大疆M400RTK 無人機測繪與建模
數據采集能力:
強大的負載支持:最大負載能力 6 公斤,最多可同時掛載 7 個負載設備。可根據測繪任務需求,靈活搭載如 L2 激光雷達、P1 全畫幅相機等專業測繪設備。例如,搭載 L2 激光雷達和 P1 全畫幅相機時,單次飛行可完成 M350 需 3 次飛行的數據采集工作。
高精度定位:標配 DJI 自研 RTK 模塊,支持擴展 L5 頻段,升級的融合定位導航系統可實現厘米級定位精度。即使在無 GNSS 信號的情況下,如城市樓宇間存在信號遮擋和干擾時,也能通過視覺定位刷新返航點,確保飛行安全和定位精準,為高精度測繪與建模提供了基礎保障。
測繪與建模優勢:
高效的數據采集:飛行性能出色,最大水平飛行速度 25 米 / 秒,航線速度較前代提升 60%,能快速抵達作業區域并高效完成數據采集。憑借長續航能力,搭載 H30T 單云臺負載時前飛續航達 59 分鐘,可滿足長時間、大面積的測繪任務需求。其避障系統由環掃激光雷達、高精度毫米波雷達及全彩低光魚眼視覺傳感器組成,可實現六向全向避障,能在復雜環境中安全飛行,精準采集數據。
高精度建模:采集的數據通過大疆智圖軟件等進行處理,可生成厘米級精度的三維模型,能為城市規劃、地質災害評估、古建筑保護等提供高精度的地理信息數據。例如,在古建筑三維測繪中,可對建筑進行貼近攝影,獲取細節信息,實現精細化建模,為文物保護、教育等提供完備的信息支撐。
作業流程:
前期準備:收集測區的資料,包括控制點成果、坐標系統、高程基準、已有的地形圖成果和地名資料等。根據任務要求進行設計,向業務主管部門報送審批,制定無人機的航飛方案,明確無人機搭載的傳感器類型、地面分辨率、飛行高度、架次、重疊度等,并提交空域申請。
數據采集:按照航飛方案,操控 M400 RTK 無人機搭載相應測繪設備進行飛行,采集傾斜影像數據、POS 數據以及控制點數據等。飛行過程中,可通過遙控器設置飛行參數和云臺相機參數,如調整飛行高度、速度、重疊率、云臺角度、照片比例、白平衡等,以獲取高質量的測繪數據。
后期處理:將采集到的影像數據、POS 數據和控制點數據導入到專業的建模軟件如大疆智圖或 ContextCapture 等中進行處理。經過空中三角測量、刺像控點、區域網平差等步驟,生成三維實景模型。還可利用 EPS 或 CASS 地理信息工作站等矢量繪圖平臺,根據傾斜攝影模型進行高精度大比例尺地形數據的矢量采集工作,經整理形成數字線劃圖等測繪成果。
應用場景:
城市規劃:生成的高精度三維模型可幫助規劃師直觀了解城市地形地貌、建筑物分布等情況,為城市規劃設計提供準確的地理信息參考,輔助進行道路規劃、建筑布局、景觀設計等工作。
地質災害評估:在山區或地質災害易發區域,通過測繪與建模獲取地形地貌的高精度數據,分析地質構造和地形變化,為地質災害的監測、評估和預警提供依據,有助于提前采取防范措施,保障人民生命財產安全。
農業領域:可用于農田地形測繪、作物種植區域規劃、灌溉系統設計等。通過生成的三維模型和正射影像,了解農田的地形起伏和作物生長狀況,合理規劃農田基礎設施建設,提高農業生產效率和水資源利用效率。
一、前期準備與設備檢查
- 設備配置與檢查
確認無人機狀態:檢查機身、螺旋槳、電池及負載(如禪思 P1 全畫幅相機或 L2 激光雷達)是否安裝牢固,RTK 模塊(支持 L5 頻段)是否正常初始化。
軟件安裝:在遙控器或地面站設備(如 iPad)安裝最新版 DJI GS Pro,在 PC 端安裝 大疆智圖 及 ContextCapture(用于高精度建模)。
飛行許可:通過中國民用航空局(CAAC)完成無人機注冊,向當地空管部門提交飛行計劃并獲取空域審批。
- 任務規劃與參數設置
飛行高度:根據地面分辨率需求(如 1:500 地形圖需地面分辨率 2-5cm,對應高度約 50-100 米)。
重疊率:航向重疊率 80%-90%,旁向重疊率 70%-80%,確保數據冗余。
智能擺動拍攝:針對 M400 支持的三向擺拍功能(左、下、右),開啟后可減少航線數量,提升建模效率。
避障配置:啟用環掃激光雷達、毫米波雷達及魚眼視覺傳感器,設置六向避障范圍(建議水平 10 米、垂直 5 米)。
測區資料收集:獲取測區控制點坐標、坐標系(如 WGS84 或地方坐標系)、高程基準及已有地形圖,用于后期精度驗證。
航線設計:在 GS Pro 中使用 “建圖航拍” 模式,框選測區范圍并設置參數:
二、外業數據采集
- 飛行前檢查
RTK 初始化:通過遙控器連接網絡 RTK 服務(如 CORS)或架設 D-RTK2 基站,確保 RTK 固定解狀態(水平精度 ±1cm,垂直 ±1.5cm)。
環境監測:使用 DJI Pilot App 查看衛星信號質量(PDOP≤3,衛星數≥6),檢查天氣(風速≤12m/s,無降雨)。
- 飛行執行
航線上傳:將 GS Pro 設計的航線導入無人機,確認起始點與返航點位置,開啟 “仿地飛行” 功能(30-200 米 AGL)以適應復雜地形。
實時監控:通過遙控器或地面站觀察飛行狀態,重點關注電池電量(剩余 20% 時自動返航)、圖傳信號(O4 圖傳最遠 40 公里)及避障預警。
數據記錄:同步記錄飛行軌跡(.kml)、照片(含 EXIF 信息)及 POS 數據(含 RTK 坐標),確保數據完整性。
三、數據處理與建模
- 原始數據導入
將 SD 卡中的影像數據(如 P1 的 DNG 格式)及 POS 文件導入 大疆智圖,選擇 “三維重建” 模式,設置坐標系與高程基準。
像控點處理:若需更高精度,通過 “刺像控點” 功能關聯外業采集的控制點(建議至少 5 個均勻分布點,每個點關聯≥8 張影像)。
- 重建參數優化
空三解算:啟動空中三角測量,優化相機參數(焦距、畸變),確保地理配準均方根像素。
分幅輸出:對于大范圍測區,啟用 “分幅輸出” 功能,將 DOM/DSM 切分為 5000px 邊長的瓦片,便于第三方軟件加載。
后處理增強:開啟 “薄霧優化” 和 “光照均衡” 功能,改善影像質量;通過 “興趣區域” 裁剪減少計算量。
- 三維建模與成果輸出
大疆智圖:生成 OSGB 格式的三維模型及 LAS 點云,支持導出至 CAD、GIS 等工具。
ContextCapture:導入大疆智圖生成的空三結果,使用 “高精度模式” 重建精細化模型,輸出.obj 或.ply 格式。
四、成果驗證與交付
- 精度檢查
平面精度:通過外業實測控制點與模型坐標對比。
高程精度:利用差分 GPS 測量檢查點。
模型質量:檢查紋理清晰度、空洞或扭曲情況,必要時補拍或調整重建參數。
- 成果交付
基礎成果:提交正射影像(DOM)、數字表面模型(DSM)、三維實景模型(OSGB)及點云(LAS)。
專業應用:在電力巡檢中疊加輸電線路模型,在農業場景中生成 NDVI 植被指數圖,支持二次開發接口對接行業系統。
五、安全與規范
- 法規遵循
嚴格遵守《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》,飛行高度≤120 米,遠離機場、軍事等敏感區域。
數據合規:確保測區涉及的隱私信息(如居民區)已獲授權,避免數據泄露。
- 設備維護
定期校準 IMU、指南針及 RTK 模塊,清潔傳感器鏡頭,檢查電池循環次數(建議≤100 次)。
飛行日志管理:通過大疆司空 2 平臺存儲飛行數據,便于追溯與分析。
大疆M400RTK 無人機測繪與建模