1.什么是仿地飛行

仿地飛行是指無(wú)人機(jī)在作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)定與已知三維地形的固定高度，使得飛機(jī)與目標(biāo)地物保持恒定高差。借助仿地飛行功能，無(wú)人機(jī)能夠適應(yīng)不同的地形，根據(jù)測(cè)區(qū)地形自動(dòng)生成變高航線，保持地面分辨率一致從而獲取更好的數(shù)據(jù)效果。

仿地飛行作業(yè)流程圖

最近大疆精靈4RTK版本更新支持了“仿地飛行”模塊，這對(duì)于經(jīng)常在山區(qū)飛行的小伙伴來(lái)說(shuō)無(wú)疑是極好的，動(dòng)輒幾百米的高差如果僅能在一定的高度飛行，無(wú)論是成像質(zhì)量還是重疊度都很難有保障。

無(wú)人機(jī)在山區(qū)飛行

仿地飛行

無(wú)人機(jī)在作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)定與已知三維地形的固定高度，

使得飛機(jī)與目標(biāo)地物保持恒定高差。

而飛行器如果能根據(jù)地面起伏以相對(duì)恒定的高度飛行，不僅能夠保障飛行器的安全而且成像質(zhì)量也會(huì)有極大提升。但對(duì)于此功能官方并未給出詳細(xì)的操作教程，網(wǎng)上各種信息說(shuō)的也是含糊不清，給很多用戶造成了極大的困擾，故寫下此文與各位飛手分享，希望能有所幫助。

2.實(shí)現(xiàn)方法

目前，該功能主要有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)途徑：

2.1 自制DSM數(shù)據(jù)

一是自制數(shù)字表面模型（DSM）數(shù)據(jù)，首先在研究區(qū)內(nèi)采用正射的方法飛行一遍，然后利用Pix4d等空三軟件，生成研究區(qū)的DSM，然后將DSM（包括tif和tfw）兩個(gè)文件導(dǎo)入遙控器中。該種方法生成的DSM相對(duì)較為精細(xì)，可以實(shí)現(xiàn)更好的仿地效果，但工作量較大，且對(duì)于山區(qū)高差較大的區(qū)域，首次飛行時(shí)安全問(wèn)題難以保證。

2.2 借用現(xiàn)有DEM替代DSM

二是直接使用已有的數(shù)字高程模型（DEM）來(lái)替代DSM，DEM數(shù)據(jù)相對(duì)DSM數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)缺少植被、建筑等高程信息，因此在采用DEM替代DSM進(jìn)行仿地飛行時(shí)要注意飛行區(qū)內(nèi)的植被、建筑物及高壓電線塔等構(gòu)筑物的高度。目前覆蓋全國(guó)的公開DEM數(shù)據(jù)有空間分辨率為SRTM90m、ASTER GDEM30m、ALOS12.5m的可供下載。較為方便的下載地址有：

• 地理空間數(shù)據(jù)云: http://www.gscloud.cn/(90/30m免費(fèi)，需要注冊(cè)賬號(hào))
• 百度網(wǎng)盤：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1waqY2VNNz8Q6FlJZenvk0A 提取碼：2wnp（30m，GIS前沿公眾號(hào)提供）
• LocaSpace：在LocaSpace Viewer軟件中點(diǎn)擊下載工具，圈定下載區(qū)域，選擇地形下載即可得到一個(gè)裁剪好的TIF格式的DEM數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)精度為90m。此種方法經(jīng)常失效，大區(qū)域慎重采用。此外該公司提供原始DEM數(shù)據(jù)下載服務(wù)，需收取一定費(fèi)用：30m 12.5m速度相對(duì)快，目前僅部分省份有數(shù)據(jù)）
• Alaska Satellite Facility: https://www.bilibili.com/video/av19558468/ （12.5m官方下載教程)

3. 使用方法

以ALOS12.5m精度的漢中市固城縣DEM作為案例詳細(xì)講解。

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

3.1.1 UAV軟件轉(zhuǎn)換

由于DJI對(duì)于數(shù)據(jù)格式的要求，首先需要對(duì)下載得到的DEM（tif格式，WGS84地理坐標(biāo)）進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為方便起見，目前有兩種較為便捷的途徑可以實(shí)現(xiàn)：
windows平臺(tái)下載UAV Mate軟件，使用其DSM TIFF工具，進(jìn)行轉(zhuǎn)換并生成TFW文件。（可申請(qǐng)?jiān)囉?，試用期過(guò)后需要購(gòu)買軟件才可繼續(xù)試用。）

3.1.2 在線轉(zhuǎn)換

將下載好的DEM上傳到大疆仿地飛行數(shù)據(jù)在線轉(zhuǎn)換工具(https://dji.cuger.cn)網(wǎng)站上，稍等片刻點(diǎn)擊數(shù)據(jù)下載，即可得到兩個(gè)文件一個(gè)為轉(zhuǎn)換好的tif，另一個(gè)為tfw文件。由于在線操作，因此最好將tif文件大小限制在100MB以下。（該網(wǎng)站對(duì)于大文件需要收取少量的服務(wù)費(fèi)）。

通過(guò)以上工作，我們已經(jīng)獲得了可供DJI識(shí)別的tif和tfw兩個(gè)文件

3.2 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

將無(wú)人機(jī)遙控器右下角的內(nèi)存卡拔出，連接到電腦上，創(chuàng)建文件夾DJI→DSM（此處務(wù)必按要求來(lái)，否則程序無(wú)法識(shí)別）在DSM文件夾下創(chuàng)建研究區(qū)文件夾（固城縣），將上面轉(zhuǎn)好的兩個(gè)文件放入固城縣文件夾下（該文件夾內(nèi)只能放以上兩個(gè)文件.tif和.tfw）。

將內(nèi)存卡插回遙控器，打開電源（支持熱插拔開機(jī)狀態(tài)下亦可），屏幕會(huì)彈出導(dǎo)入DSM選項(xiàng)，若沒(méi)有彈出可手動(dòng)點(diǎn)擊屏幕左下角內(nèi)存卡選項(xiàng)，導(dǎo)入上面做好的DSM文件。

點(diǎn)擊規(guī)劃→仿地飛行，屏幕右側(cè)選擇區(qū)域（固城縣），待數(shù)據(jù)讀取完畢，手動(dòng)將屏幕區(qū)域移到固城縣（數(shù)據(jù)量較小時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)將有DSM數(shù)據(jù)的區(qū)域以陰影的方式凸顯出來(lái)，區(qū)域較大時(shí)則無(wú)特殊標(biāo)識(shí)），點(diǎn)擊右下角規(guī)劃航點(diǎn)，在屏幕上編輯區(qū)域即可看到屏幕下方有無(wú)人機(jī)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的飛行高度。

點(diǎn)擊規(guī)劃→仿地飛行，屏幕右側(cè)選擇區(qū)域（固城縣），待數(shù)據(jù)讀取完畢，手動(dòng)將屏幕區(qū)域移到固城縣（數(shù)據(jù)量較小時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)將有DSM數(shù)據(jù)的區(qū)域以陰影的方式凸顯出來(lái)，區(qū)域較大時(shí)則無(wú)特殊標(biāo)識(shí)），點(diǎn)擊右下角規(guī)劃航點(diǎn)，在屏幕上編輯區(qū)域即可看到屏幕下方有無(wú)人機(jī)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的飛行高度。

注意：由于遙控器數(shù)據(jù)處理的限制，盡量使tif文件的大小在100MB以內(nèi)，以保證軟件的流暢運(yùn)行，文件壓縮會(huì)造成地形精度的下降，飛行高度設(shè)置較低時(shí)要注意安全問(wèn)題。

效果展示：

該區(qū)域前后緣高差約200m，規(guī)劃用DEM精度為12.5m，仿地精度10m，飛行高度80m，無(wú)人機(jī)能夠按照設(shè)定方式穩(wěn)定的飛行，獲得了良好的測(cè)量結(jié)果。