Imagery in Action | Week3 无人机数据

第三周的笔记新鲜出炉~本周探讨如何获取和处理无人机数据。

01 获取无人机数据

ArcGIS的站点扫描应用程序支持将无人机捕获的影像快速处理成2D或3D数据产品。

站点扫描允许用户快速创建自主飞行计划然后将其发送到无人机，有多种不同的飞行模式可供选择。

我们先来看基本飞行模式：区域勘测。绘制感兴趣区，站点扫描程序会自动生成合适的飞行路径，调整飞行高度以适应不同的地面形态。这种模式下，摄像头默认是向下的，因此无法完全捕获所有的三维立面。

如果确实需要捕获垂直立面，可以选择Crosshatch Survey飞行模式。默认相机角度为 35 度，此角度有助于捕获感兴趣区内的任何垂直特征。

第三种飞行模式边界扫描，用于对建筑物的建模。定义飞机的边界和上下高度，无人机将捕获建筑物侧面的倾斜照片。

垂直扫描和边界扫描类似，同样为了获取高度信息，当无法围绕对象或对象具有坡度时，使用垂直扫描。

如果需要捕获走廊和道路，使用走廊扫描，定义折线而不是多边形。根据法规我们可能无法在道路上方飞行，这时可以设置在侧面一定高度飞行获取数据。

Pano是一种自动飞行模式，不会产生任何地理空间数据产品。它会创建一个拼接的360度照片并在 Web 上共享或在站点扫描飞行应用程序中查看。这些照片非常适合与相关者共享，或者为了获得一个位置的真实鸟瞰图。

地形跟踪可确保无人机始终保持在离地面的设定高度，此功能不仅让无人机保持远离地形的安全距离，还能让其保持恒定的地面采样距离。

接下来我们来看一下整个飞行流程：预先规划是个好习惯，做好前期准备工作，比如获取空域授权。

1.绘制感兴趣区。对于此次飞行，我将使用区域调查模式，以便我可以更新正在进行大量施工的区域的底图。

2.定义飞行的高度。

3.下载底图以供离线使用。

4.保存飞行计划，使其可供我以及我组织中的任何其他操作员使用。

5.进入现场调查阶段。找到安全的位置，取出无人机并检查每个组件以确保适航性。打开控制器和飞机，连接平板电脑，确保站点扫描程序已正确连接。

6.打开之前保存的飞行计划，验证计划设置。

7.无人机起飞。在飞行过程中，飞行员的工作是确保无人机不会离开视线并且任务进展正常。飞行完成后，无人机将返回自动降落。

8.导出数据，可以选择无线传输或者SD卡传输。

9.处理数据：如果选择站点扫描云处理，上传到管理器后云处理将自动开始；如果选择ArcGIS Drone2Map 来处理数据，将平板电脑插入计算机后将它们导入到Drone2Map项目中进行处理。

02 在Drone2Map中处理数据

我们将处理507张Esri校园的无人机图像，创建一个正射影像，一个DSM，一个DTM，一个3D点云，一个带纹理的3D模型。

1.正确捕获影像

首先需要通过无人机正确捕获影像，每个图像都必须带有GPS信息，尽可能使用高质量的相机，并且图像应重叠70%或更多。

要生成 2D 正射影像，无人机方向通常朝下；要生成3D产品，可以25°到35°倾斜角度捕获图像。

2.创建工程

启动ArcGIS Drone2Map 时，您有不同的模板选择。2D模板可创建正射镶嵌和高程模型，3D模板将创建点云和纹理模型。

选择相应的模板，并命名。

数据导入后可以看到它们很好地叠加在底图上，因为每个影像都带有GPS信息。

3.使用地面控制点让输出更准确

控制点是指您可以在影像中看到的已知地面上的准确位置。对于专业项目，您可以使用测量员或高精度GPS以获取控制点的坐标。

在这里，我将演示如何使用 Esri 中的影像底图添加控制点。

在底图上添加控制点，打开图像链接编辑器，添加至少3个链接后，软件将自动进行修正，生成2D地图和3D地图。

4.共享结果

您可以在Drone2Map中使用2D和3D输出，还可以通过共享发布到 ArcGIS Online作为切片图层或场景图层；如果你有Pro，还可以在ArcGIS Pro中打开完整工程，从而对数据进行分析或将其集成到您的GIS数据库中。

5.评估结果

查看处理报告并查找任何警告或错误。

要在处理报告中检查几个特定项目：一是数据集信息，用于验证您的所有或几乎所有图像都已处理；二是平均投影误差，这是以像素为单位进行测量，以验证您的精度是否小于1像素。

您需要阅读帮助文档以了解处理报告中的所有其他信息。

之前的步骤中我建议您始终使用地面控制点，但是，如果您的项目是在自然环境中，影像底图中没有可分辨的要素，而且您没有GPS装置，添加地面控制点不是强制性的。

但是这将导致最终结果有一定的偏差，2D正射影像无法与底图重合，3D模型可能会悬浮于地面上。

是否添加地面控制点取决于您对产品的精度要求。

03 练习

处理无人机数据：下载安装Drone2Map，创建2D Rapid模板，添加无人机影像，设置处理选项，添加地面控制点，生产影像产品，查看处理报告，测量面积，查看2D产品和3D产品。

——END——

写在最后：本周介绍的无人机相关内容，没有机器也不能出去飞，不能实践就很难真的掌握，Drone2Map相对还是简单的，基本都是软件自动生成的，就是有点费电脑……

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