2018年3月受湖南某部門委托，需對(duì)張家界地區(qū)地質(zhì)景區(qū)進(jìn)行傾斜數(shù)據(jù)采集及三維成果處理。該項(xiàng)目測區(qū)范圍約33平方公里，地處四川盆地邊緣，測區(qū)高差近千米，甲方要求獲取影像分辨率為5cm，聽起來似乎是一個(gè)無法完成的任務(wù)。

測區(qū)三維示意圖

那接下來看下我們是如何解決這個(gè)難題，順利完成數(shù)據(jù)獲取及處理任務(wù)的：

一、機(jī)型選擇

針對(duì)測區(qū)地形高差情況及甲方分辨率要求，我們***終選用大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600搭載紅鵬金牛傾斜相機(jī)AP4300R進(jìn)行傾斜模塊數(shù)據(jù)采集工作，采用大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600完成此項(xiàng)目具備以下優(yōu)勢(shì)：

1、測區(qū)范圍較大，采用無人機(jī)管家可以進(jìn)行自動(dòng)分區(qū)且可以確保區(qū)塊間的接邊重疊度。

2、山區(qū)起降場地有限，采用旋翼飛行不受場地限制。

3、測區(qū)高差較大，大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600具備精準(zhǔn)地形跟隨飛行能力，可以有效確保測區(qū)分辨率。

4、大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600搭載紅鵬金牛傾斜相機(jī)AP4300R，四相機(jī)旋轉(zhuǎn)傾斜攝影技術(shù)。四相機(jī)一體化緊湊設(shè)計(jì)，體積小、重量輕、操作簡單定位精度高，影響分辨率高達(dá)1.5CM,滿足1:500航攝規(guī)范要求。內(nèi)置多臺(tái)相機(jī)的統(tǒng)一控制，曝光周期總像素3億，內(nèi)置多種工作模式航攝效率高，比傳統(tǒng)五相機(jī)效率提高46%，同時(shí)也可有效變高飛行。

5、測區(qū)基本為山區(qū)林地，無法布設(shè)更多控制點(diǎn)，大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600融合作業(yè)模式，紅鵬金牛傾斜相機(jī)AP4300R采用逐相機(jī)打標(biāo)，具備免像控和稀少像控的能力。

大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600搭載紅鵬金牛傾斜相機(jī)AP4300R

二、航線設(shè)計(jì)

將測區(qū)KML文件導(dǎo)入無人機(jī)管家智航線模塊中，進(jìn)行自動(dòng)分區(qū)，針對(duì)此次測區(qū)共劃分9個(gè)區(qū)塊，如下圖：

測區(qū)分區(qū)示意圖

再逐區(qū)塊設(shè)計(jì)航線，此次設(shè)計(jì)航向重疊度80%，旁向重疊度65%，GSD=5cm，采用變高航線（針對(duì)此次5cm319m真高飛行，直接采用無人機(jī)管家內(nèi)嵌的三維地形進(jìn)行變高航線設(shè)計(jì)；如需更高分辨率飛行真高更低的時(shí)候建議采用預(yù)掃DSM模式獲取精度地形數(shù)據(jù)，再進(jìn)行變高航線設(shè)計(jì)）；如圖所示，區(qū)塊1是測區(qū)海拔高的區(qū)域，面積約5km2，設(shè)計(jì)里程92km，預(yù)計(jì)飛行5架次。

區(qū)塊1變高航線示意圖

測區(qū)9個(gè)區(qū)塊均按照航向重疊度80%，旁向重疊度65%，GSD=5cm，變高航線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)里程共計(jì)680 km，預(yù)計(jì)40架次；將無人機(jī)管家智航線中生成的航線導(dǎo)入谷歌地圖中展示如下圖：

谷歌地圖中顯示的測區(qū)航線示意圖

三、外業(yè)飛行

為確保工期，此次作業(yè)采用2架大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600協(xié)同作業(yè)，飛行均采用連接千尋位置網(wǎng)絡(luò)的RTK/PPK的作業(yè)模式，從而具備免像控能力；因測區(qū)地形及天氣原因?qū)嶋H作業(yè)6天，飛行52架次，獲取原始影像76890張。

現(xiàn)場工作照

四、內(nèi)業(yè)處理

1、數(shù)據(jù)導(dǎo)入

將測區(qū)數(shù)據(jù)整理完成后，導(dǎo)入Smart3D軟件，將GPS信息與照片對(duì)應(yīng)，整體數(shù)據(jù)共計(jì)76890張，整體測區(qū)數(shù)據(jù)展示如下圖所示：

CC中顯示的數(shù)據(jù)航線示意圖

2、空三分塊

由于測區(qū)數(shù)據(jù)量比較大，基于瞰景科技自主研發(fā)的傾斜數(shù)據(jù)預(yù)處理高級(jí)工具集Smart3D Advance Toolkit將整體測區(qū)分為三塊，每塊照片數(shù)量為23000-30000張。運(yùn)算節(jié)點(diǎn)機(jī)器配置為：CPU：i7-7700K，內(nèi)存：64GB，顯卡：GTX 1080。耗時(shí)2天，完成了子區(qū)的空三計(jì)算?？杖\(yùn)算完成結(jié)果如下所示：

其中一塊空三完成狀態(tài)圖

本次數(shù)據(jù)的POS是基于RTK和PPK融合解算，且為逐相機(jī)打標(biāo)的，具備的位置信息，因此每個(gè)子區(qū)要少量的控制點(diǎn)（每塊4-5個(gè)）即可滿足精度要求。在Smart3D中直接先刺點(diǎn)再跑空三，一次空三成功，且子區(qū)與子區(qū)之間基本無縫接邊。子區(qū)空三成功后將三個(gè)子區(qū)空三結(jié)果合并，空三后的整體測區(qū)如下：

Smart3D中合并空三示意圖

3、生產(chǎn)模型

空三處理結(jié)束后，提交模型生產(chǎn)。模型大小為100*100分塊，瓦片數(shù)量為1571塊。模型生產(chǎn)過程采用多節(jié)點(diǎn)并行運(yùn)算，30臺(tái)機(jī)器同時(shí)參與建模，耗時(shí)五天，即完成數(shù)據(jù)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(jié)論

整個(gè)項(xiàng)目外業(yè)飛行加內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，有效作業(yè)時(shí)間不足倆周，即獲取了分辨率一致的精度三維模型，解決了大范圍大高差精度數(shù)據(jù)獲取的難題，這在整個(gè)無人機(jī)航測應(yīng)用領(lǐng)域中都堪稱前列。總結(jié)此次項(xiàng)目的高效、順利完成主要有以下幾點(diǎn)：

1、大疆無人機(jī)智能、自動(dòng)，可在惡劣環(huán)境中快速展開作業(yè)，外業(yè)數(shù)據(jù)獲取高效。

2、無人機(jī)管家的自動(dòng)分區(qū)功能和精準(zhǔn)地形跟隨飛行能力，區(qū)塊間的無縫接邊及一致的影像分辨率，從而三維建模效果。

3、大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600融合作業(yè)模式及紅鵬金牛傾斜相機(jī)AP4300R逐相機(jī)打標(biāo)的精度POS獲取，可實(shí)現(xiàn)免像控或稀少像控的數(shù)據(jù)作業(yè)，對(duì)山區(qū)、林地等控制點(diǎn)布設(shè)困難區(qū)域。

4、大范圍測區(qū)常存在的數(shù)據(jù)接邊難題，也因大疆經(jīng)緯無人機(jī)M600精度的GPS數(shù)據(jù)得到了有效的解決。該項(xiàng)目在接邊區(qū)域控制點(diǎn)稀少的狀況下，基于精度GPS的空三聯(lián)合平差，接邊高差不超過5厘米，達(dá)到了數(shù)據(jù)接邊要求。

5、瞰景科技的數(shù)據(jù)預(yù)處理工具集Smart3DAdvance Toolkit提高了大數(shù)據(jù)量的處理效率。