以高清的航拍影像為基礎(chǔ),借助功能強大的攝影測量軟件,可以實現(xiàn)對地形的高精度的數(shù)據(jù)采集,但傳統(tǒng)的攝影測量受到光線變化、地表植被等影響就有局限性,無人機激光雷達不受光線限制,并且可以穿透植被可以彌補傳統(tǒng)攝影測量的弱點。
攝影測量:悠久的歷史,從其發(fā)明到最現(xiàn)代的技術(shù)
早在1849年,一位法國軍官曾想過使用風景照來觀察和測量田野。他被認為是攝影測量學的發(fā)明者。自從這種方法被發(fā)明出來到現(xiàn)有諸如數(shù)碼相機,功能強大的計算單元,智能軟件和無人機之類的設(shè)備的開發(fā)已經(jīng)極大地推動了這一領(lǐng)域的發(fā)展。
攝影測量技術(shù)基于人類通過立體觀察對地形的感知,借助強大的攝影測量軟件可以對包含地理參考信息的航空照片進行相當精確的測量。
隨著嵌入高分辨率攝像機的無人機的發(fā)展,攝影測量法已成為一種高效且經(jīng)濟高效的數(shù)據(jù)收集方法。而且,現(xiàn)在可以通過集成到無人機中的亞厘米級GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))接收器,可以免去或大大減少布設(shè)地面控制點(GCP)的任務(wù)。攝影測量軟件工作流程將處理包含準確元數(shù)據(jù)的照片,從而減少了人工干預(yù),從而減少了整體處理時間。
但是攝影相機只能獲得地表可見層的數(shù)據(jù)。并且攝影受到存在植被,陰影或光線變化等情況的影響。無人機激光雷達可以不受這些因素的影響。
基于無人機的激光雷達,用于航空測量任務(wù)
在某些測繪應(yīng)用中,航空雷達系統(tǒng)似乎是攝影測量最佳的答案。
早期雷達相當大,太重而無法有效地嵌入無人機,新一代將變得更加輕巧,使得將激光雷達完全集成到其無人飛行平臺上成這可能。
新型激光雷達將小型IMU和GNSS接收器集成在一起,可以輕松地組合到傳感器上,并且重量輕,可以由無人機攜帶。
首款適用于多旋翼無人機的空中雷達系統(tǒng)問世,它們可以在大約50 m的有限范圍內(nèi)以相對較慢的速率進行掃描,從而可以在目標區(qū)域低空飛行,從而收集了非常高的點密度。對于大面積區(qū)域,固定機翼和VTOL無人機(代表垂直起降)可在更快的空速下飛行更長的時間,從而可以在一次飛行中測量更大的區(qū)域。當今的機載雷達通常可以以15至100 km / h的速度在10至60 m高的速度下進行掃描,并收集高達500 pt /m2的速度。它們的重量不到2千克,并且具有自己的IMU,GNSS和RTK接收器。
無人機激光雷達應(yīng)用
無人機激光雷達雷達可以在任何光照條件下收集準確的數(shù)據(jù),并且由于其內(nèi)置的PPK(后處理運動學)模塊,可以對這些數(shù)據(jù)進行快速后處理。此外,激光雷達甚至可以通過植被捕獲真實地面上的點。與通過攝影測量技術(shù)重建的3D數(shù)據(jù)相比,雷達還能夠更詳細,更準確地表示復(fù)雜的結(jié)構(gòu),例如樹木和電力塔。所有這些優(yōu)點使無人機激光雷達成為許多應(yīng)用的理想之選,例如地形測繪,采礦和采石管理,林業(yè),土木工程,環(huán)境監(jiān)測(例如海岸侵蝕),考古學等。
無人機激光雷達能取代攝影測量法嗎?
攝影測量法在適當?shù)牟僮鳁l件下(即良好的光照條件和有紋理的對象)使用時,仍然是最經(jīng)濟的數(shù)據(jù)收集方法。攝影測量學的最大優(yōu)勢是可以提供彩色圖像,從而可以創(chuàng)建逼真的3D模型和與衛(wèi)星圖像可比的正射影像,但具有更多細節(jié)。因此,無法預(yù)測航空雷達將完全取代攝影測量技術(shù),因為這兩種技術(shù)實際上是互補的。
攝影測量的未來
攝影測量未來趨勢是將從無人機激光雷達收集的點云與攝影測量法結(jié)合起來,以便從兩種技術(shù)的優(yōu)勢中受益,從而獲得具有RGB顏色信息的高精度數(shù)據(jù)。
這樣可以完整表示環(huán)境,包括尺寸和紋理,這對于復(fù)雜的項目是最理想的選擇。
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