Esri探索「無人機＋地理信息」應用新模式

近年來，隨著輕型複合材料的廣泛應用，衛星定位系統的成熟，電子與無線電控制技術的改進，尤其是多旋翼無人機結構的出現，全球無人機行業進入快速發展階段。去年年底據IDC預測稱，2019年全球無人機市場規模將達123億美元。

最初，無人機主要應用于軍事。但近年來，無人機產業逐漸從軍用領域延伸到了民用領域，並且民用無人機市場呈現出迅猛增長的態勢。而就其應用層面來說，當前我國諸多領域已顯現出「無人機 行業應用」的蓬勃發展勢頭，在農林植保、電力巡檢、測繪、安防、物流等領域都能看到無人機活躍的身影。

然而，知名地理信息系統（GIS）技術與服務提供商Esri中國無人機解決方案專家白旭陽認為，在無人機應用遍地開花的熱鬧景象背後，存在著應用模式不夠多樣化和靈活化，脫離行業需求，可操作性不強等現實問題。

白旭陽認為，就地理信息行業來說，其實「無人機 地理信息」遠不等於航測。「無人機 地理信息」應以GIS行業應用為出發點，無人機的作用不局限於航測，而是作為信息採集平台。無人機航測強調的是成果精度，而面向GIS的無人機應用強調的是合理的成本、靈活的採集方法、恰當的空間精度、貼近行業工作流及良好的可操作性。具體特點在於充分考慮實施的可落地性；成果精度在可接受範圍內即可，不應為了追求所謂高精度過多增加作業難度和成本；無人機選最適合業務需要的，而非最逼近預算的；重視業務工作流中無人機、飛控軟體、GIS平台的良好集成，為信息採集、提取及使用提供快速而實用的解決方案。據了解，即將於5月21-22日召開的「2019年Esri空間信息技術開發者大會」上，將有無人機應用模式的專題探討。

白旭陽首先以利用無人機可見光波段提取植被應用方案為例，該方案強調用變通的VDVI演算法，依靠無人機可見光低成本獲取綠色植被的大致分布，優勢是無需依賴近紅外波段，成本低，可實時性強，結果比較準確。

植被分布信息常用於植被變化、生態環境研究、水土保持、氣候變化等領域，具有非常重要的參考價值。以往業內人士往往會使用NDVI演算法從多波段的衛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演算法所需的近紅外波段，因此可以使用借鑒了NDVI演算法的VDVI演算法，通過可見光波段提取綠色植被分布。VDVI演算法在軟體中的實現至關重要，該演算法僅依賴RGB三個可見光波段。

解決這個問題可以分為兩個步驟：生產正射影像成果和使用VDVI演算法提取綠色植被分布。首先，通過使用Esri桌面應用程序ArcGIS Pro中提供的OrthoMapping影像工作空間嚮導，可以實現正射影像生產工作。OrthoMapping支持無人機、衛星、數碼航片和掃描航片四種類型的影像。它內置了多種相機參數，包括佳能、卡西歐、大疆等諸多主流品牌。設置完成後開始執行正射影像拼接，經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，並支持自定義的影像計算流程。通過自定義的影像計算流程，可以在幾秒內計算出某區域的綠色植被分布。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，也可以將成果發布到ArcGIS Enterprise中。通過濾鏡功能不難發現，這5個月內，1號區域由於沒有再種植農作物而閑置，2號區域由於施工需要，由農田變為建築用地。

白旭陽繼續以應急快速成圖為例，通過無人機 OrthoMaker，可以在應急場景中快速生成無人機相關影像成果，並可一鍵轉發。他指出，在應急應用場景中，需要迅速掌握特定區域的相關情況。這時只需要飛手運用無人機在高空快速獲取該區域的數張影像，然後通過使用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的影像上傳設置。然後輸入一定的相機參數，點擊下一步，影像就能自動上傳到伺服器端。影像一旦上傳完畢，後續所有工作都可在OrthoMaker的伺服器端完成，整個計算過程無需客戶端的等待和繼續聯網。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影像成果並以服務的形式對外共享。在這些成果基礎上，可以進行後續操作，如通過捲簾形式快速查看現在與歷史影像之間的區別，量算面積和距離、坐標，甚至量取特定區域的挖填方信息等。

Esri在今年3月底剛剛發布了其最新版產品ArcGIS 10.7，不僅在影像方面增強了眾多重要功能，而且還將平台的關鍵影像能力「搬上」雲端，一舉實現了雲端影像管理與發布、雲端影像地圖生產、雲端影像分析工作流、雲端影像可視化與探索等應用需求，為用戶帶來全新的體驗。

5月21-22日，「2019年Esri空間信息技術開發者大會」將在北京的中國科技會堂舉行。屆時，Esri的技術團隊將在現場詳細演示ArcGIS強大的影像處理能力以及「無人機 地理信息」帶來的無限應用可能。

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