大面積航測(cè),聽起來(lái)是不是只有“大家伙”才能搞定?地形復(fù)雜、氣象多變、高達(dá)數(shù)千平方公里的測(cè)區(qū),對(duì)航測(cè)設(shè)備的續(xù)航能力、作業(yè)效率、數(shù)據(jù)管理和團(tuán)隊(duì)協(xié)作提出了極高要求。大型無(wú)人機(jī)環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng),固然是一個(gè)很好的選擇,但它價(jià)格高昂,對(duì)作業(yè)場(chǎng)地也有較高要求,靈活性有限。
那么,微小輕型無(wú)人機(jī)能否扛起大面積航測(cè)的重任?如何高效獲取正射影像與傾斜攝影數(shù)據(jù)?
今年,DJI Matrice 4E 正式發(fā)布,其航速提高至 21 米/秒,相比上一代 Mavic 3E 無(wú)人機(jī) 15 米/秒的速度,作業(yè)效率提升 40%。Matrice 4E 正逐漸成為幾十平方公里甚至是幾百平方公里測(cè)區(qū)的主力機(jī)型。
DJI Matrice 4E
在某大面積測(cè)繪項(xiàng)目中,作業(yè)人員采用 Matrice 4E 無(wú)人機(jī)外業(yè)采集數(shù)據(jù)。一起來(lái)看看輕量化設(shè)備如何破解大測(cè)區(qū)(100-2000 平方公里)難題。
環(huán)節(jié)一:測(cè)區(qū)分割
針對(duì)大面積測(cè)區(qū)作業(yè),建議采用分區(qū)處理方案。經(jīng)過多次驗(yàn)證,丘陵與平原地區(qū)可采用 3km×3km 網(wǎng)格分區(qū),山區(qū)可采用 2km×2km 網(wǎng)格分區(qū)。操作流程為:先在 GIS 軟件中規(guī)劃測(cè)區(qū)范圍線,將規(guī)劃好的范圍導(dǎo)出為 DXF 格式,最后在 CAD 軟件中完成區(qū)塊劃分。
選擇合適的投影坐標(biāo)系
在 CAD 或 CASS 軟件中按 3km×3km 進(jìn)行分塊處理:首先繪制 3km×3km 的標(biāo)準(zhǔn)方格,通過陣列復(fù)制后移動(dòng)覆蓋到測(cè)區(qū),結(jié)合范圍線修改好范圍線的邊界,并根據(jù)測(cè)區(qū)交通條件,為飛行組劃分任務(wù)。
CASS 分割效果圖
將 CAD 中分割好的范圍導(dǎo)出至奧維地圖,并另存為 KML 格式的范圍線文件。在 CASS 中分割范圍線的過程中,請(qǐng)確保分割后的總邊界范圍大于實(shí)際作業(yè)區(qū)域面積。
把 CAD 生成的分幅圖框線文件轉(zhuǎn)換成面狀測(cè)圖形(區(qū)塊)文件(或者提前在 CAD 完成轉(zhuǎn)換)。
具體步驟如下:
1.刪除此前的線文件,保留圖形文件,查看無(wú)誤后,導(dǎo)出為 KML 格式。
2.在 GIS 軟件中導(dǎo)出分割圖為 KML,注冊(cè)大疆賬號(hào),打開司空 2 免費(fèi)試用公有版。
司空 2 免費(fèi)試用公有版
3.創(chuàng)建組織
4.進(jìn)入組織 — 打開地圖標(biāo)注 — 導(dǎo)入 KML
5.查看原始范圍線與分割后的范圍線,確認(rèn)無(wú)誤后點(diǎn)范圍線文件夾分發(fā)。
6.打開項(xiàng)目設(shè)置,復(fù)制申請(qǐng)碼給其他機(jī)組加入本項(xiàng)目。
環(huán)節(jié)二:在司空 2 進(jìn)行測(cè)區(qū)航線轉(zhuǎn)換
各小組打開遙控器上 DJI Pilot 2 app,登錄司空 2 平臺(tái)。
點(diǎn)擊航線庫(kù),選中小測(cè)區(qū)圖形,轉(zhuǎn)換為測(cè)區(qū)。
選擇面狀航線,選擇 Matrice 4E 重命名為 A0-1 并確定。
根據(jù)項(xiàng)目要求,制定不同分辨率、重疊率、航速的航線并保存。在該界面,你還可以自由旋轉(zhuǎn)在三維視圖下查看航線地形等信息。
打開 DJI Pilot 2 app,進(jìn)入航線頁(yè)面。
點(diǎn)擊云端。
選擇對(duì)應(yīng)的航線,準(zhǔn)備起飛。
環(huán)節(jié)三:多組聯(lián)合作業(yè)
關(guān)于像控點(diǎn)、起降場(chǎng)地更新、充電、聯(lián)合作業(yè)飛行,有以下注意事項(xiàng):
1.像控點(diǎn)布設(shè):
各小組抵達(dá)起飛場(chǎng)地后,可就地布設(shè)像控點(diǎn)。起飛場(chǎng)地盡量選擇離航線起點(diǎn) 300-1000 米的區(qū)域,并確保配備 4G 網(wǎng)卡。
在完成前兩塊電池的飛行任務(wù)后,可選擇更換場(chǎng)地繼續(xù)作業(yè);或者開車至下一處起降點(diǎn)時(shí),同步布設(shè)像控點(diǎn)并更新返航點(diǎn)位置。通過邊飛行邊移動(dòng)的作業(yè)模式,提高工作效率。
2.充電建議:
建議優(yōu)先選擇支持 220V 大功率放電的混動(dòng)或燃油車輛,配合大疆行車充電器及戶外電源使用。
推薦使用 DJI POWER 1000 戶外電源,搭配原裝充電器和 SDC 轉(zhuǎn) Matrice 4 系列快充線,可實(shí)現(xiàn)三塊電池同時(shí) 500W 功率充電。5-6 組電池即可滿足全天候循環(huán)作業(yè)需求。夏季作業(yè)時(shí),建議電池更換后,先通過空調(diào)出風(fēng)口冷卻 5 分鐘再進(jìn)行充電。
3.聯(lián)合作業(yè):
聯(lián)合作業(yè)時(shí)需保持各小組間的及時(shí)溝通。各小組無(wú)人機(jī)飛行高度建議錯(cuò)開 5-10 米,也可以錯(cuò)峰飛行,同時(shí),注意密切監(jiān)控己方與隊(duì)友無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)位置。尤其是小組作業(yè)邊界區(qū)域,嚴(yán)防無(wú)人機(jī)空中相撞。
4.分組作業(yè):
一個(gè)作業(yè)小組可以配備 2 個(gè)人,操作 1-4 臺(tái)無(wú)人機(jī)。
外業(yè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié):從精靈 4 RTK、M3E、M300 RTK、M350 RTK 到 最新 Matrice 4E 機(jī)型,經(jīng)過大量項(xiàng)目驗(yàn)證,大疆小型旋翼無(wú)人機(jī)具備卓越的作業(yè)可靠性。4-5 個(gè)飛行小組配備 7-8 臺(tái)無(wú)人機(jī),可在 3-5 天內(nèi)完成數(shù)千平方公里的航測(cè)任務(wù),為環(huán)保巡查、林業(yè)普查、農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)、牧業(yè)監(jiān)測(cè)、禁毒巡查及國(guó)土調(diào)查等項(xiàng)目提供了高效的數(shù)據(jù)支持。
在平原、丘陵及低山地區(qū),在交通條件允許的情況下,Matrice 4E 無(wú)人機(jī)能夠適應(yīng)陰天、多云等天氣條件,穩(wěn)定完成大面積航測(cè)作業(yè),無(wú)需擔(dān)心穿云等問題。
環(huán)節(jié)四:無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理
幾個(gè)飛行組聯(lián)合作業(yè)數(shù)天后,將產(chǎn)生幾萬(wàn)張到十幾萬(wàn)張的照片。由于項(xiàng)目地處偏遠(yuǎn),為避免補(bǔ)飛帶來(lái)的額外成本和工期延誤,必須嚴(yán)格保證數(shù)據(jù)質(zhì)量與完整性。
為此,本次作業(yè)采用大疆智圖集群版對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速質(zhì)檢。實(shí)際案例顯示,采用大疆智圖集群版處理 2.4 萬(wàn)張影像完成三維建模僅需 20 小時(shí) 38 分鐘,顯著提升了內(nèi)業(yè)工作效率。
2.4 萬(wàn)張 Matrice 4E 三維建模時(shí)間
本次作業(yè)采用 Matrice 4E 小型無(wú)人機(jī)完成了大規(guī)模航測(cè)任務(wù)。大疆將持續(xù)優(yōu)化航測(cè)作業(yè)全流程,讓大面積測(cè)繪變得更智能、更高效。如果您在航測(cè)實(shí)踐中遇到過技術(shù)難題,或?qū)ψ鳂I(yè)流程優(yōu)化有獨(dú)到見解,歡迎留言分享您的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)心得。