一、测绘与巡查

一、测绘与巡查

商业无人机最重要的用途可能就是巡查和测绘。在这方面,无人机被用于获取勘测所需的高分辨率地图。固定翼无人机和多旋翼无人机都适合测绘方面的应用。如果需要对较大的区域进行勘测,固定翼无人机是最好的选择,因为它飞行的航程更远,速度也更快。但是,倘若你只需要对一小块区域进行勘测,由于多旋翼无人机所需的起飞和降落场地很小,使用方便,因此它是较好的选择。多旋翼无人机也适合执行巡查任务,因为它可以悬停在空中进行仔细的观察。

(一)正射影像

正射影像是一种航空地图,它通过专业的软件由多幅航拍的图片拼接而成。一幅正射影像可形成高清晰度的图片或地图,在几何上进行了一定的修正,使其比例均匀。这些图片一般用空间分辨率加以定义,即图上的一个像素对应真实地面的面积。尽管这样的地图也可以通过卫星图片或者有人驾驶飞机进行航拍来获取,但它们通常是用于勘测非常大的区域,并且分辨率一般只能够达到米的量级,即一个像素仅代表真实地面上1m见方的尺寸。相比之下,无人机因为飞行的高度低得多,获得的正射影像可以形成更好的图像,分辨率可达到厘米量级甚至更高。

在生成航拍地图时,为了获得最佳的效果,大多数自动驾驶仪系统都可以记录每张图片拍摄时的GPS位置和高度,这通常被称为“地理参考”。

(二)多光谱影像

使用能够捕捉我们肉眼看不见的光谱(近红外波段)信息的相机,对于农业生产来说是非常有用的。我们不要将近红外相机与热成像相机相混淆。

我们可以对大部分市面上能买到的相机进行改造,将传感器上的红外过滤器去除而得到一台近红外相机,虽然这个过程有点乏味,但对大多数相机来说还是相当容易完成的。改造一台现成的相机,要比买一台专用的近红外相机便宜很多。对于农业来说,多光谱摄影的价值就是可以让农业工作者获得农作物的植被覆盖指数(NDVI)的地图,从而能够用来检查农作物的长势(NDVI图像提供植被反射红外光的数量,其中健康的植被会反射大部分的近红外光)。创建NDVI地图需要2台相机,一台拍摄常规照片,另一台经改造后拍摄近红外图像。通过将二者的功能结合在一起,并进行一些简单的计算,就可以获得NDVI值。

(三)数字高程模型

数字高程模型通过在多张照片间匹配相应的点,进行一些几何运算,从而建立物体的三维模型。这种功能对于建筑和采矿方面的应用是非常有价值的,使用无人机飞越给定的区域,再通过拍摄的图片,即可构建指定区域的三维模型。这样的三维数据可被用来做进一步的分析,例如测算矿区内的地表变化情况等。

谷歌地图最近在其网站及软件上也引入了类似的技术,许多大城市的地图也通过三维的形式渲染出来,但这些图片是通过有人驾驶飞机或者卫星获得的,分辨率很低,这就意味着数字地面模型的精度也很低(通常只有1m的精度,即一个像素对应1m见方的尺寸)。

此外,还有一些其他的应用,我们需要的仅仅是一架携带了相机的多旋翼无人机,即可对某些特定地方进行目视巡查,这通常适用于人们难以到达的地方,例如屋顶、移动电话的信号塔架以及其他高层建筑物。其中一个相当有意思的应用就是使用无人机对海上钻井平台进行巡查。