无人机+倾斜摄影对房屋进行日照分析的应用

随着倾斜摄影测量技术的不断发展与进步，倾斜摄影测量技术在地籍、地形测绘，智慧城市，古建筑保护等领域都得到了广泛的应用。本次项目受甲方委托，利用无人机倾斜摄影测量对测区内建筑物地形进行测量，为测区房屋日照分析提供基础数据。

连云港市勘察测绘院有限公司是一家具有工程测量甲级测绘资质的单位。近年来，我公司先后完成了市区范围900平方公里的D、E级GPS控制测量和700公里的三、四等水准的测量工作；无人机测绘方面，公司完成了近万平方公里正射影像的处理制作，1:500、1:1000大比例尺地形图测绘，并多次完成房地一体不动产发证项目，为各类测绘工作奠定了基础，并长期为城市规划提供测绘服务。

多年来，公司以服务规划为工作重心，突出“诚信、服务、经营”的理念，坚持“科技创新、精心测绘、诚信服务、顾客满意”的质量方针，以高质量的测绘成果赢得了广大客户的信赖，为城市规划和管理提供了强有力的测绘保障。

本次项目位于江苏省连云港市赣榆区，赣榆区位于江苏省东北部，江苏沿海经济带和东陇海产业带的东部交汇处。赣榆区气候属暖温带海洋性季风气候，年平均气温13.2℃，无霜期214天，全年平均日照2532.9小时，年降雨量976.4毫米。

该测区地势平坦，多为高层建筑，最高处可达75米。航飞当日，无人机作业时间为上午10点-12点，在该时间段内，测区内天气晴朗，光线适中，风力为1-2级微风，适合飞行。

测区内共布设6个地面检查点与12个房角检查点，点位清晰易辨认，用于项目生产需求，地面检查点分布如下图所示：

飞机：大疆M300-RTK无人机。该无人机拥有55分钟长续航、最大飞行高度7000m，最大倾斜下降速度7米/秒，抗风能力15米/秒的强大的机器智能及流向定位避障功能。

相机：睿铂D2倾斜摄影相机。该相机在相同分辨率的前提下将云台重量降低至800g。使用多旋翼无人机挂载Riy-D2进行倾斜数据采集，在保证成果质量和安全的同时提高了作业效率并降低使用成本，非常适合小区域高分辨三维建模任务。

5.1▪检查点布设

航飞前，在测区内均匀布设检查点标记，利用RTK设备对测区内检查点进行测量，获取检查点坐标（坐标系为平面为CGCS2000，高程采用国家85高程），用于后期模型精度检查。

5.2▪航线规划

由于本次项目建筑物较高，故采用两遍飞行的方法来得到高精度、高质量的三维模型。第一次飞行设计航高为107米，地面分辨率（GSD）为1.8cm；第二次飞行设计航高为150米，地面分辨率（GSD）为2.5cm，以保证建筑物顶部模型的完整性。

测区有效面积约0.2km²，按照范围外扩一倍航高的计算方法，所得实际航飞面积约0.44km²，航向、旁向重叠度设置为80%、70%进行作业，累计飞行两个架次，单架次飞行时间约35min，共获取13465张影像，影像清晰、色彩均匀，满足本次项目使用要求。

6.1▪剔除无效航片

无人机飞行获得的数据可以通过skyscanner预处理软件进行处理（如下图所示），导出的xml文件可直接导入空三软件进行空三处理、模型生产。此外，该软件中的sky Filter功能还能自动剔除航飞影像中的无效影像，减少参与空三运算的总航片数量，提高空三解算的速度和空三解算的成功率。本次飞行共获取13465张影像，剔除完无效影像后，保留有效影像8135张。

6.2▪空三处理

集群配置

处理器：Intel(R)Core(TM)i9-9900KF；

内存：128G；

操作系统：64位。

本次项目模型生产共使用10台该配置计算机。

空三加密

空三加密使用ContextCapture软件进行处理，本测区有效影像8135张，空三加密及模型生产共计用时约 12小时。

精度检查

模型生产完成后，在Eps软件中对检查点精度进行检查，检查结果如下图，平面及高程误差均小于2cm，满足国家1:500地形测量中平面及高程的精度要求。

DLG等生产

DLG生产选择CASS3D软件采集，日照分析只需要提供建筑物的线画图，如下图所示：

通过对测区房角点的验证，得出本次项目中使用M300-RTK搭载D2相机采集的数据成果能满足国家1:500地形测量精度要求。

日照分析处理后，得到以下成果:

相较于传统的人工测量，倾斜摄影测量能从多个角度获取地物的影像资料，生产出更加立体、直观的三维模型，节省大量人力、物力及时间。本次项目由于测区内建筑物较高，采用传统人工测量存在的一定的难度，因此选择倾斜摄影测量技术来完成测区内地形图的测量工作，测量成果满足国家1:500地形精度要求。

除了日照分析项目，在竣工、土方测量等传统测量中均可使用倾斜摄影测量技术完成。相信随着倾斜摄影测量设备和技术的不断提高，倾斜摄影测量将会更广泛的应用到各行各业中。