大疆P1电力变压站精细三维建模成果案例展示

时间：2021-02-02

全画幅相机可以执行更安全的航高获取更好的成像质量，通过环绕拍摄可以多角度获取测区的几何结构。使用1英寸与C画幅难以实现的重建效果，使用全画幅相机却能很容易的做到。

以大疆禅思P1为例，其全画幅规格的相机配合35mm焦距的镜头，每提升100米相对航高，正射地面分辨率降低31.25px/pixel。地面分辨率的概念为：影像上每一个像素点的大小采集到的地面实际距离，从这个概念我们可以推出：GSD/α=H/f，其中GSD为地面分辨率、α为像元尺寸（传感器对地面景物进行扫描采样的较小单元，可以通过传感器长宽尺寸分别除以分辨率的长宽计算）、H为相对航高，f为相机的焦距。

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当比例尺确定时，GSD为已知量，即GSD=H*α/f。这时获取相同地面分辨率所需要的相对航高取决于相机。以1英寸传感器相机与禅思P1全画幅相机对比为例，1英寸相机像元尺寸与焦距的比值为0.00027。禅思P1 35mm焦距镜头的比值为0.00129，将这两个比值带入GSD计算公式，可以看出，获取相同地面分辨率的影像，全画幅相机飞行的相对高度远**1英寸传感器尺寸的相机。除了航高的优势外，P1的像元尺寸要远大于1英寸传感器的相机，也可以带来更高的成像质量。

 

航高确定后，无人机的飞行速度受相机的曝光间隔与相机曝光参数影响。前者是每两个曝光时刻的间隔，航高越低时，相同重叠率每两个曝光时刻无人机飞行距离越短，这时主要是相机自身的较短曝光间隔影响航速；而航高越高，相同重叠率的每两个曝光时刻的无人机飞行距离越长，这时主要由曝光参数影响航速。相机的曝光参数与像移相关，摄影测量规范要求像移的大小＜1/3GSD。根据我们以前分享的教程《航测相机的曝光设置（一）》可以得出几个结论：1、当天气较好时，可以设定的快门速度较快，在满足像移符合规范的前提下，航高越高，可以设定航线飞行速度越快。2、当天气较暗时，可以适当降低航速，将快门的曝光速度降低，禅思P1具备的低噪高感成像可以有效延长作业时间。

 

综上所述，使用禅思P1全画幅相机进行航测，可以以更高的航高获取高分辨率的影像，航高增加以后可以加快航线飞行速度，提高外业效率，同时曝光参数的控制也更容易，可以有效的延长作业时间。

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结合禅思P1全画幅相机进行航测作业的优势，WayPoint Master对禅思P1进行了全面适配，可以通过WayPoint Master使用M300 RTK搭载禅思P1进行正射仿地、环绕仿地、带状仿地、精细仿地(毫米级分辨率仿地飞行)、折线环绕、区域环绕、电力航线、立面测绘、纵向航线、单点环绕航线等各种航测外业解决方案航线规划。

 

WayPoint Master**的自动环绕倾斜航线规划与五镜头相比每个平方公里可以节省80%~90%的影像数量，用户内业处理流程更高效，可以实现外业与内业同步处理的效率。在拿到样机后，我们在西安某地进行了外业测试，下面我们来分享这次测试数据以及处理流程。

 

 

 

数据背景

 

1、测区面积：1km²

2、作业设备：M300 RTK、禅思P1

3、作业方式：环绕飞行

4、影像数量：4823

5、作业时长：8架次（电池100+循环次数）

6、处理软件：大疆智图、CC

7、作业航高：96米

8、飞行速度：10m/s

9、航线规划：WayPoint Master

 

作业流程

 

1、航线规划：

绘制KML范围，打开WayPoint Master M300航线设计区域航线设计功能，根据需要的航摄参数设置航线生产参数。本次测试项目航高为96米，P1按96米航高执行航线任务时，正射分辨率为30px，-45°


倾斜视主点分辨率约为1.69cm。

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为了避免航点过多导入遥控器产生卡顿，WayPoint Master会自动根据测区任务航点数量每300个航点切割一个任务，并且同时生产forVerify校验航线，方便导入第三方软件校验航线飞行轨迹。

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生产好的航线任务文件为KML格式，可以通过航点飞行的方式导入M300 RTK。

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2、像控点布设

 

抵达测区后根据测区情况布设控制点与检查点，测区共布置地面控制点10个，地面检查点2个，房角检查点4个。

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3、调用航线执行任务

 

组装好飞机将遥控器开机后再将*行器开机，打开导入的航线任务，调整合适的曝光参数，上传任务并执行。

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4、内业处理

 

禅思P1存储的影像数据命名结构为DJI+任务执行年月日时间+任务名与架次数，禅思P1已经将进行天线改正写入到XMP信息中，导出时*特殊设置，直接复制即可。数据总大小为59.2GB，使用高速读卡器传输数据，时间仅需几分钟。

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本次数据分别使用大疆智图与CC集群处理，处理时间如下：

从处理时长可以看出，当节点数量较少时，使用大疆智图的处理时间是远远少于CC的，当节点数量较多时，CC可以发挥出集群运算的效率优势。使用大疆智图进行数据处理，可以大大提高单机数据处理效率。

 

 

5、精度检核

 

大疆智图控制点与检查点报告如图

 

CC控制点与检查点报告如图

6、模型效果

 

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总结

 

使用大疆经纬M300 RTK与禅思P1的组合进行倾斜摄影测量，客户可以沿用精灵4 RTK既有的五向飞行、大疆全新推出的智能扫摆拍摄或者我们推荐的环绕飞行，无论是哪一种作业方式，都遵循摄影测量原理，客户*掌握新的知识即可延续原来的处理方式获取高精度的成果。并且由于飞机端可以输出精确的外方位元素加之全画幅相机的畸变参数更小且同等光照条件下成像更扎实，获取高精度航测成果会变得更加容易。

 

结合前文介绍，禅思P1的推出对行业效率提升的影响是革命性的，平民化的价格，可以迅速在行业内将全画幅航测普及开来，让大部分行业用户都可以使用全画幅相机进行航测。与精灵4 RTK相比M300RTK+禅思P1+WPM的组合可以将外业效率提高5-7倍，与C画幅五镜头相比M300RTK+禅思P1+WPM的组合可以将大范围航测数据的影像数量从动辄几十万锐减到几万。外业节省人力差旅成本，内业节省数据处理成本与时间，使用M300 RTK+禅思P1+WPM用户的单位时间产值必将**其他**。

 

2021年将是全画幅相机航测普及的一年，也将是从业者洗牌的一年。

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