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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量規(guī)劃與導(dǎo)航系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量規(guī)劃與導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)基于GPS和GIS的無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感作業(yè)軟件。主要完成航帶規(guī)劃設(shè)計(jì)、導(dǎo)航、軌跡回放、漏拍區(qū)分析等功能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能包括：在執(zhí)行航拍任務(wù)之前，按照作業(yè)需求自動(dòng)完成飛行計(jì)劃的制作；在飛行過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)拍攝作業(yè)的實(shí)時(shí)可視化操作；在飛行作業(yè)完成之后，可以在電子地圖上重現(xiàn)飛行過(guò)程、分析漏拍等。該系統(tǒng)具有高度自動(dòng)化、高效率、高精度和低成本的特點(diǎn)，在應(yīng)用上具有廣闊的市場(chǎng)優(yōu)越性。
- 詳細(xì)介紹：
- 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量規(guī)劃與導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)基于GPS和GIS的無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感作業(yè)軟件。主要完成航帶規(guī)劃設(shè)計(jì)、導(dǎo)航、軌跡回放、漏拍區(qū)分析等功能。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：在執(zhí)行航拍任務(wù)之前，按照作業(yè)需求自動(dòng)完成飛行計(jì)劃的制作，包括飛行路線和航拍點(diǎn)的布設(shè)等；飛行過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)拍攝作業(yè)的實(shí)時(shí)可視化操作，動(dòng)態(tài)顯示的項(xiàng)目包括當(dāng)前拍攝點(diǎn)的位置、相幅覆蓋范圍、飛機(jī)當(dāng)前飛行方向、飛機(jī)當(dāng)前經(jīng)緯度坐標(biāo)以及海拔高度等，以輔助操作人員高質(zhì)量地完成飛行及拍攝任務(wù)；飛行作業(yè)完成之后，可以在電子地圖上重現(xiàn)飛行過(guò)程、分析漏拍和不符合重疊率要求的區(qū)域，迅速找出需要補(bǔ)拍的區(qū)域，必要的時(shí)候可以根據(jù)分析結(jié)果立即進(jìn)行補(bǔ)拍。該系統(tǒng)具有高度自動(dòng)化、高效率、高精度和低成本的特點(diǎn)，在應(yīng)用上具有廣闊的市場(chǎng)優(yōu)越性。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目的及意義： 無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)具有受天氣條件影響小、機(jī)動(dòng)靈活、影像實(shí)時(shí)傳輸、高?；驉毫迎h(huán)境下監(jiān)測(cè)、成本低、不搶占常規(guī)空域、按需作業(yè)等特點(diǎn)，在城鎮(zhèn)規(guī)劃、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、環(huán)境生態(tài)、國(guó)土資源、數(shù)字農(nóng)業(yè)、交通、電力、水利以及防災(zāi)減災(zāi)、災(zāi)后重建、應(yīng)急事件處理等領(lǐng)域具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)部分解決了無(wú)人機(jī)遙感行業(yè)中配套軟件缺乏的問(wèn)題，可以有效提升作業(yè)的自動(dòng)化、精確化程度。創(chuàng)新點(diǎn)： （1）利用GIS圖形操作功能，可視化地確定測(cè)區(qū)邊界；根據(jù)航拍生產(chǎn)要求和航測(cè)相機(jī)參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算任意復(fù)雜形狀測(cè)區(qū)的航拍路線和航拍點(diǎn)，進(jìn)而完成航拍工作量預(yù)算，提高航拍設(shè)計(jì)效率。（2）利用GPS定位和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)，通過(guò)飛行過(guò)程中實(shí)時(shí)采集的導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)的飛行方案實(shí)時(shí)比較，實(shí)時(shí)顯示飛行狀態(tài)和飛行質(zhì)量，并進(jìn)行漏拍區(qū)分析，保證相鄰航線之間的航攝相片的重疊率，保證飛行航攝的一次性成功，控制精度達(dá)到10厘米。 主要技術(shù)指標(biāo)： 該系統(tǒng)可以高效率高精度地完成以往航空遙感中繁瑣且精度低下的手工作業(yè)，而且飛行過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)可視化導(dǎo)航和可視化拍攝，從而能夠大大減少空中作業(yè)的盲目性，提高空中作業(yè)的精確度。其主要功能包括：（1）基本地圖操作；（2）飛行計(jì)劃制定；（3）實(shí)時(shí)監(jiān)視導(dǎo)航；（4）軌跡回放；（5）質(zhì)量評(píng)估
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 傳統(tǒng)的航拍作業(yè)流程主要包括： （1）區(qū)域確定；（2）現(xiàn)場(chǎng)勘查；（3）航測(cè)規(guī)劃；（4）執(zhí)行航拍；（5）數(shù)據(jù)處理；（6）拍后評(píng)估；（7）若評(píng)估發(fā)現(xiàn)有不符合要求的區(qū)域需重復(fù)（3）至（6）的步驟。 本系統(tǒng)輔助下的航拍作業(yè)流程主要包括： （1）區(qū)域確定（根據(jù)用戶(hù)需求劃定航測(cè)區(qū)域）； （2）現(xiàn)場(chǎng)勘查（可在本系統(tǒng)中借助地形圖、遙感影像輔助完成，減少實(shí)地作業(yè)量）； （3）航測(cè)規(guī)劃（適用于任意復(fù)雜測(cè)區(qū)，完全由本系統(tǒng)高精度自動(dòng)完成，并保證飛行計(jì)劃的最優(yōu)化，非專(zhuān)業(yè)人員可熟練操作）； （4）執(zhí)行航拍（全程、實(shí)時(shí)可見(jiàn)）； （5）拍后評(píng)估（拍后瞬時(shí)完成評(píng)估、規(guī)劃，如有必要無(wú)人機(jī)無(wú)需落地即可實(shí)施重拍或補(bǔ)拍）； （6）數(shù)據(jù)處理。比較可見(jiàn)，本系統(tǒng)對(duì)航拍作業(yè)流程的不同環(huán)節(jié)都進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的技術(shù)改進(jìn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)在對(duì)作業(yè)人員專(zhuān)業(yè)化程度的要求、作業(yè)流程的自動(dòng)化程度、作業(yè)精度、效率和作業(yè)成本等方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1、作品獲獎(jiǎng)情況：在2011年4月獲得XX大學(xué)“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽校內(nèi)選拔賽一等獎(jiǎng)。 2、作品應(yīng)用情況：“南京市第二次土地調(diào)查更新項(xiàng)目中部分地區(qū)航空攝影測(cè)量”：在2009年12月—2010年2月期間使用該系統(tǒng)完成了南京市第二次土地調(diào)查更新項(xiàng)目中部分區(qū)域的航空攝影測(cè)量。
作品所處階段
- 中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 整套軟件系統(tǒng)銷(xiāo)售。
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 目前，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)正處于高速發(fā)展時(shí)期，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的諸多方面如新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃、城鎮(zhèn)信息化、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、城鄉(xiāng)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)管、大比例尺地形圖修測(cè)、工程場(chǎng)地評(píng)價(jià)、電力交通選線、森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水利工程前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)定位、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、文物保護(hù)、旅游風(fēng)景區(qū)建設(shè)管理、突發(fā)性災(zāi)害應(yīng)急等都有著巨大的應(yīng)用需求。而相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)顯然還落后于無(wú)人機(jī)硬件系統(tǒng)和行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中仍存在著的大量手工作業(yè)，在很大程度上限制了無(wú)人機(jī)遙感應(yīng)用的開(kāi)展。 另一方面，無(wú)人機(jī)航測(cè)項(xiàng)目流程由制定航拍計(jì)劃開(kāi)始，至拍后評(píng)估結(jié)束。本系統(tǒng)可以自動(dòng)化和最優(yōu)化地制定飛行計(jì)劃、全程實(shí)時(shí)地監(jiān)視航拍質(zhì)量、迅速而高效地實(shí)施拍后評(píng)估，保證了項(xiàng)目的高度自動(dòng)化、高效率、高精度和低成本。 鑒于以上分析，本系統(tǒng)將具有廣闊的市場(chǎng)前景，并將在一定程度上改善當(dāng)前行業(yè)的現(xiàn)狀，有助于推動(dòng)無(wú)人機(jī)遙感的應(yīng)用。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 無(wú)人機(jī)的發(fā)展最早得益于軍事上的應(yīng)用，但20世紀(jì)末以來(lái)，無(wú)人機(jī)與遙感技術(shù)的結(jié)合在全世界范圍內(nèi)得到了商業(yè)和科研領(lǐng)域的普遍關(guān)注。本系統(tǒng)“無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量規(guī)劃與導(dǎo)航系統(tǒng)”正是在這一背景下提出并研制的。在過(guò)去的數(shù)十年里，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了很多無(wú)人機(jī)低空遙感在民用領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。 （1）國(guó)外方面。由無(wú)人機(jī)低空遙感平臺(tái)獲取的高分辨率影像被用于黃石國(guó)家公園溫泉區(qū)域的成圖；迷你型的無(wú)人機(jī)平臺(tái)攝影測(cè)量系統(tǒng)被用于獲取秘魯Palpa地區(qū)附近的航空遙感影像，該工程的實(shí)施表明無(wú)人機(jī)低空遙感在文化遺產(chǎn)調(diào)查和保護(hù)方面與傳統(tǒng)方法相比具有明顯優(yōu)勢(shì)；Szendro的消防部門(mén)利用無(wú)人機(jī)火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)次火災(zāi)檢測(cè)，在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的協(xié)助下，大大降低了風(fēng)險(xiǎn)和提高了消防安全；也有文獻(xiàn)報(bào)道了無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于植被檢測(cè)、農(nóng)牧場(chǎng)管理等方面的研究；最近美軍利用無(wú)人機(jī)對(duì)日本受地震重創(chuàng)的福島第一核電站的基礎(chǔ)設(shè)施和核泄漏情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。 （2）國(guó)內(nèi)也已經(jīng)有多家研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始從事基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的民用遙感技術(shù)研究，并有部分實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作。從事無(wú)人機(jī)遙感應(yīng)用的科研院所主要有，中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院、中科院遙感所、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所、信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院、集美大學(xué)理學(xué)院等。應(yīng)用領(lǐng)域包括，災(zāi)后重建、應(yīng)急事件處理、新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃、海岸帶和海島開(kāi)發(fā)、土地調(diào)查、城鎮(zhèn)規(guī)劃、交通管理、電力等。值得一提的是，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)為突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急保障提供了重要手段，如汶川大地震、玉樹(shù)地震、舟曲泥石流、大連漏油事件等。最近云南測(cè)繪局還利用無(wú)人機(jī)對(duì)盈江地震災(zāi)區(qū)實(shí)施航拍，為政府災(zāi)害重建提供決策依據(jù)。 總的來(lái)看，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。而相應(yīng)航測(cè)規(guī)劃軟件的研制并沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。國(guó)外有徠卡飛行計(jì)劃及評(píng)估軟件（Leica Flight Planning & Evaluation Software，簡(jiǎn)稱(chēng)FPES），但它僅應(yīng)用于特定的機(jī)載相機(jī)系統(tǒng)，而且也不適用于無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)；國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)類(lèi)似軟件的報(bào)道。
