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无人机航拍测绘的现状和趋势分析

字号+ 作者:gisempire 来源:未知 2019-03-29 16:59 我要评论( )

消费类无人机正在变得越来越主流,而商业应用也正在各行各业中不断增长。无人机测绘通过提供快速的航拍数据,为关键业务利益相关者提供更快,更准确的决策。

一、无人机测绘概况

全球大大小小的公司不仅将无人机集成到日常工作流程中,而且还依赖于无人机提供的数据采集功能,因为与传统的数据采集方法相比,它们可以节省大量时间和成本。虽然DJI和senseFly等业界领先的制造商仍然是领跑者,但像Autel这样的新公司也在发挥作用,尤其是消费级无人机的创新,使购买无人机成本比以往更低的多。根据行业研究报告显示,现在84%的无人机测绘是在售价为1500美元或更低价格的无人机型号上进行的。大多数测绘使用经济实惠的四轴飞行器无人机模型,这主要归功于无人机硬件和电池寿命的进步,这在以前只有更昂贵的无人机型号才有。

来源:DroneDeploy

现在,无人机可以轻松捕获数据,通过各种软件平台很容易实现数据建模、管理和共享,使其成为GIS分析师,测绘师以及飞行员等用户的资源。很明显,无人机测绘通过提供快速的航拍数据,为关键业务利益相关者提供更快,更准确的决策。


二、无人机测绘现状

与传统的地形测绘和影像航拍方法相比,无人机测绘可节省3倍以上的时间和成本。曾经可能需要数天或数周的数据采集工作可以在数小时内完成,并快速完成建模分析。各类公司正在将航空数据整合到其工作流程中,以简化运营并提高效率。虽然无人机的监管合规性,安全性和培训仍然是发展的障碍,但商用无人机行业已经达到了临界点,无人机的影响不容忽视。无人机不仅仅是爱好者的玩具。它们是强大的数据采集设备,可以改变很多公司的运营方式,为大大小小的公司提供投资回报。通过DroneDeploy和Airstoc数据进行的定价研究显示,专门制作地图的服务提供商平均收入比仅提供普通照片/视频的服务提供商高出16%。许多无人机服务提供商还提供额外费用,用于提供他们在软件平台制作3D模型,以及使用ArcGIS等软件进一步处理数据。


来源:DroneDeploy

无人机测绘专业化为各行各业的公司带来巨大价值。在未来一年,预计建筑,农业,采矿和测量领域的大公司将大量投资这些服务。从现在到2020年,高盛(Goldman Sach)预测企业和民间政府在无人机上花费130亿美元 ,无人驾驶飞机的市场机会将达到1000亿美元,这得益于商业和民用政府部门不断增长的需求。

来源:高盛(Goldman Sach)

三、无人机测绘技术趋势

什么时候无人机能自由进入低空空域,使其成为我们日常生活的重要组成部分?新型无人机测绘应用在不同行业中并蓬勃发展,新技术的应用让我们测绘和制图的工作更轻松、更有趣。

1. 传感器技术

先进传感器技术的价格下降现在允许将它们与无人机平台一起使用,有些公司已经提供了一系列的测绘传感器,包括多光谱,高光谱和热像仪以及激光雷达。搭配热成像技术的无人机可以用于救援行动,这是热成像技术用于无人机测绘的最常用功能。(在消防任务中,你能够通过浓烟发现火灾从而挽救人类生命!)今天的大多数无人机测绘用例都是基于常规的RGB视觉传感器。

2. 人工智能技术

随着人工智能无人机测绘的兴起,可利用AI来规划飞行路线,智能化的数据处理和分析能力将大大提高,而这些只是人工智能应用的开始!AI将继续简化无人机测绘和制图,使得无人机测绘更易用。

机器学习对图像识别特别有用,但机器学习在无人机测绘和制图领域的应用具有无限的想象空间,比如可以应用于无人机数字摄影测量,用于智能识别和跟踪关注的对象;比如在建筑行业,可以对工地人员是否采取了安全措施进行监控。

3. 自动控制技术

目前无人机通常由操作员现场手动控制,或者必须使用软件规划飞行,以完成单次或多次的飞行调查,这样的操作模式在大规模测绘的时候工作量较大,操作难度也大。无人机千机编队表演基本都采取差分辅助定位技术,但在自由空间中,不具备这样条件。差分辅助定位技术原理是通过GPS或北斗卫星信号与已知真实基准站坐标对比,实现快速厘米级精度定位。无人机自动控制技术的发展将很快解决这个问题。想象一下,操作员不是控制单个无人机,而是控制整十个数百个自主飞行无人机,控制系统为他们划分测绘范围,并进行实时飞行路径跟踪,无人机设备可动态根据其他设备的位置自动纠正飞行路线。

4. 体积和电池续航

DJI Mavic Pro等便携无人机的推出表明,无人机硬件供应商正致力于制造体积更小,重量更轻的设备。除了便携性之外,另一个重要因素就是电池寿命。您在体积和重量上节省的越多,无人机在一次充电时可以持续的时间越长,而今天的飞行时间是无人机技术的最大限制,您可以在单次飞行中绘制的区域大小与电池续航之间存在线性关系。

通常情况下,固定翼无人机可以在一次飞行中测量高达几平方公里的范围,而小体积的旋转翼无人机,通过延长电池续航可以实现大量新应用,改善目前提供的无人机测绘服务。

四、无人机测绘机遇和挑战

消费类无人机正在变得越来越主流,而商业应用也正在各行各业中不断增长。在安全,隐私和保险方面虽然还存在障碍,但全球无人机市场没有放缓的迹象。无人机市场近年来迅速增长,每年无人机市场销售均以创记录的数量增长。美国联邦航空局估计到2018年底美国将有超过200万架无人机注册。预计无人驾驶飞机的数量将在明年增加一倍以上,达到240多万辆。

来源:FAA

从市场需求上看,根据调研机构艾瑞的数据,无人机市场可划分为四大类:航拍市场(消费)、农林植保市场、安防市场与电力巡检市场,到2025年相应的市场规模约为300亿元、200亿元、150亿元和50亿元,总规模将达到700亿。显然,行业级市场的需求在整个无人机市场占据更大比重。无人机在空中航拍,进行地理信息的收集和整理工作,可以大大提高基层测绘工作效率和质量。

无人机测绘因其具有精度高,速度快,成本低等诸多优点。无人机测绘数据产品生产时间较短,具有较强的时效性及较高的分辨率,其在国土测绘和规划设计以及救援救灾方面已经得到较为广泛的应用。当前的无人机航拍技术也存在明显的不足:首先是飞行的平稳性欠佳。这恰好是由“机体轻”这一“优势”引发而来。其次,传感器技术应有有待完善。由于技术限制和要求,普通无人机目前无法搭载精度较高的传感器,因此大比尺的测绘需求的精度较高的信息和图像无法得到满足。最后是过于依赖通讯系统。由于无人机的控制程序对GPS和通讯系统的依赖程度很高,一方面导致在航测任务执行过程中,受地形因素影响较大;另一方面也存在安全隐忧,黑客可以通过编码程序来干扰无人机的正常飞行。

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