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1、成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT模块一：无人机航空摄影测量的认识任务2：无人机航空摄影测量基础知识无人机操控与应用教研室无人机操控与应用教研室李艳李艳成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据
2、获取与处理（活页式）教材PPT知识点1无人机摄影测量的现状无人机摄影测量的现状无人机摄影测量的现状无人机摄影测量的现状知识点航空摄影测量的基本知识航空摄影测量的基本知识航空摄影测量的基本知识航空摄影测量的基本知识2成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT情景创建某基础测绘单位提出航空摄影测量要求：航摄总面积为 3500 m2，测区共设计60 条航线，每条航线 84 张照片；航片的航
3、向重叠度 60%，旁向重叠度 35%，东西向飞行；12000 正射影像，航摄比例尺 18000，分辨率为 0.02 m。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT任务实施现阶段无人机摄影测量能否达到以上要求？该摄影测量工作的航线规划、重叠度、航摄比例尺是怎么得到的？在进行以上工作之前，需要先了解无人机摄影测量的现状，掌握航空摄影测量的基础知识。成都航空职业技术学院Chengdu Ae
4、ronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点1：无人机摄影测量的现状无人机摄影测量技术能够克服传统航空摄影受制于长航时、大机动、恶劣气候条件、危险环境等的影响，又能弥补卫星因天气无法获取感兴趣区域信息的空缺，可提供多视角、大范围、宽视野的高分辨率影像信息。无人机摄影测量技术以获取高分辨率数字影像为应用目标，以无人驾驶飞机为飞行平台，以高分辨率数码相机为传感器，通过3S 技术（遥感技术、地理信息系统和全球定位系统的统称）
5、在系统中集成应用，最终获取小面积、真彩色、大比例尺、现势性强的航测遥感数据。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点1：无人机摄影测量的现状1.无人机摄影测量的优势（1）安全性和可靠性 不同于直升机等载人的飞机，无人机的起落不需要专门的场地。经过设置后，无人机可以根据预定的路线进行作业，也可以快速地与地面站进行数据交换，保证数据的准确性。（2）成本较低无人机相对于有人飞机较为
6、简单，造价要远低于有人飞机，总的费用较低，性价比较高。（3）机动灵活性 无人机相对于有人飞机而言，其体型更加娇小，升空的时间更短，更加机动灵活。（4）高分辨率、多角度的影像 无人机搭载的数码成像设备可以是一些新型、高精度的设备，能够从多个方向进行摄影成像，拍摄的角度可以多变，全方位地获取测量数据。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点1：无人机摄影测量的现状2.无人机摄影测
7、量的不足（1）飞行不够平稳机体轻是无人机的独特优势，但同时由于无人机机体很轻，当飞行高度升高时，容易受高空风力的影响，从而导致无人机飞行不稳定。在测绘领域的应用中，处理一些突发性事件时，工作环境大多是山区及高原地区。无人机飞行会受风向和风速的影响，而无法进行低空拍摄作业，或拍摄的遥感影像无法达到精度要求。如何解决测绘无人机的抗风性能，是目前测绘无人机的关键问题之一。（2）对通信系统的依赖性大由于无人机的飞行依赖于技术人员，技术人员对无人机的操控是利用控制程序实现的，无人机的控制程序对通信系统的依赖程度很高。无人机对 GPS 和通信系统的依赖使黑客很容易通过编码程序来干扰无人机的正常飞行，引发安
8、全问题。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点1：无人机摄影测量的现状3.无人机摄影测量的注意事项（1）定期检查相关设备 在使用无人机遥感技术进行测绘前，要想提高其测绘质量，工作人员还需定期检查和调适其相关设备：应确保相关设备符合相关质量标准，且都是经过检定合格的设备，应根据工程测绘的实际需要适当调整设备的使用；需要对通信设备、地面电台、电源系统和记录系统等相关设备进行定期
9、检查，例如连接航摄平台进行通电检查 等，从而确保这些设备和系统具备良好的运行状态。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点1：无人机摄影测量的现状3.无人机摄影测量的注意事项（2）严格控制飞行和摄影质量 为提高无人机拍摄工作的效率与质量，在实际使用中，相关操作人员还应严格控制无人机飞行的平稳性和摄影的质量：需要严格按照规定的时间进场，并明确相关的起飞和降落方式以及起飞重量等，
10、还应控制好飞行速度，进而获取更加高清的测绘影像；应设计和控制无人机飞行的高度，掌握拍摄区域实际航高与设计航高之间的高度差，并将其控制在合理范围内；应控制好无人机的飞行状态，避免 GPS 定位系统等产生信号混乱现象而影响拍摄的准确性；在无人机飞行过程中还应控制好其上升和下降的飞行速率；工作人员还应规划并制定出完善的安全保护方案，从而保证无人机在飞行过程中的安全；在进行拍摄时，应确保没有航摄遗漏的现象发生，若有遗漏，则需要进行补摄；在进行遥感测绘工作时，还应检查像片的重叠度、航线弯曲度、倾角、旋角以及影像的质量，例如在检查影像质量时，可目测其清晰度、色彩等效果。成都航空职业技术学院Chengdu
11、Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点1：无人机摄影测量的现状3.无人机摄影测量的注意事项（3）优化像控点测量流程 为提高无人机航空摄影测量技术中像控点的有效性，需要不断优化像控点测量的流程：应根据工程需要明确具体的拍摄区域和范围，并检验航摄区域影像的效果，快速制作快拼图等；应根据测量区域的地形地势特点等设计像控点布设方案，并确保像控点像片的质量。在进行数据采集和处理时，相关工作人员需要注意不能将原始观测记录
12、进行删除或修改，也不能在无人机数据处理等系统中设定任何能够对数据进行重新加工组合的操作指令，进而保存真实的原始工程测绘数据，以便日后能够进行科学的调整等。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识1.像点位移影像倾斜引起的像点位移理想情况下，航空摄影时影像完全平行于地面，但是由于气流、飞机颠簸的影响，实际飞行时姿态很难控制到使飞机完全平行于地面。因此，
13、影像与地面之间存在一定的倾斜。同时，相对于有人飞机航空摄影，无人机自重轻，受飞行气流的影响更大，航空影像倾斜的角度也更大。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识1.像点位移地形起伏引起的像点位移地形起伏引起的像点位移在有人驾驶的航空影像和无人驾驶的航空影像中都存在。像点位移与航高和地物本身的高度有关：航高越低，地形起伏引起的像点位移越大；地物越高，
14、像点位移越大。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识2.摄影比例尺航摄像片上某一线段影像的长度与地面上相应线段长度之比指的是影像上该线段的构像比例尺。对于中心投影的航摄影像，只有当影像水平且地面也水平时，影像上任意线段的比例尺都相等，此时像片比例尺1/m=f/H。其中 f 为摄影机主距，H 为摄影航高。无人机多用于获取大比例尺地形图，大比例尺下的摄
15、影比例尺和成图比例尺关系如下表。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识3.中心投影和平行投影用一组直线将物体向几何面投射称为投影，投影直线称为投影射线，投影的几何面通常为平面，称为投影平面。在投影平面上得到的图形为该物体在投影平面上的投影。投影分为中心投影和平行投影。其中投影射线汇聚于一点的投影称为中心投影，航空摄影的影像都是以中心投影方式获得的。
16、中心投影成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识3.中心投影和平行投影平行投影又分为斜投影和正射投影，投影射线与投影平面斜交的投影称为斜投 影，投影射线与投影平面正交的投影称为正射投影。实际测量中，地面与地形图之间的投影关系为正射投影。斜投影正射投影地图是地面的正射投影，无变形，比例尺一致。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic P
17、olytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识4.航空摄影为了获取地面信息、测绘地形图，空中摄影要按航摄计划去进行，并确保航摄影像数量。在整个航摄区域，飞机要按规定的航高和设计的方向沿航线飞行，并确保各航线之间平行。航摄机在摄影曝光的瞬间，物镜主光轴保持与地面垂直。竖直摄影是指摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，偏离铅垂线的夹角小于 3。主光轴与影像严格保持垂直，将主光轴与铅垂线的夹角称为影像倾角。竖直摄影成都航
18、空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识5.影像重叠度为了立体测图及航线间的接边，要求影像间有一定的重叠，包括航向重叠和旁向重叠。同一条航线内相邻两张影像的重叠称为航向重叠，航向重叠部分与整个像幅长的百分比称为航向重叠度，常用字母 P 表示。相邻航线间的影像重叠称为旁向重叠，旁向重叠部分与整个像幅宽的百分比称为旁向重叠度，用字母 Q 表示。旁向重叠度航向重
19、叠度成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识6.航带弯曲将一条航线的航摄影像根据地物影像拼接起来，各张影像的主点连线不在一条直线上而呈现弯弯曲曲的折线，称为航带弯曲或航线弯曲。航带弯曲度是指航带两端影像主点之间的直线距离与偏离该直线最远的垂直线垂距比值的倒数，一般用百分比表示。航带弯曲会影响旁向重叠的一致性，若弯曲度太大，可能影响摄测作业，所以一般要
20、求航带弯曲度不得大于 3%。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识7.影像旋偏角两张相邻影像主点连线与同方向框标连线间的夹角称为影像旋偏角，它是由于摄影时航摄机定向不准确而产生的，一般用表示。旋偏角会影响影像的重叠度，减少立体像对的有效范围，给航测内业作业增加困难。所以，对于低空摄影，要求影像旋偏角一般不大于 15，在确保影像航向和旁向重叠度满足要
21、求的前提下，个别最大旋偏角不超过 30。在同一条航线上旋偏角超过 20的影像不应超过 3 片，超过 15的影像数不得超过分区影像总数的 10%。此外，影像倾角和影像旋偏角不能同时达到最大值。成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识8.航线间隔与摄影基线航线间隔是指相邻两条航线之间的间距 S；摄站点是指摄影曝光时刻摄影机物镜所在的空间位置。航线方向相邻
22、两摄站点间的空间距离称为摄影基线，通常用 B 表示。航线间隔摄影基线成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT知识点2：航空摄影测量的基本知识9.像对航线上相邻两张影像组成一个像对，拍摄时会受各种因素的影响，像对有以下几种情况：相邻两张影像水平、摄影基线水平组成的像对称为理想像对，如图 1-2-11（a）所示；相邻两影像水平、摄影基线不水平，组成的像对称为正直像对，如图 1-2-11
23、（b）；相邻两影像不严格水平、摄影基线不水平组成的像对称为竖直像对。理想像对正直像对成都航空职业技术学院Chengdu Aeronautic PolytechnicSCHOOL OF UAV INDUSTRY Copyright 2022 CAP.All rights reserved.无人机航空摄影测量数据获取与处理（活页式）教材PPT课后任务（1）某地海拔 4000 m，高差 800 m，突发地震灾害，选用无人机摄影测量系统的优势是什么？在地震灾害使用无人机过程中有哪些注意事项？（2）假设一个相机像素为 2000 万，焦距为 20 mm，感光元件尺寸大小为 6 mm4 mm，分辨率为 40003000，现在如果要求地面分辨率达到 20 cm，航高应设置为多少？作 业