近年來(lái)，隨著輕型復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的成熟，電子與無(wú)線電控制技術(shù)的改進(jìn)，尤其是多旋翼無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，全球無(wú)人機(jī)行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。去年年底據(jù)IDC預(yù)測(cè)稱，2019年全球無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)123億美元。
最初，無(wú)人機(jī)主要應(yīng)用于軍事。但近年來(lái)，無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)逐漸從軍用領(lǐng)域延伸到了民用領(lǐng)域，并且民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)呈現(xiàn)出迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。而就其應(yīng)用層面來(lái)說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)諸多領(lǐng)域已顯現(xiàn)出“無(wú)人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用”的蓬勃發(fā)展勢(shì)頭，在農(nóng)林植保、電力巡檢、測(cè)繪、安防、物流等領(lǐng)域都能看到無(wú)人機(jī)活躍的身影。
然而，知名地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與服務(wù)提供商Esri中國(guó)無(wú)人機(jī)解決方案專家白旭陽(yáng)認(rèn)為，在無(wú)人機(jī)應(yīng)用遍地開(kāi)花的熱鬧景象背后，存在著應(yīng)用模式不夠多樣化和靈活化，脫離行業(yè)需求，可操作性不強(qiáng)等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
白旭陽(yáng)認(rèn)為，就地理信息行業(yè)來(lái)說(shuō)，其實(shí)“無(wú)人機(jī)+地理信息”遠(yuǎn)不等于航測(cè)。“無(wú)人機(jī)+地理信息”應(yīng)以GIS行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，無(wú)人機(jī)的作用不局限于航測(cè)，而是作為信息采集平臺(tái)。無(wú)人機(jī)航測(cè)強(qiáng)調(diào)的是成果精度，而面向GIS的無(wú)人機(jī)應(yīng)用強(qiáng)調(diào)的是合理的成本、靈活的采集方法、恰當(dāng)?shù)目臻g精度、貼近行業(yè)工作流及良好的可操作性。具體特點(diǎn)在于充分考慮實(shí)施的可落地性；成果精度在可接受范圍內(nèi)即可，不應(yīng)為了追求所謂高精度過(guò)多增加作業(yè)難度和成本；無(wú)人機(jī)選最適合業(yè)務(wù)需要的，而非最逼近預(yù)算的；重視業(yè)務(wù)工作流中無(wú)人機(jī)、飛控軟件、GIS平臺(tái)的良好集成，為信息采集、提取及使用提供快速而實(shí)用的解決方案。據(jù)了解，即將于5月21-22日召開(kāi)的“2019年Esri空間信息技術(shù)開(kāi)發(fā)者大會(huì)”上，將有無(wú)人機(jī)應(yīng)用模式的專題探討。
白旭陽(yáng)首先以利用無(wú)人機(jī)可見(jiàn)光波段提取植被應(yīng)用方案為例，該方案強(qiáng)調(diào)用變通的VDVI算法，依靠無(wú)人機(jī)可見(jiàn)光低成本獲取綠色植被的大致分布，優(yōu)勢(shì)是無(wú)需依賴近紅外波段，成本低，可實(shí)時(shí)性強(qiáng)，結(jié)果比較準(zhǔn)確。
植被分布信息常用于植被變化、生態(tài)環(huán)境研究、水土保持、氣候變化等領(lǐng)域，具有非常重要的參考價(jià)值。以往業(yè)內(nèi)人士往往會(huì)使用NDVI算法從多波段的衛(wèi)星影像中提取植被分布信息。近年來(lái)輕小型無(wú)人機(jī)迅速普及，但其使用的攝像頭無(wú)法獲取NDVI算法所需的近紅外波段，因此可以使用借鑒了NDVI算法的VDVI算法，通過(guò)可見(jiàn)光波段提取綠色植被分布。VDVI算法在軟件中的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要，該算法僅依賴RGB三個(gè)可見(jiàn)光波段。
解決這個(gè)問(wèn)題可以分為兩個(gè)步驟：生產(chǎn)正射影像成果和使用VDVI算法提取綠色植被分布。首先，通過(guò)使用Esri桌面應(yīng)用程序ArcGIS Pro中提供的OrthoMapping影像工作空間向?qū)?，可以?shí)現(xiàn)正射影像生產(chǎn)工作。OrthoMapping支持無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星、數(shù)碼航片和掃描航片四種類型的影像。它內(nèi)置了多種相機(jī)參數(shù)，包括佳能、卡西歐、大疆等諸多主流品牌。設(shè)置完成后開(kāi)始執(zhí)行正射影像拼接，經(jīng)過(guò)若干分鐘即可得到正射影像成果。
第二步操作中，ArcGIS提供了13類共134種柵格函數(shù)，并支持自定義的影像計(jì)算流程。通過(guò)自定義的影像計(jì)算流程，可以在幾秒內(nèi)計(jì)算出某區(qū)域的綠色植被分布。使用同樣的方法，從5個(gè)月前的正射影像中提取出綠色植被分布，成果設(shè)置為紅色。接著可以在本地對(duì)比這5個(gè)月的植被覆蓋變化，也可以將成果發(fā)布到ArcGIS Enterprise中。通過(guò)濾鏡功能不難發(fā)現(xiàn)，這5個(gè)月內(nèi)，1號(hào)區(qū)域由于沒(méi)有再種植農(nóng)作物而閑置，2號(hào)區(qū)域由于施工需要，由農(nóng)田變?yōu)榻ㄖ玫亍?/p>
白旭陽(yáng)繼續(xù)以應(yīng)急快速成圖為例，通過(guò)無(wú)人機(jī)+OrthoMaker，可以在應(yīng)急場(chǎng)景中快速生成無(wú)人機(jī)相關(guān)影像成果，并可一鍵轉(zhuǎn)發(fā)。他指出，在應(yīng)急應(yīng)用場(chǎng)景中，需要迅速掌握特定區(qū)域的相關(guān)情況。這時(shí)只需要飛手運(yùn)用無(wú)人機(jī)在高空快速獲取該區(qū)域的數(shù)張影像，然后通過(guò)使用ArcGIS OrthoMaker的新建工程，將這些原始的無(wú)人機(jī)影像拖動(dòng)到瀏覽器端，即可完成OrthoMaker的影像上傳設(shè)置。然后輸入一定的相機(jī)參數(shù)，點(diǎn)擊下一步，影像就能自動(dòng)上傳到服務(wù)器端。影像一旦上傳完畢，后續(xù)所有工作都可在OrthoMaker的服務(wù)器端完成，整個(gè)計(jì)算過(guò)程無(wú)需客戶端的等待和繼續(xù)聯(lián)網(wǎng)。OrthoMaker可以生成影像集合、DSM、DTM以及鑲嵌正射影像四種成果。一般情況下，只需幾分鐘就能生成相關(guān)影像成果并以服務(wù)的形式對(duì)外共享。在這些成果基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行后續(xù)操作，如通過(guò)卷簾形式快速查看現(xiàn)在與歷史影像之間的區(qū)別，量算面積和距離、坐標(biāo)，甚至量取特定區(qū)域的挖填方信息等。
Esri在今年3月底剛剛發(fā)布了其最新版產(chǎn)品ArcGIS 10.7，不僅在影像方面增強(qiáng)了眾多重要功能，而且還將平臺(tái)的關(guān)鍵影像能力“搬上”云端，一舉實(shí)現(xiàn)了云端影像管理與發(fā)布、云端影像地圖生產(chǎn)、云端影像分析工作流、云端影像可視化與探索等應(yīng)用需求，為用戶帶來(lái)全新的體驗(yàn)。
5月21-22日，“2019年Esri空間信息技術(shù)開(kāi)發(fā)者大會(huì)”將在北京的中國(guó)科技會(huì)堂舉行。屆時(shí)，Esri的技術(shù)團(tuán)隊(duì)將在現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)演示ArcGIS強(qiáng)大的影像處理能力以及“無(wú)人機(jī)+地理信息”帶來(lái)的無(wú)限應(yīng)用可能。
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