)無縫接邊及一(yi)致的(de)影(ying)像分辨(bian)率，從而三維建模效果。

3、大疆(jiang)經(jing)緯無(wu)人機(ji)M600融(rong)合作業(ye)模(mo)式及紅(hong)鵬金牛(niu)傾斜(xie)相(xiang)機(ji)AP4300R逐相(xiang)機(ji)打標的精度POS獲取，可實現免像(xiang)控(kong)或稀少像(xiang)控(kong)的數據(ju)作業(ye)，對山區、林地等控(kong)制點布設困(kun)難區域。

4、大范(fan)圍測區常存(cun)在(zai)的(de)(de)數據(ju)(ju)接(jie)邊(bian)難(nan)題(ti)，也因大疆經緯無人機M600精度(du)的(de)(de)GPS數據(ju)(ju)得到了有效(xiao)的(de)(de)解決(jue)。該項(xiang)目在(zai)接(jie)邊(bian)區域(yu)控(kong)制點稀(xi)少的(de)(de)狀(zhuang)況(kuang)下，基于精度(du)GPS的(de)(de)空三(san)聯合平(ping)差(cha)，接(jie)邊(bian)高差(cha)不(bu)超過5厘米，達到了數據(ju)(ju)接(jie)邊(bian)要求。

5、瞰景科技的數據(ju)預處理(li)工具集Smart3DAdvance Toolkit提高了大數據(ju)量的處理(li)效率。