低空无人机倾斜摄影技术发展现状及展望

低空无人机倾斜摄影技术发展现状及展望

范克楠，郜云峰，付利钊

河北省第一测绘院，河北 石家庄 050031

摘要：随着倾斜摄影测量技术在基础测绘，不动产登记，土地确权，房地一体等领域的广泛应用，低空无人机搭载集成五拼镜头设备不断推陈出新，在新型基础测绘中将发挥更大的作用。本文从低空无人机航测采集流程、低空无人机主流厂商及设备情况和未来发展趋势及展望三个方面进行叙述，详细介绍了倾斜摄影和传统测量的优劣，现有设备厂商情况并对未来发展趋势进行了展望，期望能够为广大从业者提供一定的参考价值。

    关键字：无人机、倾斜摄影、趋势

在工程地形勘探和测绘中，传统测绘工作开展主要采用人工野外测图的方式，在实际工作中外业测绘涉及的作业开展操作步骤较为复杂，同时在测绘施工中需要收集和处理的数据庞大，导致测绘工作开展中，工作量较大，工序复杂繁琐，在作业中会消耗大量的资金和人力资源，耗工费时，导致项目的成本偏高。随着无人机技术的不断发展，尤其一系列低空无人机厂商的出现，同时提供一体化的航测采集方案，使得获取地理信息数据更加高效、准确，技术成本更低，进一步降低了测绘成本。

1. 低空无人机倾斜摄影测量采集流程及优缺点

1.1低空无人机倾斜摄影测量采集流程

传统的数字城市及土地确权测量工作，一般是通过对地表以上地物全野外实测方式制作地形图或者通过传统无人机航测、内业立体测图方式采集。近年来，采用无人机进行低空倾斜摄影测量（地面分辨率优于3cm）具有明显的优势，成本更低，执行方便、自动化程度更高、效率高和精确度高。主要实现采集流程如下图所示：

图1：倾斜摄影测量采集流程图

（1）航测方案制定：收集整理航测区域资料，逐步完善采集技术方案；

（2）空域申请：对测量区进行空域申请；

（3）像控点和检查点量测：根据测量精度内部均匀布设像控点和检查点，边缘密集布设；

（4）倾斜摄影数据采集：采用无人机搭载五拼镜头对测量区进行倾斜数据采集；

（5）实景三维建模：采用Samrt3D或重建大师等软件进行实景三维建模；

（6）裸眼立体采集：采用TSD 3DMAPPER或CASS 3D软件在实景三维模型上进行数据采集；

（7）外业补测和精度检验：针对采集结果进行补测和精度检验，如不符合要求重新进行数据采集；

（8）质量检查：对采集结果进行质量检查；

（9）成果入库汇交：对通过质检的数据进行入库整理汇交。

1.2 传统野外测图、传统立体测量和倾斜摄影测量三种测量方式优缺点

实际作业中，采用相同相机相同高度进行采集可以适当精简精度检查程序，现在倾斜摄影采集技术已经广泛用于农村宅基地测量和数字城市修补测等方面，采用这种方式能减少作业人员，缩短作业时间，降低作业成本。下面为传统野外测图、传统立体摄影测量和倾斜模型测量三种不同采集方式的对比情况表：

表1.不同采集方式优缺点对比

2. 国内民用无人机厂商情况

目前国内消费级无人机大疆占据绝对份额，民用工业级无人机发展较好主要有：纵横，飞马，华测，智航。经过对测绘地理信息从业者的市场调研和在互联网端查询厂商设备情况，了解到当前利用低空无人机进行高分辨率倾斜摄影测量的生产设备主要分为两种系列：

2.1由大疆专业级无人机M300 RTK搭载集成五拼镜头

（1）大疆M300 RTK无人机搭载河北金鸟航图的JW-E5航测相机

JW-E5是一款APS-C画幅工业级测绘相机，可应用于倾斜摄影与正射，搭载在大疆M300RTK上进行数据采集，能够实现农村宅基地测量等地形地籍测绘需求。金鸟航图技术有限公司在石家庄开发区，主要业务是集成航摄相机的制作。

（2）M300 RTK搭载深圳赛尔智控的五拼镜头

赛尔智控是位于深圳的企业，主要业务是集成航测倾斜摄影相机与航测整体解决方案，是业内应用较广的企业。该公司有多个成熟系列产品，综合性价比高有102S系列，智慧城市专用202S系列，行业旗舰303S系列。大疆M300 RTK搭载赛尔303S相机能实现免相控1:500地形图测量。

两者均采用连接大疆的专用接口，同时结合千寻RTK获取定位数据综合处理免相控也能达到很高的精度，适当布设像控点就能实现高精度实景三维建模。对比两者而言，金鸟航图为本地小企业，从售后服务角度考虑应多关注本地企业，而赛尔智控是南方高科技企业，从产品应用和解决方案完整度考虑应支持赛尔智控的产品。此外，市场上还有很多能够连接大疆接口的相机集成商，这里不做赘述。

2.2由工业级无人机搭载集成五拼镜头

（1）纵横系列无人机

纵横股份是国内民用工业无人机市场规模最大，竞争力极强的公司，专注于工业无人机一体化研发，消费及服务。该企业主要产品为垂直起降复合翼，在工业级无人机里飞控做的很好，产品在民用工业无人机销售额较高，不但可以应用于大面积航测任务，也可以完成低空高分辨倾斜摄影测量。

（2）飞马无人机系列

深圳飞马机器人公司于2015年在深圳成立，主要业务是提供软硬件一体的轻小型无人机系统。该公司是传统意义上的工业级无人机公司，具有全产业链的轻小型固定翼和旋翼无人机，能够独立提供正射相机和倾斜相机，在航空摄影测量及相关领域应用广泛。

（3）华测多旋翼无人机

华测P580六旋翼无人机是华测导航专为应急灾害处理、环保调查、智慧巡检打造的行业定制机，集成千寻飞控，可搭载云台相机，是传统意义上导航公司的定制机。

（4）智航系列无人机

智航的SMD-Z6垂直起降固定翼能够进行超低空、高分辨率、高速快门进行倾斜摄影测量一体化作业能达到1:500地形图精度。此外，智航还有旋翼机凌云ⅡS测绘版也能完成低空高分辨率倾斜摄影测量。

以上是比较典型的工业级无人机，市面上还有很多产品不做赘述。传统工业无人机公司基本由原先警用，救灾，测绘或者导航公司定制转型而来，对应需求碎片化，做工良莠不齐，成本偏高，对比大疆的量产产品，由于大疆采用模块化集中生产，工业无人机在成本方面缺陷明显；工业无人机在飞控系统方面五花八门，对比大疆庞大的用户基数，在飞控操作系统易用性和稳定性上，工业无人机劣势也是显而易见的。

三、结论及展望

综上所述，低空民用无人机搭载集成五拼相机进行倾斜摄影测量并根据检查结果适当补测替代传统野外测量的采集方式是确定的，消费级无人机进入航测领域使后续竞争产生鲶鱼效应，工业级无人机要想维持住市场份额必须降价增效和提高服务质量，这种激烈竞争的态势将持续下去。鉴于消费级无人机大疆的成本和飞控优势，在未来低续航领域将占据大部分的份额，对应搭载集成相机公司将百花齐放；相比于消费级无人机续航时间受限，工业级无人机在长续航低空领域仍将占据绝对份额，随着市场领域的缩小竞争将更加白热化。未来民用低空无人机及相机镜头将向着产品工业化，廉价化和易操作化的方向发展，让野外勘测，工程测量及大比例尺测图的成本持续降低，我们要对这方面的技术进步持续关注。

【参考文献】

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［4］马雪峰，屈利娜，全境富.无人机倾斜摄影测量在大比例尺地形图测量中的应用［J］．科学技术创新，2020（15）：27-29.