飞行参数对无人机生成对考古区域调查的影响分析之结果

共飞行了两次单程飞行任务,每次前进和侧圈设置一次。一旦无人机完成初始高度,它就会上升10米并再次飞向同一区域。重复此过程,直到涵盖所有编程的高度。表2总结了从每架UAV飞行中获得的图像的持续时间和数量,每架飞机具有不同的高度AGL和前向和侧面重叠设置。在表2中,持续时间表示单个高度AGL的飞行持续时间,没有花费起飞和着陆时间。表2由于每幅图像覆盖更多区域,因此随着高度AGL增加,飞行持续时间和图像数量减少,因此需要更少的圈数和图像。这与前向和侧向重叠设置无关,尽管较高的百分比会增加飞行时间和拍摄的图像数量。最长的无人机飞行时间为7分钟,30米AGL时为35秒,前向和侧向重叠率为80%-50%,而在80米AGL时最短为33秒,向前和侧面重叠为70%-40%。图5显示了高度AGL,飞行持续时间(图5a)和拍摄图像数量之间的指数关系(图5b)。相反,随着高度AGL降低,飞行持续时间和拍摄的图像数量呈指数增长。

图5

地面以上高度(AGL)与前方和侧方设置之间的关系:(a)飞行持续时间和(b)拍摄的图像数量。

表2

飞行持续时间和在不同海拔高度拍摄的图像数量高于地平面(AGL)以及前进和侧面设置。

海拔高度AGL(m)前锋/边膝70%-40%前锋/边膝80%-50%

时间持续时间数字图像时间持续时间数字图像

三十0点07分12秒270时07分35秒34

40〇时02分40秒120时06分03秒27

500点02分12秒100时03分08秒14

600时01分52秒80:02:44大12

700时00分46秒4〇时00分56秒五

800时00分33秒3〇时00分56秒五

研究区域的形状与前方和侧面重叠的百分比有关,也会影响UAV飞行的持续时间。在这项研究中,由于前向和侧向重叠设置,在40米AGL处存在显着的时间差。需要更少的圈来覆盖研究区域70%-40%,因为需要在80%-50%之间覆盖更多的距离。在更高的AGL高度上,例如70或80米,飞行持续时间的差异会减少,因为只需要一圈就可以捕捉前方和侧方重叠,这减少了拍摄的图像数量。

影响飞行持续时间的另一个因素是照明。有时,元素可能出现在研究区域中,可能会根据飞行方向产生阴影。此外,一些材料,如大理石,强烈反射光线,导致高度饱和的图像。因此,可能需要在有限的时间范围内飞行以避免由照明引起的问题。因此,减少飞行时间同时保持正面马赛克空间质量是令人感兴趣的。

图6比较了在相同高度AGL的清晨(上午7:15)和中午(上午11:30)拍摄的图像。如果在中午拍摄图像,则墙壁(图6a,b)或列(图6c,d)等元素会投射阴影(图 6a,c)。另一方面,如果在清晨拍摄,图像不包含阴影(图6B,d)。因为太阳高度降低,物体不会掉落阴影,因为这样的图像更暗。避免阴影的一种选择是在太阳处于天顶位置时飞行。在这种情况下,有必要考虑研究区域的坐标和一年中的日期,以了解太阳何时处于这个位置。然而,在这种情况下,像大理石这样的材料会出现问题,这些材料会使图像饱和导致视觉解释的困难。作为示例,在图6c中,与图6d相比,更难以识别墙顶部的各个元件。

图6

a - d)中午(ac)和清晨(bd)UAV航班拍摄的照片对照片的影响。

图7图2示出了在不同海拔高度AGL处拍摄的两组不同区域的两组图像的示例,并且表明随着高度AGL增加,每个图像覆盖的区域增加,从而减少了飞行持续时间。另一方面,随着高度AGL降低,各个元素的空间分辨率和边界定义的质量提高。在30米处,元素边界在个体环境中被很好地定义和识别,而在更高的高度AGL,定义逐渐扩散,并且定义单个元素变得更加困难。然而,这并不意味着高空AGL的无人机航班在考古工具中没有用处,而是取决于用户的需求。考古区域的地理产品要求只需要一般地图,通常满足或超出用户的期望,与特定现场勘察的不同。因此,如果产品功能能够满足其用途,则称其具有“适用性”。

图7

飞行高度AGL对图像覆盖和质量的影响。

从图像解译的角度来看,等于或高于80 m AGL的海拔高度可以获得有价值的信息,用于对整个工作区域和周围环境进行一般分析,但小于2 cm的细节更难以正确识别。相反,较低的AGL飞行高度允许以飞行持续时间增加为代价更好地研究细节。

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