成都睿铂 | 落差区域无人机倾斜摄影航线的规划要点

众所周知，无人机航测工作是由内业与外业工作组成的，由于内业数据处理集群对配置要求很高，许多小型企业和单位并没有能力配置足够的工作站。出于经济情况与工期考虑，一些单位在完成航测外业的数据采集后，其内业的数据处理会委托给具有工作站集群的单位完成。

这就导致了许多外飞团队在航线规划上没有足够重视如何才能让内业最高效地完成出图，并保证出图质量，只是一味追求分辨率与重叠率的提高。殊不知这样却让内业人员的出图过程非常痛苦，导致内业工作不断产生问题，其中一个最具代表性的就是高差引起的分辨率超限问题，这将浪费大量时间去处理，非常影响项目进度。

一、高差引起的分辨率差异问题

规范要求：根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》，测图比例尺与地面分辨率的选择关系如下表所示：

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：
以常见的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。随着地形高差越大，其分辨率差别也就越大，对内业数据处理的影响可想而知，特别是对于城市百米高楼等场景来说，弊端更为明显。

二、低落差区域解决办法

面对较低落差区域——百米级别的落差，其理论分辨率与实际分辨率不一致的问题，一般较为常见的方法有以下两种。

1▪降低实际飞行高度

这是较容易就能想到的方法，也比较好实现。在测区无高层危险源、地形高差不是特别大的情况下可以采取这种方式。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。
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，实际情况还是要根据使用者所在地区地形特征来综合判断，但低落差地形一般偏差不会太大。

2▪更换长焦距相机
长焦距镜头能够支持无人机在安全的航飞高度作业，保证楼顶的实际重叠度和分辨率，实现高楼更好的精度与建模效果。

三、大落差区域解决办法

较为头疼的是城市某些几百米的高楼、断崖、山峰、山谷等大落差的区域，不能笼统地规划统一航高去采集数据。这种情况已经无法用降低飞行高度和更换长焦相机的方法来解决了，我们往往会用到下面两种方法。

1▪分层飞行

根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》，分区内的地形高差不应大于1/6航高。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，所以需定义为下一分区的测区范围。

在实际操作中，基于效率和成本的考虑，无人机一般按照 1/4 或 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。

分层飞行规划方法：
提前准备及说明内容：
I▪ 安装谷歌地球

II▪ 画出测区Kml，以某大高差山脉为案例规划测区
III▪ 以 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。

IV▪ 查看测区的最高和最低点，查询方法如下：

按此方法，可查出案例测区最高海拔约为860米，最低海拔约为60米。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。

V▪ 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。
VI▪ 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：
VII▪ 后续步骤原理相同，即可得其他分区

2▪仿地飞行
仿地飞行是按照测区地物的起伏特点规划航线，使无人机相对地面的距离始终保持在一个固定范围内，从而保证获取航片分辨率的一致性。
需要注意的是：仿地飞行需要导入数字高程模型，设置航点，事先需要先飞行一次，与分层飞行方式相比，增加了作业时间和作业量。

此外，仿地飞行无法对高压线等高层危险物做出很好的规避，在实际作业中，的确有客户因为没有设计好航线造成无人机挂高压线或者撞基站的情况发生，所以建议客户根据实际情况，合理使用仿地飞行。