【干货】无人机航测航线的规划要点
本帖最后由 笑笑生 于 2020-6-3 12:23 编辑纵观目前国内测绘市场，大部分地区航测产业的发展，航测外业的数据采集和内业的制图工作大部分是不同单位完成的，这也导致了许多外飞团队在航线规划上没有过分重视如何才能让内业最高效地完成出图，并保证出图质量，一味追求分辨率与重叠率的提高。殊不知反而让内业人员的出图过程非常痛苦，对内业设备要求也非常高。
本文主要针对有经验的航测外飞人员，基于 《CH/Z_3004-2010低空数字航空摄影测量外业规范》 《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》，结合实际生产成本，讲解航测航线规划的注意要点。
关于基础概念的科普，本文不做阐述，如有需要进行了解，可关注本公众号，后续会有针对航测基础概念的科普文章。
为何实际飞行过程中需降低分辨率？
规范要求：根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》
5.2.1 地面分辨率的选择：
原理：
理想情况下，飞机和摄影基准面是保持一定相对高度的。维持某特定高度即可获取一定分辨率的图。而实际上，被摄地表往往是略有起伏的，会导致分辨率降低。如下图所示：
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKUysOgXhYmj2apYIVSJzJug9BgDtnNia4usFiawEP1BYxSEicJ43e8qaxw/640?wx_fmt=jpeg
小编以A7R2 35mm镜头为例，理想情况如左边的飞机，在航测过程中与摄影基准面保持在390米相对高度，即可得到分辨率为5cm/pix的图，而实际情况可能存在右图的情况，由于相对高度的抬升导致实际只能得到分辨率为5.8cm/pix的成果。
实际操作经验与建议
1.在实际飞行过程中，应根据规范要求，结合实际地形，将航高适当调低；
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKWWmvlItwiamHFplWVrZ4ib3qlPHSs1KOicwfhdnDszwEqS3y45WQicHBkg/640?wx_fmt=png
2.目前国内众多无人机厂商一般所说的按多少分辨率能飞多少平方公里，大部分都以理想情况来计算。实际还是要根据使用者所在地区去看实际使用效果。但非山区地形一般偏差不会太大。
重叠率一般如何设置？
规范要求： 根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》
7.1.1 像片重叠率应满足一下要求：
a) 航向重叠率一般应为60% ~ 80%，最小不应小于53%；
b) 旁向重叠率一般应为15% ~ 60%，最小不应小于8%。
实际操作经验与建议
1. 平地飞行时，微型固定翼（EPO等材质、翼展2m以下）一般旁向重叠率设置在65%-80%之间，航向重叠率设置在75%以上；
2.平地飞行时，大型固定翼（玻璃钢、油动等2.5m翼展以上）一般旁向重叠率设置在50%-60%之间，航向重叠率设置在65%以上。
顺逆风飞好还是侧风飞？
规范要求： 根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》
7.1.3 像片旋角：一般不大于15°，确保重叠率满足要求前提下，最大不超过30°
原理：
理想情况下，飞机是沿着航线走的，但是在侧面抗风状态下，需要扭转航向使得一部分分力用于抵抗侧风的影响。成像效果如下图所示
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKdyicDdcaSicsU7aOss4Oxapv7KdTM36QC65dOJJTrAhianJAZmic24ofrQ/640
实际操作经验与建议
1.看上图即可得，肯定是顺逆风的航片，无论重叠率还是旋角都优于侧风时候的航片；
2.以上建议只适用于小风天气下，大风天气下会带来另外一个问题，由于飞机顺风情况下地速过快，可能导致相机拍照反应不过来，最终导致漏片现象；
3.实测很多相机，最小拍摄间隔时长为1.5-2秒，低于此拍照间隔时长容易出现漏拍现象，
各位飞手可根据顺风时候的地速代入下面公式，若满足则可顺逆风飞行；若不满足则需增加一定抗风角度，利用飞机抗风的过程减小地速。
顺风时的地速(m/s) < 纵向拍摄间距(m)/相机最小拍摄间隔(s)
或
巡航空速(m/s)+风速(m/s) < 纵向拍摄间距(m)/相机最小拍摄间隔(s)
下面要讲的内容比较多，但是是重点。有些人说他们规划航线要耗费上一两个钟，有些人分分钟就做好了……这是为什么呢？
区别主要在航摄分区的划分上面，尽管目前国内有无人机厂家宣称其地面站能进行自动高层分区，但由于没有亲自评测，不好评说。
我们uavnews团队内的老航测员对此方法的传统做法进行了梳理：
关于大高差地形的分区规划
规范要求：根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》
5.2.2 (b) 分区内的地形高差不应大于1/6航高
原理：
分区最低海拔高度 + 1/6航高高度= 分区最高海拔高度
高于分区最高海拔的地方易造成重叠率不足，低于分区最低海拔的测区容易造成分辨率不足，需定义为下一分区的测区范围。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKz8ViauKHpQFl9EiaGOiax91FVbCsm05voKQ3S92wk6d3tAPJPU6sWQWmA/640?wx_fmt=jpeg
绿色区域为该航高下可拍摄的区域
实际操作经验与建议
1.在实际操作中，基于现有市场价格考虑，无人机一般按照 1/4 和 1/3 航高规划，既能节约一定架次成本，又能满足国内测绘市场制图需求；
2.之前看到有种航线，贴着地形飞，每条航线虽然都是水平但是高度都不同，这种航线实践操作后发现精度非常差，有时内业空三解算都无法过。还有种完全贴着地表，跟着地表起伏飞，这种就更不用说了……
有高差地形的测绘分区规划方法
提前准备及说明内容：
1.安装谷歌地球
2.画出测区Kml，小编以我附近的深圳梧桐山为案例测区
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKLrefE0YwJpibnSq7maicfsCoCkibC91jg40ko3hj1rpI9SymiaWQNsQw7w/640?wx_fmt=jpeg
3.以 A7R2 搭配 35mm镜头 为例，按照1:1000比例尺（实际规划也就是8cm/pix）作业。在次基础上，理论航线相对高度应为620米。
规划步骤：
1.首先查看测区的最高和最低点，查询方法如下：
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreK2AianL1UK3GEic3LkOibtZrOL5Gd4FiaawtySCicBZ05I6J6X9ZIpVy5Gqw/640?wx_fmt=jpeg
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/uIgHUMG0JtFvzaIdXtxHBibJZTbaB3nmPVVryeKJia9mUo9FkWwteqGnkayCAdbky4ufLSsdtsLdheuHQ2mwcqYQ/640?wx_fmt=gif
可查出案例测区最高海拔约为860米，最低海拔约为60米。
2.按我们上述所说的620米的1/3也就是206米。由于测区最低海拔高度为60米，所以
最高海拔60 + 206 = 266米
基准面是60 + 206/2 = 163米
航线绝对高度为60 + 620 = 680米
简而言之，以60米为最低海拔、往上抬高206米的区域作为此分区的测区。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKCdujexFNicttAxiatPwzP1hYvY0iabMW2MFCBS1rFzm6SZYiacpr9EQMoQ/640?wx_fmt=jpeg
为帮助理解，可查看上图
3.用第2点的方法，将海拔高度设置为266米，重新勾画新的Kml区域。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKgdTCUcef983kIvP5KTDM4dydrP3R1MeRia5JbPtxq6iaEJQqRpgQMOQg/640
4.以此类推， 第2个分区
最低海拔266米（也就是第1分区的最高海拔）
最高海拔266 + 206 = 472米
基准面为266 + 206/2 = 369米
航线绝对高度为266 + 620= 886米.
将测区海拔抬高到472米，根据第1个分区规划第2个分区的测区。如下图所示：
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKIP3JhxtiaISl0LofLA55OPKEnvEygLKnrU0GPKxsVYQ766GkRfGcr5Q/640?wx_fmt=gif
5.后续步骤原理相同，即可得其他分区
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/uIgHUMG0JtEusIkxA8ngBNzZONmaZreKEvGRlmbzZXw7eUPkSahkoAMjHiaH2GSmJVmfk8YaAyF0nU4ZWFzm6hg/640
规划完成后，特别注意一点，在每个分区上空飞行的航线高度，均为同一海拔高度，不会出现上下起伏的飞行方法。此方法规划时间虽然较长，方法掌握也需要一定时间，但可有效解决内业出图的精度问题，或其他类似空三跑不过等问题。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/cZV2hRpuAPia7BoxO6EplMAiaCwaVscZylo0pZpEzunjibyA9sTEib0FfF3w8khWFVey01VcfiaBrZuVHRk3u9JelCA/640?wx_fmt=png
来源：航模与无人机资讯原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NzY3NTA3OQ==&mid=2247483754&idx=1&sn=7a1f09e5a658523027fe748d5f67188f&chksm=fde925c2ca9eacd4ee64f87876b3f1ef04e3bc7112f9e190be70ea33fb62b12ce1dab96bfcb6&scene=158#rd
图啥也看不见…… 莫得图片了
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