地面開挖工程幾乎都會(huì)涉及土方計(jì)算工作。土石方的量算精度由地形表達(dá)質(zhì)量直接決定。通過(guò)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量，并搭載杭州美霖科技有限公司研發(fā)的云帆創(chuàng)新GAMA PPK高精度航測(cè)方案。生成的地形表達(dá)完整，外業(yè)工作量小，內(nèi)業(yè)自動(dòng)化程度高，計(jì)算精度可靠，計(jì)算結(jié)果受測(cè)量方法和計(jì)算方法影響小。其成果用于兩期土方量計(jì)算，成果可靠性高且具有可視化效果。
無(wú)人機(jī)PPK后差分?jǐn)z影測(cè)量作業(yè)流程
1.工作設(shè)備
本次測(cè)量數(shù)據(jù)由以上幾款設(shè)備完成，分別是大疆精靈4無(wú)人機(jī)搭載改裝的云帆GAMA PPK、云帆自主研發(fā)的X-120固定翼無(wú)人機(jī)、GNSS接收機(jī)、smart GCP像控板。
2. 數(shù)據(jù)獲取
數(shù)據(jù)的獲取可使用DJI大疆精靈4 PRO PPK無(wú)人機(jī) 以及云帆創(chuàng)新X-120固定翼無(wú)人機(jī)搭載云帆GAMA PPK后差分同步采集地表影像，GNSS接收機(jī)同步采集靜態(tài)數(shù)據(jù)，并且搭配云帆創(chuàng)新智能像控點(diǎn) GCP記錄像控點(diǎn)位置，得出高精度POS。
數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場(chǎng)
首先在測(cè)區(qū)內(nèi)找到找到一處相對(duì)開闊、無(wú)遮擋的區(qū)域，作為飛機(jī)的起飛點(diǎn)和rtk靜態(tài)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。本次數(shù)據(jù)采集需要的設(shè)備有：大疆精靈4 Pro 2.0、云帆X-120固定翼無(wú)人機(jī)、中海達(dá)rtk、云帆smart GCP像控板（其中像控板可以代替rtk記錄靜態(tài)數(shù)據(jù)）。
精靈4 Pro 2.0 無(wú)人機(jī)搭載云帆創(chuàng)新ppk
云帆X-120固定翼無(wú)人機(jī)搭載云帆創(chuàng)新ppk
GNSS接收機(jī)記錄靜態(tài)數(shù)據(jù)
具體操作如下：
在測(cè)區(qū)的四周選中幾個(gè)開闊點(diǎn)作為像控點(diǎn)，將云帆smart GCP開機(jī)放在選中的地方或者用rtk在選中的地方進(jìn)行點(diǎn)測(cè)量并做好標(biāo)記；接著在測(cè)區(qū)盡量中間區(qū)域選擇起飛點(diǎn)，首先選中某點(diǎn)作為rtk架立點(diǎn)，然后用rtk測(cè)量該點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)并做好地面標(biāo)記且記錄點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；接著把rtk架立并記錄靜態(tài)數(shù)據(jù)（蘑菇頭連接手薄或者手機(jī)軟件，靜態(tài)設(shè)置中將時(shí)間間隔設(shè)置為1hz或者1s）；最后將大疆精靈4 Pro 2.0或者云帆X-120開機(jī)并規(guī)劃航線進(jìn)行照片數(shù)據(jù)采集。
導(dǎo)出并整理數(shù)據(jù)
將無(wú)人機(jī)的內(nèi)存卡取出，用讀卡器將照片數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦的新建文件夾（照片順序不能變）；將無(wú)人機(jī)上搭載的云帆ppk內(nèi)存取出并導(dǎo)出數(shù)據(jù)；將云帆smart GCP像控點(diǎn)內(nèi)存卡取出并按測(cè)區(qū)內(nèi)擺放順序?qū)С霾⒂涗浕蛘邔tk中像控點(diǎn)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出（經(jīng)緯度格式）；用數(shù)據(jù)線將rtk中的靜態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)出并用rinex轉(zhuǎn)換軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成通用格式。接著用云帆后差分處理軟件將無(wú)人機(jī)搭載的云帆創(chuàng)新ppk和rtk（GNSS）的靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，并得出建模需要的POS數(shù)據(jù)。
后差分處理數(shù)據(jù)
后差分處理完成后，我們會(huì)得到POS、events POS兩個(gè)文件，其中我們需要使用的是events POS；并且需要用wps表格將該P(yáng)OS進(jìn)行整理并另存為.csv格式。
處理后得到的數(shù)據(jù)
軟件處理
檢查整理好照片數(shù)據(jù)和POS數(shù)據(jù)是否一致。數(shù)據(jù)處理可選用photoscan或者PIX 4D等專業(yè)化軟件進(jìn)行全自動(dòng)化處理，并且得到我們所需要的DSM、DOM、DLG 等測(cè)量成果。
我們以PIX 4D為例。打開pix 4d軟件，新建一個(gè)工程項(xiàng)目（名稱用字母或者數(shù)字，不能出現(xiàn)漢字），首先將我們整理好的照片數(shù)據(jù)和POS數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，然后進(jìn)行初始化處理，如下圖：
精靈4 Pro 2.0和云帆X-120初始化
導(dǎo)入像控點(diǎn)，選擇正確的坐標(biāo)系，像控點(diǎn)導(dǎo)入之后進(jìn)行刺點(diǎn)（Shift+鼠標(biāo)左鍵），每個(gè)像控點(diǎn)至少刺3到9張照片，盡量把所有能看到點(diǎn)的照片都刺上；并且每個(gè)像控點(diǎn)都要刺。內(nèi)業(yè)操作流程跟無(wú)人機(jī)品牌、類型無(wú)關(guān)，所以導(dǎo)入數(shù)據(jù)或者刺點(diǎn)方式都一致。
精靈4 Pro 2.0和云帆X-120刺點(diǎn)
處理點(diǎn)云和紋理、DSM正射影像和指數(shù)。
精靈4 Pro 2.0和云帆X-120點(diǎn)云、正射等處理
生成點(diǎn)云、DSM、正射影像。
查看文件夾。
二、土方量測(cè)量
土方計(jì)算的關(guān)鍵在于原始地形地貌和開挖后地貌的準(zhǔn)確表達(dá)。ARCGIS 計(jì)算土方量以數(shù)字高程模型( DEM) 作為基礎(chǔ)通過(guò)空間分析和疊加分析功能對(duì)開挖前后地形模型進(jìn)行分析并用ARCGIS 軟件所帶的統(tǒng)計(jì)分析模塊計(jì)算填挖區(qū)域的體積，得到最終的填挖土方量。
ARCGIS 軟件利用柵格數(shù)據(jù)計(jì)算土方量的。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，非常利于計(jì)算機(jī)操作和處理，是GIS 常用的空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)格式。基于柵格數(shù)據(jù)的空間分析是GIS 空間分析的基礎(chǔ)。ArcGIS 柵格數(shù)據(jù)空間分析模塊( Spatial Analyst) 提供有效工具集，方便執(zhí)行土方量的計(jì)算問題。通過(guò)傾斜攝影測(cè)量的方法獲得將前期地表數(shù)據(jù)和后期地表數(shù)據(jù)網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，對(duì)兩個(gè)格網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行差計(jì)算，其差值就是該格網(wǎng)點(diǎn)的填(挖) 高度。
基于ArcGIS 計(jì)算挖填土方量的基本原理，應(yīng)用軟件進(jìn)行土方量計(jì)算的具體工作可歸納為以下幾個(gè)步驟。
1. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
準(zhǔn)備通過(guò)攝影測(cè)量得到的開挖前DEM 和開挖后DEM 或由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)生成的DEM 數(shù)據(jù)。
2.數(shù)據(jù)處理
檢查數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一性，保證兩期數(shù)據(jù)具有相同的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)為高斯投影平面坐標(biāo)
3.土方量計(jì)算
通過(guò)3D Analyst 工具→柵格表面→填挖方工具來(lái)計(jì)算土方量。圖中對(duì)話窗口中選擇輸入兩期DEM數(shù)據(jù)，輸出柵格為最終提取出的開挖或回填范圍內(nèi)的DEM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置。
ARCGIS 計(jì)算填挖方工具對(duì)話框
4.土方量統(tǒng)計(jì)
根據(jù)最終提取出的開挖或回填范圍內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)，利用ArcGIS 的統(tǒng)計(jì)功能統(tǒng)計(jì)填挖方量。
三、結(jié)語(yǔ)
云帆創(chuàng)新 GAMA PPK無(wú)人機(jī)和云帆X-120固定翼無(wú)人機(jī)后差分方案成果結(jié)合ArcGIS 軟件計(jì)算土方量，其精度可靠，外業(yè)工作量小，內(nèi)業(yè)自動(dòng)化程度高。在其提供可視化成果之上實(shí)現(xiàn)量算、查詢等功能。
免責(zé)聲明：市場(chǎng)有風(fēng)險(xiǎn)，選擇需謹(jǐn)慎！此文僅供參考，不作買賣依據(jù)。
