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公众号ID:航模与无人机资讯

为何实际飞行过程中需降低分辨率?

规范要求:根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》

5.2.1 地面分辨率的选择:

原理:

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:

小编以A7R2 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。

实际操作经验与建议
1.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;

2.目前国内众多无人机厂商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。实际还是要根据使用者所在地区去看实际使用效果。但非山区地形一般偏差不会太大。

重叠率一般如何设置?

规范要求: 根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》

7.1.1 像片重叠率应满足一下要求:

a) 航向重叠率一般应为60% ~ 80%,最小不应小于53%;

b) 旁向重叠率一般应为15% ~ 60%,最小不应小于8%。

实际操作经验与建议
1. 平地飞行时,微型固定翼(EPO等材质、翼展2m以下)一般旁向重叠率设置在65%-80%之间,航向重叠率设置在75%以上;

2.平地飞行时,大型固定翼(玻璃钢、油动等2.5m翼展以上)一般旁向重叠率设置在50%-60%之间,航向重叠率设置在65%以上。

顺逆风飞好还是侧风飞?

规范要求: 根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》

7.1.3 像片旋角:一般不大于15°,确保重叠率满足要求前提下,最大不超过30°

原理:

理想情况下,飞机是沿着航线走的,但是在侧面抗风状态下,需要扭转航向使得一部分分力用于抵抗侧风的影响。成像效果如下图所示

实际操作经验与建议
1.看上图即可得,肯定是顺逆风的航片,无论重叠率还是旋角都优于侧风时候的航片;

2.以上建议只适用于小风天气下,大风天气下会带来另外一个问题,由于飞机顺风情况下地速过快,可能导致相机拍照反应不过来,最终导致漏片现象;

3.实测很多相机,最小拍摄间隔时长为1.5-2秒,低于此拍照间隔时长容易出现漏拍现象,

各位飞手可根据顺风时候的地速代入下面公式,若满足则可顺逆风飞行;若不满足则需增加一定抗风角度,利用飞机抗风的过程减小地速。

顺风时的地速(m/s) 纵向拍摄间距(m)/相机最小拍摄间隔(s)

巡航空速(m/s)+风速(m/s) 纵向拍摄间距(m)/相机最小拍摄间隔(s)

下面要讲的内容比较多,但是是重点。有些人说他们规划航线要耗费上一两个钟,有些人分分钟就做好了……这是为什么呢?

区别主要在航摄分区的划分上面,尽管目前国内有无人机厂家宣称其地面站能进行自动高层分区,但由于没有亲自评测,不好评说。

我们uavnews团队内的老航测员对此方法的传统做法进行了梳理:

关于大高差地形的分区规划

规范要求:根据《CH/Z_3005-2010低空数字航空摄影规范》

5.2.2 (b) 分区内的地形高差不应大于1/6航高

原理:

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,需定义为下一分区的测区范围。

绿色区域为该航高下可拍摄的区域

实际操作经验与建议
1.在实际操作中,基于现有市场价格考虑,无人机一般按照 1/4 和 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;

2.之前看到有种航线,贴着地形飞,每条航线虽然都是水平但是高度都不同,这种航线实践操作后发现精度非常差,有时内业空三解算都无法过。还有种完全贴着地表,跟着地表起伏飞,这种就更不用说了……

有高差地形的测绘分区规划方法
提前准备及说明内容:

1.安装谷歌地球

2.画出测区Kml,小编以我附近的深圳梧桐山为案例测区

3.以 A7R2 搭配 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。

规划步骤:

1.首先查看测区的最高和最低点,查询方法如下:

可查出案例测区最高海拔约为860米,最低海拔约为60米。

2.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。

为帮助理解,可查看上图

3.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。

4.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:

5.后续步骤原理相同,即可得其他分区

 规划完成后,特别注意一点,在每个分区上空飞行的航线高度,均为同一海拔高度,不会出现上下起伏的飞行方法。此方法规划时间虽然较长,方法掌握也需要一定时间,但可有效解决内业出图的精度问题,或其他类似空三跑不过等问题。

从秭归县茅坪港乘船上行,船还未到兵书宝剑峡口,左岸一座犹如斧削的山体赫然映如眼帘,仿佛一只手臂插入江心。远远望去,一道道裂缝将巨大的山体分割成片状和块状,大有分崩离析之势。

站在船头,链子崖危岩体上地质工作者用混凝土浇筑的一层层“铠甲”和一个个铆钉般棱角分明的水泥墩清晰可见。同行的专家说,链子崖危岩体经过地质科技人员和施工队伍5年的努力拼搏,于1999年8月全面竣工,在经过了近20年的监测和三峡水库坝前175米蓄水检验后,运行效果良好。

链子崖危岩体位于湖北省秭归县新滩镇(现改称屈原镇)长江南岸的临江陡崖上,距三峡大坝仅25公里。在南北长700米、东西长210米的岩体上,被58条宽大裂缝所切割,形成了总体积达300多万立方米的危岩体,成为长江航道咽喉的严重隐患,是威胁三峡大坝的一颗“定时炸弹”。

链子崖危岩体有长期的崩滑史,其中1030年、1542年两次崩滑分别导致长江断航21年和82年。1964年以来,山上时常滚石入江,给航运构成严重威胁。1985年链子崖对岸新滩发生3000万立方米的大滑坡,将有900年历史的新滩镇推入长江。一位目击者曾回忆,滑坡入江时激起浪高70米,涌浪39米,击翻机动船只13艘,造成10余人死亡,滑坡岩土占据长江航道30%,被迫停航12天。

新滩滑坡后,长江航道已偏向链子崖,一旦危岩体崩塌,势必造成堵江断航,并直接影响三峡大坝的建设和安全。按专家当时的估算,直接经济损失将高达30亿元。

如今,链子崖危岩体治理工程已竣工近20年。我们坐在现场监测中心的处理机房,通过一个个监测点和纵横交错的监测网线,短短几分钟,便可采集到监测数据并对其做出技术处理。承担这项工作的技术人员介绍说,链子崖危岩体监测系统设置各种监测点135个(处),是一个多手段、立体化、数据采集部分自动化、计算机数据自动处理的预测预报系统,将及时、准确地对危岩体的稳定性及变形趋势进行分析、预测和预报。

1999年链子崖危岩体防治工程结束后,监测工作由防治工程施工监测转入防治工程效果监测阶段,并对危岩体的治理效果和稳定性进行评价,对危岩体的发展趋势进行预测。通过监测表明,链子崖危岩体主体工程从锚固开始到竣工以来,其岩体变形已趋于稳定,危岩体已停止了持续20多年朝长江临空方向的变形,有的缘缝已逐渐闭合。专家们通过现场鉴定和监测数据分析,认为链子崖监测区域的危岩体变形经历了治理前的明显变形期,防治工程过程中的施工扰动期,工程结束后的应力调整期,再到现阶段的相对稳定期,工程运行效果良好。

经过地质科技工作者治理后的链子崖,已形成了一处处新的景观。2004年6月,湖北省秭归县屈原镇开发链子崖,修建集登山、览胜、地质探险于一体的风景区,依山建“祝融”雕像、“橘颂园”、归乡寺、瓦岗寨、招魂台等大小景点百余个。在山下仰望,链子崖直逼云天,裂缝森然,摇摇欲坠;攀登链子崖,沿着古人在悬崖上开凿的栈道和链子攀登到山顶,巨大的崩滑体被一根根钢索牢牢的固定在山体上;崖顶俯瞰,江流如线,行船如蝼似蚁,危岩体治理奇观、西陵峡风光、高峡平湖胜景尽收眼底,一览无余。在15个主要景点中,就有链子崖一、二号裂缝、地质博物馆、链子崖治理纪念碑等。

在临江绝壁条件下实施的链子崖危岩体综合治理工程,在三峡库区乃至国内外地质灾害治理中实属罕见,已成为我国重大地质灾害防治工程的样板工程。

连续15年实现地质灾害防治零死亡

三峡,自古就是无峰不雄、无滩不急的天堑险绝之地。而当一个巨大狭长的湖泊慢慢取代原来的长江河道后,库区两岸各种古老的和新生的地质灾害体更是纷纷活动,给三峡工程的建设运行、移民迁建造成了巨大的障碍,同时对三峡库区人民的生命财产安全构成了严重威胁。及时、有效地防治三峡库区地质灾害,成了政府和人民一场艰巨且代价高昂的战斗。

2001年,国务院决定开展三峡库区地质灾害规模性集中防治。到2009年,三峡库区实施完成崩塌滑坡治理工程435处,库岸防护工程254段、168公里;监测预警项目对库区255处重大崩塌滑坡和预测塌岸段实施专业监测预警,建成26个区县级监测站,组织6000余名监测员对3049处崩塌滑坡和预测塌岸段实施群测群防监测;搬迁避让项目完成568处崩塌滑坡影响区内6.88余万人的搬迁避让。此后,三峡库区地质灾害防治工程进入运行调试,为顺利实现135米、156米和175米试验性蓄水提供了重要的地质安全保障,有效保护了库区人民生命财产安全。长江三峡移民工程地质灾害防治工程于2015年6月通过了国家最终验收。

当记者再次走进库区时,被翻天覆地的变化所吸引和感奋:一座座现代化的新城在峡江两岸崛起,一条条宽阔的公路在峡谷沟壑间延伸,一座座大桥如彩虹飞架,一座座新修的港口码头与高峡平湖亲密接触……一个欣欣向荣的新三峡正以不可阻挡之势在迅猛崛起。

所到之处,当地干部群众无不自豪地说:三峡工程建设,使我们县城的发展至少提前了20年。“新三峡、新万州、新景观”的大幅标牌映入眼帘,164米水位标志时隐时现。三峡工程蓄水后,万州由原来的山城变成了美丽的湖城。

当记者一行在巫山新城布满高楼大厦的街上,寻找我们要去的国土资源局时;当我们为崭新的丰都宽阔而气派的街道、华丽的建筑而惊叹时;当我们在夜幕之中进入华灯初放、流光溢彩的奉节时,如果不是事先知道这些都是一个个地质灾害频繁发生且经过大规模治理的县城,我们还真以为到了深圳、珠海……

今天,在三峡库区地质灾害治理取得重大成果,地质灾害治理后续规划付诸实施之际,我们更加深切地感受到“三峡工程的成败关键在移民,移民的关键在地质”这句话的深刻内涵。

在三峡库区地质灾害治理工作中,监测预警工程和信息系统建设的同步实施,对库区地质环境管理和监测预警发挥了非常重要的作用,成为全国地质灾害监测预警体系和信息系统建设的典范。

目前,三峡库区3053处崩塌滑坡和85处塌岸段均实施了群测群防,建立了县、乡、村三级监测网络体系,群测群防地质灾害点均落实了监测人和责任人,共投入技术和监测管理人员438人,群测群防现场监测人员5956人,三级监测网机构在防灾减灾中发挥了非常重要的预测预报和组织管理作用。

三峡库区地质灾害监测预警工程建成后,经过了三峡水库多次蓄水考验,其中专业监测系统已成功监测预警滑坡28处,使受威胁的6911人紧急撤离。群测群防监测系统已成功预警了秭归县千将坪等72处滑坡,使15213人的生命财产得到了有效保护。为预防三峡水库175米蓄水后可能出现的地质灾害险情,三峡库区地质灾害监测预警工程扩大了监测范围,纳入库区地质灾害防治规划的崩塌滑坡4203处,其中对2968处崩塌滑坡塌岸实施了监测预警,监测涉及保护57.7万人。如今,三峡库区地质灾害防治已连续15年实现“零死亡”。

防灾减灾和新生隐患防治成为重点

三峡水库开始蓄水以来,“零伤亡”是一个了不起的成绩。水位到达175米以后,随着每年水位的消落变化,未来两岸边坡的稳定,可以说是最大的考验。

对此,中国三峡集团有关负责人说,三峡库区地质灾害越来越少了,这是肯定的。第一,全世界没有一个工程像三峡这样,对整个水库淹没区所涉及到的自然边坡做了这么大规模的调查治理,花了这么多费用。第二,三峡水库蓄水后,改变了两岸的受力条件,有一个库岸再造的过程,有那么个三、五年的水位涨落,基本上就可以稳定下来。

经过国家有关部门批复,三峡库区地质灾害防治后续规划(2011年—2020年)相继实施。通过预防为主,以避险搬迁为必要手段,以监测预警为根本措施,进一步加强三峡库区蓄、退水期的地质灾害防治工作,确保三峡库区人民群众生命财产安全。截止目前,湖北省、重庆市开展了地质灾害工程治理实施项目241个,其中完工168个、在建73个;完成了4811处群测群防点和191处专业监测点建设和运行,完成了库区区县监测站、应急中心及省市地质环境监测总站等能力建设,配置了地质灾害应急车辆、监测和应急仪器等;完成了后续规划1302处搬迁避让项目的范围核定,并提交移民部门组织实施。

据三峡库区地质灾害防治工作指挥部有关专家介绍,三峡库区地质灾害防治后续规划实施以来,已经实现了三个方面的转变。一是工作方式从保蓄水的应急性防治逐渐转向了保运行的常态化管理。二是工作任务从治理已知隐患转向了防治新生灾害和持续治理遗留隐患并重。三是工作重点从组织治理工程实施转向以防灾减灾为主,取得了显著的防灾减灾成效。

第一,为三峡库区移民迁建城镇建设提供了保障。有效保护了库区移民迁建城镇、港口、码头和公路等复建设施以及文物古迹,保护了三峡工程正常运行和长江航运安全,为库区经济社会发展提供了地质安全保障。

第二,为三峡库区人民生命财产安全提供了保障。通过监测预警体系建设和运行,建成了地质灾害监测预警网络,实现了对地质灾害点的实时监控,专业监测和群测群防、互联网与监测预警技术得到深度融合,防治方式由传统向自动化、数字化和网络化转变,监测预警智能化和专业化进一步提高,建立了群测群防“四重网格”和“四位一体”管理体系,实现了及时预警和避险,有效保护人民生命财产安全。

第三,有力支撑了库区经济社会协调发展。地质灾害治理项目与移民迁建城镇的市政工程建设相结合,美化了库区城市环境,开发利用了有限的土地资源。在防治过程中兼顾社会效益、环境效益和经济效益,最大程度地发挥了地质灾害防治资金的综合效益。

夜幕降临,江涛依然。乘船驶出西陵峡口,高峡平湖景色和三峡大坝雄姿一览无余。举世文明的长江三峡水利枢纽工程和沿江两岸的一项项地质灾害治理工程,向人们展示着人类的近代文明和科学技术水平,让人们在认识自然到战胜自然的过程中,进一步体会了自然的神奇和人定胜天的伟力。