无人机航测具有航测响应能力快、时效性和性价比突出、监测区域有限、地面数据获取和建模能力快等特点，使得无人机行业的应用越来越广泛。可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急处理、土地监管、资源开发、新农村和小城镇建设等。特别是在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据采集等方面。

1.准备工作

采用大疆多旋翼无人机和倾斜影像获取,地面影像分辨率要求 0.05 米。根据甲方确定范围后，至现场进行现场踏勘，制定航飞方案，确定采用的飞机类型、相机类型，人员安排等。

2.无人机影像数据采集

航线布设、飞行质量及影像质量要求

（1）航线布设 航线应按摄区走向直线方法敷设，平行于摄区边界线的首未航线必须确保侧视镜头能获得测区有效影像。 采用单镜头布设航线时需东西航线布设后再进行往返飞行，保证多角度获取倾斜摄影影像。

（2）飞行质量

航向覆盖超出摄区边界线至少 3 条基线（摄影进点与摄区边界距离应大于 H

×（2tgθ前视+ tgθ后视），摄影出点与摄区边界距离应大于 H×（2tgθ后视+ tgθ前视））。

分区边界覆盖应满足分区模型生产的要求。

像片航向重叠度一般设计为 70%～80%，旁向重叠度一般设计为 50%～80%。 航摄中出现的相对漏洞和绝对漏洞均应及时补摄，应采用前一次航摄飞行的数码 相机补摄，补摄航线的两端应超出漏洞之外的两条基线。

按照设计航高飞行，实际航高与设计航高之差不应大于 50 米。同一航线上

相邻像片的航高差不得大于 30 米，最大航高与最小航高之差不应大于 50 米。

（3）影像质量 摄影时天气情况要求良好，确保有足够的光照度，摄影时太阳高度角应大于

45º，阴影不大于 1 倍。摄影时间要求为 10～15 时为最佳选择。 影像质量特别强调影像清晰，反差适中，颜色饱和，色彩鲜明，色调一致，

相同地物的色彩基调基本一致。有较丰富的层次，能辨别与地面分辨率相适应的 细小地物影像，能够建立清晰的立体模型。

影像上不应有云、云隐、烟、大面积反光、污点等缺陷。虽然存在少量缺陷 但不影响立体模型的连接和三维模型建立，可以用于三维模型生产。拼接影像应 无明显模糊、重影、错位现象。

和各项设置正确无误；

（5）飞机及人员抵达测区后，立即安排设备和材料的试飞试照，为正式作业做好准备工作；

（6）作业期间，对飞机、倾斜相机等主要设备和电源系统、记录系统进行 定期检查，使其保持良好工作状态。注意机体上各部位螺母的检查和飞控系统的 测试，确保飞行安全。

3.飞行地面站使用

大疆这个所谓的无人机地面站，指的并不是一个硬件，而是安装在 iPad 上的该 App 目前只支持 iOS 系统的平板， 即各种 iPad，不支持安卓系统，也不支持 IPhone。

DJI GS Pro 功能分类

正如官网介绍的那样，可以实现自主航线规划及飞行，主要功能包括 虚拟护栏、测绘航拍区域模式以及航点飞行三个部分。

2.1 虚拟护栏

能够在地图上手动划定区域，限制无人机飞行的区域、高度、速度，避免区 域外的危险因素。如下图：

2.2 航点飞行

能够让用户自定义航点，并支持为每个航点单独设置高度、航向、云台俯仰、 旋转方向和航点动作，让无人机自动完成复杂的飞行任务。如下图：

2.3 测绘航拍区域模式

能够在指定区域内自动生成航线任务，让无人机按照指定路线飞行、拍摄， 自动完成测绘、航拍任务。如下图：

使用 DJI GS Pro 实地航测

3.1 测试区域

我们将城郊一个建设工地作为体验“测绘航拍区域模式”的试验区，该试验 区位于某个高速路出口处，如图所示：

3.2 测试所用硬件

此次使用的大疆无人机精灵3pro，

由于遥控器大小限制，默认情况下只能使用手机进行遥控，推荐使用第三 方“IPad 支架”和“遮光罩”等配件，遥控器不仅可以配合 IPad Mini 使用，同时 也更适合长时间野外作业（遥控设备选型部分可参考之前的 “使用 ArcGIS 和轻 小型无人机测算土方量”方案中的“硬件选型”章节）。最终实现效果如下：

3.3 飞行任务规划

飞行任务规划前需要将无人机电源打开，这样有利于 App 自动选定对应的硬 件参数，如相机、航线密度以及地面分辨率等，更重要的是在你做飞行任务规划 时，无人机可以完成 GPS 定位和返航点刷新。最稳妥的方法是在飞行前切换到 DJI GO 4 中确认返航点已刷新后，再切换到 DJI GS Pro 中起飞。

在 DJI GS Pro 中点击右下角“新建飞行任务”。

选择“测绘航拍区域模式”类型

选择“地图选点”

屏幕中央出现虚框后可点击设定飞行区域，同时出现设置页面：

通过拉扯多边形确定任务区域，该区域可以为不规则多边形：

编辑后的任务区域，“基础设置”中应注意如下几个选项：

“相机型号”已经自动设置为了对应的无人机型号，如果自动设置的不对， 可手动修改。

“相机朝向”设置为“平行于主航线”。默认的“垂直于主航线”会让无人机 横向飞行，使用的是精灵系列的无人机，脚架设计低于镜头较多，横向飞行遇到较大横风时会拍摄到脚架，“平行于主航 线”则不会出现该问题。

“拍照模式”设置为“等时间隔拍照”。不建议使用默认的“航点悬停拍照”， 因为该模式拍摄每张照片时无人机都要经历“减速”、“悬停”、“拍照”、“加 速”的过程，非常耗电，航拍效率极低。经实测即使阴天的情况下无人机以 15m/s 的速度匀速飞行，航高 120 米以上，运动过程中拍摄的照片仍然清晰 可用，因此不用悬停后再拍摄。

“飞行高度”可滑动下方滑块调整，随着高度的升高，分辨率数值也随之变 大，因此可根据你对成果分辨率的需求调整此次飞行高度。分辨率与飞行高 度的比例关系和当前机型对应的相机参数有关，主要是相机分辨率和焦距这 两个参数。出于安全考量，大疆将飞行高度最大值限定为 200 米。

“飞行速度”不能直接调整，App 会根据航线重叠度、飞行高度、相机参数 等多种因素综合决定。

“预计飞行时间”不可调整，也是 App 根据区域大小、飞行高度、航线重叠

度等参数自动解算。

“高级设置”中需设置如下选项：

“主航线上重叠率”设置为 80%。对于正射影像成果，一般航向和旁向重叠 率达到 60%即可。在此次测试中为了得到更好的效果，这里设置成了 80%。

“主航线间重复率”设置为 66%。其实设置为 60%也够了，原因同上。

“主航线角度”设为 157°。该角度就是图中蓝色区域内的绿色航线的角度，

可根据实际情况灵活调整。为了让飞行更省电，原则上应让无人机尽量多的

处于匀速飞行状态，因此航线应尽量规则，“折返跑”次数越少越好。

“任务完成动作”设置为“自动返航”。默认的“悬停”是个比较危险的设置， 悬停意味着需要飞手手动将无人机从测区边缘飞回来，如果无人机任务完成 的时候恰好处于无信号连接状态，则需要无人机自行启动“失控返航”，风险 较高。设置为“自动返航”后，调整返航高度约等于之前设定的“飞行高度”，默认的 50 米高度太低了。经实测无人机返航会按照“飞行高度”和“返航高 度”中较高者进行返航，养成设置合理的“返航高度”的良好习惯很重要。

3.4  起飞

相关参数设置好，点击右上角飞机标记，弹出“准备飞行任务”对话框，各 项参数自检后“开始飞行”按钮可用，如下图：

点击“开始起飞”，无人机自动升空开始执行拍摄任务，

3.5 飞行任务执行

当飞到任务区起点处后，无人机自动开始拍照。飞行途中 App 实时显示无人 机位置、姿态、距离、飞行高度、图传、信号强度、剩余电量及飞行时间等信息。 如下图：

3.6 飞行中的信号丢失

测绘类航拍与普通风景航拍用户体验区别很大的就是，任务区域往往离操作 人员较远，有时甚至在 1~2 公里之外，加上信号干扰和遮挡等因素，遥控信号时 常丢失。如果航测软件也像 DJI GO 一样默认“信号丢失 3 后秒自动返航”，那很 多航测任务根本无法完成。DJI GS Pro 默认 “信号丢失后继续执行任务”，且无法关闭，该设置在某些第三方 App 中是可选项。航测是如遇到下图（未连接飞行 器、图传中断、无人机状态无法获取）情况可不用过度惊慌，只要航线高度规划 合理，无人机总会在执行到某个航线时回到可控区域，遥控器端重新显示无人机 当前状态信息。我的无人机最长的一次“失联”时间长达 2 分钟，这时候你要有 颗强大的心和不太差的人品。

3.7  降落

经过近 20 分钟飞行采集，航测任务完成，无人机自动返航并在起飞点正上 方垂直降落。如下图：

当无人机降落到距地面 1 米左右时会悬停等待指令，此时你可以接管控制权控制降落。

4   成果处理

飞行成果导出后存于电脑文件目录下，目录中请不要包含中文：

拼接正射影像

此次拼接使用 Envi OneButton。打开 OneButton 点击“New”创建新工程：

工程向导中填入完整的工程文件路径；默认的“DTM folder”路径（计算过程 需要 DTM 辅助，OneButton 会根据测区范围自动下载该测区的 DTM，如果本地 有更高精度的 DTM 可选择本地路径，否则请保持默认）；“Image folder”为影像 的存储路径，OneButton 会让该路径下所有影像参与计算；使用某些新的无人机 机型时，OneButton 镜头库中没有对应的参数，此时“Sensor pixel size(mm)”中不会自动填入，使用 Mavic 拍摄的照片需要手动填入 0.00158173，至于这个数值 是怎么来的，可以参考 OneButton 帮助或询问作者。

所有航片被放置到 OneButton 中，点击“Output Options”：

选择“GeoTIFF Image Map”后点击“Run Project”即可执行。 

DJI GS Pro 的优势

1. 在起飞前就可以完成关于此次任务的所有设定，并可预估飞行时间，飞手 可直观的判定电量是否够用。

2. 可选择“等距距离间隔拍照”，这一点在第三方航测 App 中很少见（专业 航测无人机中很常见），一般的 App 只有“等时间间隔”和“悬停拍照” 两个选项。

3. DJI GS Pro 支持自家旗下所有无人机镜头，从定焦到变焦，低端机型到高端机型。

4. 设置相机朝向“平行”还是“垂直”于航线，不会像某些第三方软件那么死，只能垂直于航线横着飞，飞手可根据不同机型外形特征选择适合的飞行方式，避免了精灵三横着逆风飞拍到脚架的尴尬。

5. 飞行速度可以根据航测任务情况自动设定为高于 10 米/秒，比如 15 米/ 秒，很大程度上提高了拍摄效率，像悟 2 这样的“战斗机”第三方 App 也 只能飞 10 米/秒实在是太浪费了。

6. 飞行高度有的第三方 App 可以设为 300 米，DJI GS Pro 最高 200 米一般 也够用，便捷之处在于该 App 可以根据不同相机测算出飞行高度对应地面 像素分辨率是几厘米，这个数值当年我是飞了 N 多次，用软件处理了 N 多 成果后才掌握的经验值。

7.  支持“信号丢失后继续执行任务”，不会遭遇频繁返航的尴尬，当然这需 要合理的航线规划做支撑。

8.  飞行过程中可顺利切换到 DJI GO 4 中，不会出现信号无法接入 App 的情 况，之前使用第三方航测软件时需要每次切换 App 后拔插信号线解决该问 题。切到 DJI GO 4 中可以看到地面站实际上使用的“航点飞行”逻辑。

9.  任务规划设定好以后可以保存，下次使用时可以一键起飞，如果使用的无人 机与当初任务规划时不同，DJI GS Pro 还能根据新机型调整相机参数以及航 线密度等参数，智能又便捷。

DJI GS Pro 的不足

1.可调焦机型有时自动对焦不准确，导致整个航拍任务失败。大疆的精灵 3 和精灵 4 是泛焦镜头，可以在广阔的距离范围内获得清晰的像，不用理会对焦问题。但对于 Mavic 这种可以调整对焦点的机型，无人机在 DJI GS Pro 操控

下刚起飞时进行一次对焦，到达航拍高度后却不再对焦，此时使用的焦距往往不适合当前航高，拍出的航片都是虚的。由于 DJI GS Pro 中图传窗口较小， 用户很难注意到这一点，等任务执行完后导入电脑才会发现，此时已经晚了。 在大疆改进 DJI GS Pro 之前，目前可以采取的应对方案是，当无人机到达指 定航高后，切换到 DJI GO 4 中将摄像头对好焦再切回来。

2.无法在划定任务后提示任务区域的长宽，不便于估算任务区域的面积。

3.App偶尔出现不稳定情况，报错如下图，点击“好的”之后，对话框消失，

任务继续执行，并未发现直接的异常。这种不稳定作为该软件的第一版，也可以理解。

4.  无法保存默认设置。无法将某次航拍任务中的设置保存为默认设置，如“拍 照模式”每次都会还原成效率极低的“悬停”模式；航片“重叠率” 还原成 “90%和 60%”；“任务完成动作”还原成“悬停”。这些默认设置不适合大多 数航拍场景，但每次新建航拍任务时都要重新设置，无法将修改后的设置设 为默认。