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固定翼单相机倾斜摄影优于2cm分辨率?是的,你没看错

目前常规的1:500地籍测量,多是采用多旋翼无人机搭载倾斜相机或单镜头相机,来获取高分辨的数据。但因为多旋翼无人机本身续航时间有限,作业效率较低。部分固定翼无人机做倾斜摄影获取的原始数据的分辨率较低,导致模型放大后模糊,获取的建筑物侧面纹理细节不丰富。


成都纵横大鹏与海南撰云共同完成了国内首套垂直起降固定翼无人机优于2CM影像地面分辨率的倾斜摄影测量系统。

这是“效率高、精度高”,双高的倾斜摄影测量解决方案。



测试计划


CW-30大鹏无人机搭载1亿像素飞思工业相机PHASE ONE iXU-RS 1000,匹配70mm焦距的镜头,在200米以上的对地航高条件下作业,获得分辨率优于2cm的高清原始倾斜照片数据。

该套系统也可进行高效率正射航测作业,单架次最大作业面积可达150平方公里。


本次测试区域面积约7.5平方公里,测试区域内有海岸、滩涂、林地、农田、村庄及路网区域,地势基本平整,没有明显山丘,高差在35cm以内。

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测试区域


为了更好的测试系统在极端情况下的表现,像控点布设没有按照航空摄影测量规范布设,而是按工程测量控制点布设习惯,沿道路布设。

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像控分布点


CW-30搭载1亿像素飞思工业相机的飞行航线如下:

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地面站软件航线规划具有单镜头的倾斜摄影航线规划功能。



高程误差测试结果与分析



高程误差检测点共设置 41个,检查点基本均匀分布,能够准确反应航飞区域高程成果精度情况。

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高程检查点分布图


检测出,高程误差绝对值,最小值 0.007m,最大误差 0.229m,中误差 0.119m。0.15m 以下高程误差占检测数据的 77%。

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高程误差分布表


利用等值线方式对高程误差区域进行分析,《高程误差分布的区域分析图》,蓝色区域为高程误差小于0.15cm,红色区域高程误差0.15-0.228cm。基本反应控制点对高程误差的控制作用。

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高程误差分布的区域分析图



平面误差测试结果与分析


平面误差打点检查共 96个点,剔除粗差和航拍遮挡点共 12个,采用 84个点,剔除率为 12.5%。计算得到平面中误差为 0.048m。

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平面误差分布表


量边精度检查共量取33条边长,剔除粗差共3条边,采用30条边,剔除率为9.0%。计算得到边长中误差为0.047m。

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量边误差分布表



倾斜摄影三维实景模型评测结果及分析

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三维模型纹理清晰、边角锐利;平面部分三角网数量少,平坦,有高数据几何精度;门窗等小构建物细节表现清晰。


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三维实景模型(围墙细节),围墙、女儿墙厚度均匀连续。


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三维实景模型(杆状地物),电杆、交通牌等杆状地物形态基本完整。


倾斜摄影三维实景模型边缘畸变很小,通过空三计算得到的三维点云进而构成的三角网很平滑,没有那种凹凸不平感觉,体现了高分辨率带来的细节表现。



三维实景模型精度质量评测结果


精度评定标准:

1、高程精度:参照《CJJ/T 8-2011 城市测量规范》1:500地形图标准。

2、平面精度:参照《CJJ/T 8-2011 城市测量规范》1:500地籍一类界址点精度标准。

评定结果:中误差对比表

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成果精度符合规范要求,满足 1:500地籍测图平面精度要求,满足 1:500地形测图高程精度要求。


“此次测试,我们对后期成果很满意!”海南撰云表示,“CW-30大鹏无人机稳定的飞控系统,在200多米的航高,风速近13m/s的极端条件下,依然能保证地面分辨率达到2cm,并且没有丢片,很了不起。”


“同时在少量像控点进行约束平差的情况下,依然能得到较高几何精度的模型。再次证明了该系统技术的可行,实现了工作效率与精度的结合,对测绘行业装备应用是一种创新的探索。”


CW-30大鹏无人机任务舱空间大,集成灵活性上优势明显,搭载1亿像素的飞思相机,实现优于2CM分辨率的倾斜摄影,为智慧城市的应用插上“真实”的翅膀,实现一个数据多种用途,改变测绘地理信息在多个行业的应用,构筑出广阔的应用新模式。




小知识

海南撰云空间信息技术有限公司,乙级测绘资质单位,专注于高精度三维激光扫描及行业应用、无人机摄影测量及遥感、三维实景建模研究、基础测绘技术服务及专业软件开发。致力于传统测绘向智能测绘、空间信息技术服务转型,在数字城市、数字仿真工厂、文物保护等取得一定成绩。