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无人机如何测量大型、不规则堆体体积

发表时间:2021/06/10 09:00:59  浏览次数:2475  


无人机摄影测量在木片堆体积量测的应用



项目概况

2020年，撰云中标海南金海浆纸业有限公司的木片堆体体积测量项目，项目要求对该厂的木片堆场进行每月一次测绘盘库。测绘技术方案及成果得到业主和木片供应商的高度认可。2021年，撰云再次中标该项目，连续两年与金海浆纸业有限公司达成合作，继续提供木片堆体体积测量服务。



项目难点

木片堆场堆体数量多、占地面积大，体积大；堆体呈不规则梯形台结构，高度达到7-10米，且顶部不平整。测量技术方案要求有效控制测量误差、精准获取堆体顶部数据。


优选方案

传统方案：采用RTK和全站仪免棱镜测量，这种方法采样点间距大，数量稀少，不能准确反映堆体数据，且外业工作量大，工作效率低。


无人机摄影测量方案：信息丰富、真实、直观、无死角，能够准确获取堆体顶部的高密度点云及DSM数据，测量误差小，且投入人员少，工作效率高。


因此，无人机摄影测量技术是堆体测量优选方案。



技术路线


像控点布设——无人机航拍——三维模型计算——堆体量测


像控点布设方案

使用UFO-U5 GPS接收机，在木片堆场均匀布设9个GPS像控点，平面误差±3cm、高程误差±5cm。

无人机航拍

过大疆PHANTOM4-RTK多旋翼无人机进行采集数据。

航线规划外扩100m，保证覆盖全测区，无遗漏，地面分辨率2cm，确保获取航拍照片满足高精度测量需求。

堆场测区面积约0.5平方公里，仅需72分钟完成航拍工作。





三维模型计算


应用ContextCapture Center Master全自动航测建模软件，对获得的影像数据进行空三计算、密集点云匹配、三角网（TIN）构建、自动赋纹理等环节进行三维建模。计算机集群，0.5平方公里仅用5小时便可完成。



运用ContextCapture Center Viewer体积测量功能进行木片堆体积量测。首先选择体积计算基准平面，采样间隔设为10cm，精确圈定木片堆范围，得到高精度木片堆体方量。成果得到业主方验证，准确可靠。


2021年05月金海浆木片堆场共存放3个区域（含28个木片堆），约1184067.25立方米。


木片堆计算数据

1、5号堆场

体积约为421549.20 立方米，共12个木片堆。

2、7号堆场

体积约为424448.16立方米，共10个木片堆。

3、8号堆场

体积约为338069.89立方米，共6个木片堆。



误差分析  各堆体测量最大误差为0.079%，远低于业主要求限差。


效率分析  从外业数据采集到内业数据处理，共投入3人，仅用3天。