近年來，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，電子與無線電控制技術(shù)的改進(jìn)，尤其是多旋翼無人機結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，全球無人機行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。去年年底據(jù)IDC預(yù)測稱，2019年全球無人機市場規(guī)模將達(dá)123億美元。
最初，無人機主要應(yīng)用于軍事。但近年來，無人機產(chǎn)業(yè)逐漸從軍用領(lǐng)域延伸到了民用領(lǐng)域，并且民用無人機市場呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢。而就其應(yīng)用層面來說，當(dāng)前我國諸多領(lǐng)域已顯現(xiàn)出“無人機+行業(yè)應(yīng)用”的蓬勃發(fā)展勢頭，在農(nóng)林植保、電力巡檢、測繪、安防、物流等領(lǐng)域都能看到無人機活躍的身影。
然而，知名地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與服務(wù)提供商Esri中國無人機解決方案專家白旭陽認(rèn)為，在無人機應(yīng)用遍地開花的熱鬧景象背后，存在著應(yīng)用模式不夠多樣化和靈活化，脫離行業(yè)需求，可操作性不強等現(xiàn)實問題。
白旭陽認(rèn)為，就地理信息行業(yè)來說，其實“無人機+地理信息”遠(yuǎn)不等于航測。“無人機+地理信息”應(yīng)以GIS行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點，無人機的作用不局限于航測，而是作為信息采集平臺。無人機航測強調(diào)的是成果精度，而面向GIS的無人機應(yīng)用強調(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。具體特點在于充分考慮實施的可落地性；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多增加作業(yè)難度和成本；無人機選最適合業(yè)務(wù)需要的，而非最逼近預(yù)算的；重視業(yè)務(wù)工作流中無人機、飛控軟件、GIS平臺的良好集成，為信息采集、提取及使用提供快速而實用的解決方案。據(jù)了解，即將于5月21-22日召開的“2019年Esri空間信息技術(shù)開發(fā)者大會”上，將有無人機應(yīng)用模式的專題探討。
白旭陽首先以利用無人機可見光波段提取植被應(yīng)用方案為例，該方案強調(diào)用變通的VDVI算法，依靠無人機可見光低成本獲取綠色植被的大致分布，優(yōu)勢是無需依賴近紅外波段，成本低，可實時性強，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值。以往業(yè)內(nèi)人士往往會使用NDVI算法從多波段的衛(wèi)星影像中提取植被分布信息。近年來輕小型無人機迅速普及，但其使用的攝像頭無法獲取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，通過可見光波段提取綠色植被分布。VDVI算法在軟件中的實現(xiàn)至關(guān)重要，該算法僅依賴RGB三個可見光波段。
解決這個問題可以分為兩個步驟：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)?，可以實現(xiàn)正射影像生產(chǎn)工作。OrthoMapping支持無人機、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)置完成后開始執(zhí)行正射影像拼接，經(jīng)過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算流程。通過自定義的影像計算流程，可以在幾秒內(nèi)計算出某區(qū)域的綠色植被分布。使用同樣的方法，從5個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。接著可以在本地對比這5個月的植被覆蓋變化，也可以將成果發(fā)布到ArcGIS Enterprise中。通過濾鏡功能不難發(fā)現(xiàn)，這5個月內(nèi)，1號區(qū)域由于沒有再種植農(nóng)作物而閑置，2號區(qū)域由于施工需要，由農(nóng)田變?yōu)榻ㄖ玫亍?/p>
白旭陽繼續(xù)以應(yīng)急快速成圖為例，通過無人機+OrthoMaker，可以在應(yīng)急場景中快速生成無人機相關(guān)影像成果，并可一鍵轉(zhuǎn)發(fā)。他指出，在應(yīng)急應(yīng)用場景中，需要迅速掌握特定區(qū)域的相關(guān)情況。這時只需要飛手運用無人機在高空快速獲取該區(qū)域的數(shù)張影像，然后通過使用ArcGIS OrthoMaker的新建工程，將這些原始的無人機影像拖動到瀏覽器端，即可完成OrthoMaker的影像上傳設(shè)置。然后輸入一定的相機參數(shù)，點擊下一步，影像就能自動上傳到服務(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，整個計算過程無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了眾多重要功能，而且還將平臺的關(guān)鍵影像能力“搬上”云端，一舉實現(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，為用戶帶來全新的體驗。
5月21-22日，“2019年Esri空間信息技術(shù)開發(fā)者大會”將在北京的中國科技會堂舉行。屆時，Esri的技術(shù)團隊將在現(xiàn)場詳細(xì)演示ArcGIS強大的影像處理能力以及“無人機+地理信息”帶來的無限應(yīng)用可能。
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