DJI Mavic 3E 航空攝影測量應(yīng)用方案

• 時   間：2022-10-11
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DJI Mavic 3E 航空攝影測量應(yīng)用方案
DJI Mavic 3 行業(yè)系列緊湊小巧，可一手掌握，方便攜帶，便于單人快速部署，適用于一線團(tuán)隊(duì)靈活作業(yè)場景。耐用機(jī)身，可應(yīng)對長時間作業(yè)挑戰(zhàn)。Mavic 3E 主要針對測繪和泛測繪領(lǐng)域，4/3英寸廣角相機(jī)，配備機(jī)械快門，搭配RTK模塊可實(shí)現(xiàn)高精度測繪作業(yè)

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DJI Mavic 3E 航空攝影測量應(yīng)用方案

很多日常作業(yè)場景，比如國土調(diào)查、施工規(guī)劃、電網(wǎng)精細(xì)化巡檢等，都是以獲取高精度的地理信息數(shù)據(jù)為前提的。獲取高精度地理信息數(shù)據(jù)的過程，就是“測繪"作業(yè)。傳統(tǒng)測繪行業(yè)非常艱苦，要使用全站儀、RTK 等設(shè)備，逐個打點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)，風(fēng)吹日曬，效率有限。

對于傳統(tǒng)測繪行業(yè)來說，利用通航飛機(jī)搭載航攝儀等設(shè)備進(jìn)行航空攝影測量，是一次效率革新，通過空中視角，可以高效完成數(shù)據(jù)采集。但是，這套方案的成本過大、門檻過高，難以規(guī)模化應(yīng)用。

與直升機(jī)航測方案相比，大疆精靈 4 RTK 、經(jīng)緯 M300 RTK 搭載禪思 P1 /禪思 L1 等方案的平民化優(yōu)勢非常明顯：低成本、易操作、效率高。利用無人機(jī)的空中視野、厘米級定位、自動航線拍照等功能，還原真實(shí)世界的二維圖像或三維數(shù)據(jù)，可廣泛應(yīng)用于地籍測量、土地確權(quán)、文物保護(hù)、工程基建等領(lǐng)域。

最近，大疆行業(yè)應(yīng)用全新發(fā)布了 DJI Mavic 3E 無人機(jī)。它小巧而強(qiáng)大，配備 2000 萬像素 4/3 CMOS 機(jī)械快門廣角相機(jī)，可實(shí)現(xiàn)最快 0.7 秒間隔連拍，支持 RTK 厘米級定位，支持大疆智圖，是大疆航測產(chǎn)品家族的又一款利器，將進(jìn)一步推動平民化航測事業(yè)的發(fā)展。

測繪作業(yè)一般分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩個部分。所謂外業(yè)，顧名思義，就是攜帶測繪工具（如無人機(jī)、RTK 等），在戶外執(zhí)行測繪作業(yè)。戶外環(huán)境復(fù)雜，有時需要翻山越嶺，越小巧便攜的無人機(jī)，對于測繪工作者來說越方便。

DJI Mavic 3E，**實(shí)現(xiàn)了測繪無人機(jī)背包攜帶。它的折疊尺寸僅 22 * 9.6 * 9 厘米 ，可一手掌握；裸機(jī) 915 克，不到兩瓶礦泉水的重量；小巧輕便，可以快速部署，體驗(yàn)友好。

這么小巧的飛機(jī)，續(xù)航表現(xiàn)卻很出眾。在裝備 RTK 模塊的情況下，Mavic 3E 巡航時間長達(dá) 42 分鐘，大幅提升單架次有效作業(yè)時間和作業(yè)半徑。

在 GSD 5 厘米，飛行高度 185 米，航向重疊率 80%，旁向重疊率 60%，速度 15 米/秒 的參數(shù)設(shè)置下，它的空中有效作業(yè)時間長達(dá) 30 分鐘，一個架次就可以完成 2 平方公里范圍的測繪作業(yè)。配合 100W  充電管家快充電池，或者 88W 機(jī)身直充方案，更能支持高效輪轉(zhuǎn)作業(yè)。

單架次作業(yè)面積提升，對于測繪作業(yè)來說是非常利好的消息?？傮w作業(yè)架次減少、效率提高，項(xiàng)目周期也可相應(yīng)縮短。

為了保證測繪精度，大疆從多個方面做出了努力。

首先是相機(jī)的基礎(chǔ)能力，4/3 CMOS 大傳感器，2000 萬有效像素，保證了基礎(chǔ)圖像清晰度和取景寬幅。考慮到無人機(jī)測繪作業(yè)常常要在空中高速連拍，一般電子卷簾快門容易產(chǎn)生果凍效應(yīng)，從而導(dǎo)致圖像變形、模糊，相機(jī)采用了機(jī)械全局快門，最高快門速度 1/2000 秒，可實(shí)現(xiàn)最快 0.7 秒間隔連拍，避免果凍效應(yīng)，保證圖像還原度。

通常，在清晨或近傍晚時分，由于太陽光線偏弱，無人機(jī)的測繪作業(yè)效果不佳，一天內(nèi)的有效作業(yè)時間因?yàn)榄h(huán)境原因受限。DJI Mavic 3E 的單個像元尺寸高達(dá) 3.3 微米，大幅提升了低光環(huán)境表現(xiàn)，提高日間有效作業(yè)時長，適應(yīng)更多作業(yè)場景。

對高精度測繪作業(yè)來說，RTK 模塊****。DJI Mavic 3E 可選配 RTK 模塊，可拆卸，僅重 20 克，支持網(wǎng)絡(luò) RTK 、自定義網(wǎng)絡(luò) RTK 及 D-RTK 2 移動站。另外，在中國大陸地區(qū)購買 RTK 模塊后，可獲贈兩年中國移動網(wǎng)絡(luò) RTK 服務(wù)。

獲取圖像的過程，涉及到機(jī)身的多個模塊共同作用。為了提升建圖精度，需要保證多個模塊之間的時間信息一致，誤差越小越好。DJI Mavic 3E 的飛控、云臺、相機(jī)、RTK 采用微秒級時間同步，搭配 RTK 模塊，可實(shí)現(xiàn)厘米級免像控測繪精度。

此外，DJI Mavic 3E 的相機(jī)每張照片的 XMP 信息中均會寫入準(zhǔn)確內(nèi)參，并提供用戶自標(biāo)定方案。如果設(shè)備長時間存放或因?yàn)榕鲎矊?dǎo)致內(nèi)參不準(zhǔn)，還可通過大疆智圖自行開展相機(jī)標(biāo)定，更新相機(jī)內(nèi)參。

基于以上功能，DJI Mavic 3E 實(shí)現(xiàn)了免像控測繪作業(yè)。它的免像控精度約為 GSD（地面采樣距離）的 2 倍以內(nèi)。例如 GSD 為 3 厘米，則免像控精度約為 6 厘米以內(nèi)。

操作方面，有更多體驗(yàn)升級。

DJI Mavic 3E 配備 DJI RC PRO 行業(yè)版遙控器，高亮屏適應(yīng)戶外強(qiáng)光作業(yè)環(huán)境。對于信號有干擾的測繪作業(yè)區(qū)域，還支持選配 DJI Cellular 模塊^[1]，實(shí)現(xiàn) 4G 增強(qiáng)圖傳，保障信號穩(wěn)定。DJI Mavic 3E 還配備了魚眼鏡頭，全向感知，支持高級智能返航、APAS 5.0 等，讓作業(yè)更安全。

軟件方面，DJI Mavic 3E 支持 DJI Pilot 2，可選擇“航點(diǎn)飛行"、“建圖航拍"、“傾斜攝影"、“航帶飛行"等多種作業(yè)模式；支持多種航線類型；支持大疆智圖，可高效完成二維及三維建模。還支持大疆司空 2 ，可以高效完成云端建圖。

可以說，DJI Mavic 3E 集中了小巧便攜、長續(xù)航、高精度、軟硬件體驗(yàn)升級等多種優(yōu)勢，再加上非常高的性價比，對于大疆的平民化航測愿景來說，是邁出了非常重要的一步。

應(yīng)用案例：嘉峪關(guān)精細(xì)化建模

嘉峪關(guān)，被譽(yù)為“天下**雄關(guān)"，城關(guān)兩側(cè)的城墻橫穿沙漠戈壁，北連黑山懸壁長城，南接天下**墩，是古代“絲綢之路"的交通要塞，中國長城三大奇觀之一。應(yīng)景區(qū)要求，為探索 VR 虛擬瀏覽嘉峪關(guān)的旅游新形式，制作嘉峪關(guān)高精度的數(shù)字化模型，還原嘉峪關(guān)樣貌，凸顯其險要地勢，重現(xiàn)雄關(guān)風(fēng)姿。

作業(yè)面臨若干難點(diǎn)。一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜：三層斗拱塔樓，精細(xì)結(jié)構(gòu)眾多；二、色彩豐富：紅綠反差配色，色彩還原困難；三、遮擋嚴(yán)重：斗拱下方要求完整建模，需要大量仰拍；四、游客眾多，增大拍攝難度。

大疆合作伙伴南京韋博智控科技有限公司使用 Mavic 3E 很好地解決了這些難點(diǎn)。輕型無人機(jī)便于在景區(qū)飛行，最快 0.7 秒間隔連拍，高效完成建模作業(yè)。

Mavic 3E 還具備全向感知功能，貼近 5 米左右飛行也能保證飛行安全。此外，其靈活的機(jī)身保障采集到各角度毫米級分辨率模型成果，使用大疆智圖軟件，內(nèi)外業(yè)全自動操作。

作業(yè)方使用自行研發(fā)的航線規(guī)劃軟件，基于粗模制作精細(xì)化航線，使用 Mavic 3E 貼近城樓 5 米進(jìn)行拍攝，影像分辨率為 1.5 毫米。將實(shí)景模型與虛擬化場景相結(jié)合，真實(shí)重現(xiàn)了“天下**雄關(guān)"的風(fēng)貌。

小、快、靈，高性價比，DJI Mavic 3E 的出現(xiàn)，是大疆行業(yè)應(yīng)用貫徹“平民化航測"理念的又一作品。相信它的面世，會給測繪工作者帶來更多便利。

DJI Mavic 3E 航空攝影測量應(yīng)用方案