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无人机航拍测绘要点:怎样提高影像精度、检查影像质量?
来源:尖兵之翼 | 作者:达北云 | 发布时间: 2022-05-11 | 162 次浏览 | 分享到:
无人机航拍测绘具有精度高、作业效率高、数据分析能力强的特点,很大程度上解决了人工测绘的痛……

无人机航拍测绘具有精度高、作业效率高、数据分析能力强的特点,很大程度上解决了人工测绘的痛点。因此,无人机在测绘工程中的应用越来越广泛。那么,先掌握无人机航拍注意要点,才能充分发挥无人机优势,减轻测绘负担。

一、航拍总技术流程

 

二、航拍测绘各步骤说明

测绘无人机小组航拍小组配备2-3人即可,航拍任务结束后对数据进行快速检查,检查合格后即可带回进行后续的数据处理工作。

1.飞行准备

飞行前的准备内容包括:

选择航拍测绘设备、航线规划涉及、飞行方案涉及(确定航高及飞行速度、重叠度)

2.保持每天的工作日志

记录当天风速、天气、起降坐标等信息,并保存数据供日后参考和分析。

3.建立无线电台和地面站

无线电链路用于地面站和无人机之间的通信。

目前,大多数测绘无人机使用无线电链路在无人机与地面站之间进行数据交换。

4.飞行执行

根据制定的分区航摄计划,寻找合适的起飞点,对每块区域进行拍摄采集照片。

在设备检查完毕,并确认起飞区域安全后,将无人机解锁起飞。

起飞时飞手通过遥控器实时控制飞机,地面站飞控人员通过飞机传输回来的参数观察飞机状态。

飞机到达安全高度后由飞手通过遥控器收起起落架,将飞行模式切换为自动任务飞行模式。

同时,飞手需通过目视无人机时刻关注飞机的动态,地面站飞控人员留意飞控软件中电池状况、飞行速度、飞行高度、飞行姿态、航线完成情况等,以此保证飞行安全。

5.飞行结束

无人机完成飞行任务后,降落时应确保降落地点安全,避免路人靠近。

完成降落后检查相机中的影像数据、飞控系统中的数据是否完整。

数据获取完成后,需对获取的影像进行质量检查,对不合格的区域进行补飞,直到获取的影像质量满足要求。

三、无人机航拍影像质量检查方法

1 避免无人机航拍影像曝光

影像的曝光过度或不足、影像的重影、散焦与噪点,将严重影响三维建模的质量。

为了避免这类曝光问题、在外出航拍时尽量提前看天气预报,在多云的天气拍摄比大晴天更好,如果必须在晴天拍,最好选择中午左右使阴影区域最小化。

2 无人机航拍快门选择

拍摄前调试使用最合适的快门、光圈、ISO值。

参数相同点:

都可以调节曝光的明暗度,光圈大、ISO高、快门速度慢都会曝光过亮;

不同点:

光圈可调节景深,小光圈景深大,大光圈景深小;

景深无法通过ISO快门来控制,这就是光圈和ISO快门的区别。

ISO除了明暗调节还有一个特点是降低画质,ISO高了画质就会降低,所以升高ISO在三要素里是最后考虑的,实在不行才提高ISO。

 3 其它技术总结

(1)相机感光体CCD的尺寸、焦距以及像素的大小直接影响影像的精度从而影响模型的精度。

(2)在相机参数不变的情况下,无人机飞行高度(曝光点到地物的高度)是决定模型精度高低的关键因素。

(3)在建模的过程中,需要知道相机感光体CCD的尺寸说到传感器的尺寸,其实是说感光器件的面积大小,这里就包括了CCD和CMOS。

感光器件的面积越大,CCD/CMOS面积越大,捕捉的光子越多,感光性能越好,信噪比越高。

(4)传感器尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。

1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。

(5)而相同尺寸的传感器像素增加固然是件好事,但这也会导致单个像素的感光面积缩小,有曝光不足的可能。

(6)拍摄好的影像,不要进行任何的编辑,包括改变尺寸、裁剪、旋转、降低噪点、锐化或调整亮度、对比度、饱和度或色调。

(7)CC建模软件不支持拼接的全景图作为原始数据。

(8)飞行过程中的数据会有一定的图像模糊,尤其是旋翼倾斜上使用的普通相机,对于微单相机来说,运动模糊是不可避免的。

运动模糊会导致特征点提取不准,从而:

空三处理中的连接匹配带来很大的影响;

三维重建中的粗匹配产生较大的影响。

(9)模型重建要求连续影像之间的重叠部分应该超过60%,物体的同一部分的不同拍摄点间的分隔应该小于15度。

(10)规划航线拍摄时,建议采集航向重叠度75%以上,旁向重叠度不小于70%的影像。

为实现更好的效果,更好的还原建筑,建议同时采集垂直和倾斜影像。

并同时用小无人机低空采集高空相机拍不到的死角。

(11)尽量选择高分辨率的单反相机,建议2000万像素以上。

避免使用广角鱼眼镜头。

最好是选择定焦镜头,如果使用变焦镜头,请将该镜头焦距设置成最大或最小值。

(12)将相机调整为最大分辨率模式;

ISO值尽量低,否则高ISO会产生噪点;

光圈值足够高(光圈越小越好),以产生足够的景深,背景不要太模糊;

快门速度不应该过慢,否则轻微的动作会造成图像模糊。

(13)避免选择高反光、透明的物体,例如玻璃瓶,镜面等。

如果容易反光的物体,最好使用柔光灯或在阴天下拍摄,尽可能没有亮点。

(14)避免选择有两面绝对对称的物体(形状和纹理都对称),例如单色立方体或有对应面一样纹理的立方体。

(15)避免有移动的物体在场景中,要保证被拍摄的背景环境是不变的。

(16)避免绝对平坦的物体,例如平口盘子等。

避免绝对平坦的背景,有层次感会更好,背景颜色也不要选择单色的背景,最好是杂乱无章的图案。