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如何使用 GCP 和非 RTK 无人机创建精确的 3D 摄影测量地图？
本教程面向需要精确 3D 地形或场地地图，但又没有配备 RTK 模块的昂贵无人机的专业人士和业余爱好者。本指南将向您展示如何使用标准（非 RTK）无人机、地面控制点 (GCP) 和摄影测量软件获取厘米级精度的地图。
与支持 RTK 技术的无人机不同，非 RTK 无人机依靠标准 GPS，将厘米级精度的地理参考数据直接嵌入到每张照片中，而标准 GPS 则可能引入数米的定位误差。为了克服这一限制，我们使用物理标记 GCP，其精确坐标由 RTK Calibrated Surveyor Kit这些是摄影测量工作流程中的参考点。通过精心规划和处理，即使使用标准无人机也能达到测量级的精度。
确保您拥有访问权限和凭证 NTRIP 服务。如果您需要帮助寻找矫正服务，请参阅我们的 列表 NTRIP 您所在国家/地区的惩教服务.
所需的硬件：
- RTK Calibrated Surveyor Kit
- 无人机地面控制点（GCP）
- 装有摄像头和 SD 卡的无人机
- a smartphone
- 一台电脑
如何利用无人机和地面控制点构建精确的 3D 地图？
放置 GCP 并使用 RTK 套件测量其精确坐标
- 在测绘区域内放置地面控制点 (GCP)。为确保最终 3D 模型的准确性，请遵循以下规则：
- 将 GCP 放置在测量的每个角落附近，并至少在中心放置一个。
- 保持 GCP 间隔 50-100 米；如果需要，沿长边添加更多 GCP。
- 确保 GCP 从空中清晰可见，且不受树木或其他物体遮挡。
- 如果地形不平坦，则将 GCP 放置在高处和低处。
将 RTK 套件连接到您的 smartphone 通过 USB 或蓝牙。在本教程中，我们将使用 USB 连接。
打开 SW Maps，连接到您的 RTK 套件，然后连接到 NTRIP 按照以下步骤操作 使用方法 RTK Calibrated Surveyor Kit 使用 SW 地图 用户指南的部分。
- 确保仪器高度与测量杆高度一致。这对于准确测量地面位置至关重要。
在进行现场测量之前，请确保 RTK 套件已连接到您的 smartphone 并接收更正。在 SW Maps 中，打开主菜单并点击 GNSS 状态. 检查修复类型——为了获得最佳精度，它应该显示 RTK 修复。
- 将 RTK 套件放置在第一个 GCP 上，确保杆上的气泡位于圆圈的中心。这可以确保杆完全垂直，从而实现精确定位。
- 在进行现场测量之前，请确保 RTK 套件已连接到您的 smartphone 并接收更正。在 SW Maps 中，打开主菜单并点击 全球导航卫星系统状态. 检查修复类型——为了获得最佳精度，它应该显示 RTK 修复。
- 点击侧面菜单，点击 特征->创建图层。
- 输入图层名称，选择“点”作为几何类型，然后选择一个几何符号。您还可以在此阶段设置图层颜色。
- 选择 卫星 作为背景地图。启用 轨道，然后在“筛选器”下选择 要素图层。
- Press 添加图层 并点击 GNSS记录特征.
- 设置图层名称，选择 点 作为几何类型，然后选择 几何符号。 按 添加.
- 新图层将会出现。按 关闭。
- Press 录音 图标并点击 记录功能.
- 在 备注 字段中，输入地面点的名称 — 例如，GCP 1。我们建议检查 平均 框允许套件计算平均位置（确保在此过程中保持杆静止）。固定类型应保持 RTK 固定，以获得良好的测量精度。然后按“+' 来记录位置。您将看到一条消息，提示“点记录！“。
- 继续前往地面控制点 #2 并按照步骤 15 中的说明进行测量。对所有地面控制点重复此过程（在我们的教程中，我们使用了 6 个 GCP）。
完成后，您将看到一张显示所有记录特征的地图。
- 要导出您的项目，请点击 SW Maps 主菜单，按 出口项目。
- 选择 电子表格 导出格式。选择 XLS in 电子表格设置 并按下 导出模板.
捕捉无人机图像
- 在您的 smartphone.
- 打开无人机和遥控器。连接 smartphone 到控制器。
- 等待 DroneLink 检测无人机并确认 GPS 锁定
- 点击“+”创建新的飞行任务。选择 地图绘制 模板。
- 要定义边界点，请起飞无人机并将其移动到第一个 GCP 上方。请注意，第一个点标记的是付费版 Dronelink 的飞行高度。
- 敲打 Record 保存 1 个 GCP 的坐标。
- 将无人机导航至下一个 GCP 并保存坐标。对所有 GCP 重复此操作，然后按下 点击下一页.
- 选择照片作为媒体类型文件顶部捕获并按 点击下一页.
- 如果您不是高级用户，请勿自定义高级设置，然后按 点击下一页.
- 如果您不是高级用户，请勿自定义高级设置，然后按 点击下一页.
- 设置 飞行速度 并按下 点击下一页.
- 选择 前重叠 并按下 点击下一页.
- 选择 侧重叠 并按下 点击下一页.
- 选择网格作为图案并按下 点击下一页.
- 在 映射方向 设置中，您可以选择您喜欢的方向，但在本例中，我们使用了默认选项。按“下一步”。
- 选择 云台间距 无人机摄像头的角度，然后按下 点击下一页.
- 填写任务计划名称并按 点击下一页.
- 将显示任务摘要。按 继续.
- 任务将被计算。按下 下注 来启动它。
- 无人机将导航至起点，然后启动任务。无人机将自动飞行，飞行过程中无需手动控制。您可以通过应用程序的飞行仪表盘监控任务进度。
- 任务完成后，您将在应用程序中看到通知。
- 现在您已经收集了创建 3D 模型所需的所有现场测量数据。
处理图像并建立地形的三维模型
- 回到办公室电脑后，将步骤 5 中从 SW Maps 导出的文件传输到电脑。稍后，我们将在 WebODM 的照片对齐过程中使用这个包含 GCP 坐标的文件来提高 3D 模型的精度。
- 如果你正在使用 安卓，将手机通过 USB 连接到电脑，选择 文件传输 模式，并从 SW_地图 文件夹中。
- 或者，您可以通过电子邮件将文件发送给自己或将其上传到云服务（例如，Google Drive、Dropbox）并在您的电脑上下载。
- 下载无人机拍摄的所有照片。你可以将无人机直接连接到电脑，或者从无人机中取出 SD 卡并将其插入电脑。
- 从所有拍摄的照片中，找到可见 GCP 的照片并将其保存在单独的文件夹中。
- 打开 WebODM。点击 添加项目，为其命名，并根据需要添加描述，然后按 创建.
- 去 GCP 接口， 点击 加载现有的控制点文件。
- 选择从 SW Maps 导出的文件并按 可选.
- 地面控制点 (GCP) 文件的预览随即出现，其中显示每个点的精确坐标。点击 载荷 导入 GCP。
- Press 地图提供商 并点击 卫星 到卫星视图以在地图上可视化 GCP。
- Press 选择图像.
- 进入步骤 #38 中准备好的 GCP 图像文件夹，选择所有要导入 WebODM 的图像，然后按 可选.
- 带有 GCP 的图片将会加载。现在，我们将每个 GCP 坐标与显示相应目标的无人机图像进行匹配。点击第一张图片。
- 按下删除地面控制点窗口和地图视图窗口中的预设坐标。
- 点击“+”按钮，然后点击图像中控制点的中心。接下来，点击同一位置，将其与卫星视图中的对应点进行匹配。您可以通过查看照片中标注的编号来识别哪个是 GCP——它应该与卫星窗口中显示的名称相匹配。
- Press 返回 并对剩余的每个 GCP 图像重复步骤 46-48，将每张照片与其对应的坐标关联起来。一个 GCP 可以关联到包含同一点的多张图像。这些步骤非常重要，因为生成的文件会将每个 GCP 与图像中的特定像素值 (X、Y、Z) 关联起来，这些像素值可用于提高地理配准精度。
- 当所有 GCP 图像都链接到 GCP 的精确坐标时，按 导出文件 并按下 已保存。此地面控制导出文件有助于准确对齐地图，以便在 WebODM 中进行进一步的后期处理。
- 将文件重命名为 GCP_file.txt 并将其移动到存储所有无人机图像的同一文件夹中。
- 现在让我们导入所有地形照片。前往 數據表 并点击 选择 GPS 图像和文件.
- 选择所有无人机图像以及 GCP_file.txt，然后单击 可选. 等待几秒钟，数据就会绘制到地图上。
- 启用卫星视图或谷歌地图视图 底图.
- 选择 处理选项 根据您的需求。我们将使用 高分辨率。它会优化设置，以生成最高质量的正射影像和 3D 模型。如果您想要最佳的视觉细节，请使用此功能，但请注意，它需要更多的处理时间和内存。按 验证.
- Press 开始处理。处理可能需要几分钟。
- 通过按 显示痕迹 您可以查看进度。我们的情况是，处理耗时 22 分钟。
- 完成后，将出现摄影测量地图的预览。按 显示地图 查看您的 2D 模型。
- 现在，您可以在 Google 地图上看到叠加在 2D 中的地形摄影测量模型。
- 单击右下角的 3D 按钮切换到 3D 视图。
- 您的 3D 模型现在将显示出来以供交互式探索。
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