4.1.1全域航摄测区范围:如图1所示,从大桥隧道入口向开放桥体方向的带状测区长2.6km,宽为大桥中线两侧各300m。
图1 全域航摄范围 图2 全域航摄面积
4.1.2 设备型号:飞行平台:飞马D2000,五相机:D-OP3000
4.1.3 航摄参数:比例尺1:500,地面分辨率:3cm,航线重叠率:80%,旁向重叠率:65%,相对航高:191m,测区平均海拔:1206m,航向外扩216m,旁向外扩4条航线,测区最高点海拔:1490m,测区最低点海拔:987m,航线间距:63m,拍照间距:24m,测区面积:1.58km²,测区高差503m。
4.1.4 全域航线设计:如图3所示,由于测区高差较大航线采用变高航线,依据现场地形防地飞行,始终保持相对地面航高为191m,地面分辨率3cm。如果不利用变高航线,该测区利用主流半画幅五相机等高航线,最佳只能获取到15cm左右的分辨率影像,由于飞马无人机管家内置了全球DEM模型,直接利用其内置的30m分辨率的DEM生成变高航线。
图3 全域航线设计
4.1.5 难点:内置的DEM无法识别横跨南盘江上凌空高出江面270米的大桥,原来计划制作粗模后设计更复杂的变高航线,但是现场天气窗口较少,为了赶进度,我们直接利用的飞马自动生成的变高航线,由于飞机配备毫米波雷达避障,就让飞机飞行中遇到桥体阻挡后自动返航,调整航线跳过桥体继续作业,较短时间完成了全域的3cm分辨率的原始影像获取。
4.2.1 桥梁主体飞行环境:如图4所示,南盘江特大桥位于两山之间,山与山之间乱流严重,平均风力均在三级以上。南盘江特大桥全长852.43米,桥体两侧,桥墩,桥体两端,拱面与山体衔接处均为较难获取精细纹理区域,贴近摄影时火车通过有安全隐患,结合铁路部门现场负责人报备确认后方可开始执行飞行作业。
图4 桥梁主体情况 4.2.2 设备型号:飞行器一:大疆精灵4RTK,飞行器二:TOPCON Falcon8 图5 TOPCON Falcon8 无人机贴近摄影
4.2.3 飞行过程:桥梁主体航摄及细节补拍均采用手动超视距操作飞行。桥体两侧影像纹理采集:桥体两侧采集时飞手位于大桥下方空场安全区域起飞,桥体下方也可更加快速直观了解无人机超视距和超远可视距相互结合把控飞行,同时桥体下方飞行有助于信号传播且飞手第一时间了解桥体下方现场环境,有益于及时把控现场突发情况。
图6 飞手现场手控操作
桥墩影像纹理采集:桥墩飞行时飞手位于大桥两端处与桥面保持平行,对于长体桥墩进行环绕手动飞行。环绕手动飞行尽量在视距内完成,因为无人机飞行过程中避障为关闭状态,环绕飞行时镜头始终面向桥墩进行单体等距环绕。因超视距飞行不利于把控桥墩之间的墩距,可能会造成安全事故,同时可以直观把握环绕距离以达到最佳拍摄距离,保障桥墩各部位细节采集。
桥体两端影像纹理采集:桥体两端一侧为隧道入口,另一侧为开放式桥体。开放式桥体纹理采集数量多余隧道口纹理采集,因为开放式桥体地面外物更加丰富(如房屋,墙体,防滑坡面等)。大桥拱体与山体衔接处都需进行特定纹理采集,因衔接处地形地貌复杂,飞行时需格外谨慎,超视距复杂地貌作业应提前把握舵量,仔细观察机身附近现场环境随时应对特殊情况。隧道口为复杂多变现场,外部干扰因素量大,飞行时飞手位于隧道口附近净空安全区域,隧道口作业时,高铁高速通过隧道口时容易导致无人机稳量失速造成安全事故,无人机均远离隧道口但同时要保证纹理不丢失。飞手要严格把控无人机外部矢量提前预判。