描述
DJI 禪思 Zenmuse L2 高精準度測繪雷射雷達
DJI 禪思 Zenmuse L2 高精準度測繪雷射雷達 集成框幅式雷射雷達、高精準度自研慣性導航和 4/3 CMOS 可見光測繪相機,賦予 DJI 飛行平台更精準、高效、可靠的三維數據採集能力,配合 DJI Terra 即可構建三維數據獲取和高精準度後處理一體化解決方案。
一體化雷射雷達解決方案
得益於強大的硬體性能,L2 可精準掃描細小目標物,並且量程提升,可快速獲取準確的點雲數據。作業過程中,作業人員可在現場預覽、回放和拼接點雲模型,並獲取外業品質報告,高效開展作業任務。執行 DJI Terra 一站式後處理,即可獲取高精準度點雲成果。
高精準度
融合 GNSS、高精準度自研慣導,高程精準度可達到 4 公分,平面精度達到 5 公分。
*於 DJI 戶外實驗場地和以下條件測得:Zenmuse L2 掛載於 Matrice 350 RTK 並開機,使用 DJI Pilot 2 應用程式的面狀航線規劃航線(開啟慣導標定),使用重複掃描模式,RTK 狀態為 FIX,相對飛行高度為 150 公尺,飛行速度為 15 公尺/秒,雲台俯仰為 -90°,航線中每個直線段不超過 1500 公尺,地物稜角特徵明顯,使用符合漫反射模型的裸露硬質檢查點。使用 DJI Terra 執行後處理,處理時開啟點雲精準度最佳化。在同樣條件下,若未開啟點雲精準度最佳化,高程精準度為 4 公分,平面精準度為 8 公分。
高效率
開機即作業,單架次飛行可快速獲取 2.5 平方公里點雲數據。
*在 Zenmuse L2 搭載於 Matrice 350 RTK、飛行速度為 15 公尺/秒、飛行高度為 150 公尺、旁向重疊率為 20%、打開慣導標定、關閉高程最佳化、未開啟仿地飛行時測得。
易上手
L2 可與 Matrice 350 RTK、DJI Terra 組成一體化解決方案,簡單易用,作業門檻進一步降低。
雷射雷達模組
量程相較前代提升 30%
L2 量程達到 250 公尺(反射率 10%,100 klx)、450 公尺(反射率 50%,0 klx),典型作業航高可達到 150 公尺,進一步提升作業安全性與作業效率。
*此處數據為典型值。測試條件:平面目標,目標尺寸大於雷射光束直徑,大氣能見度為 23 公里,雷射垂直入射。補充說明:晴天情況下的量程短於陰天;如果一束雷射擊中不止一個目標,雷射脈衝能量被分散,可測量距離可能縮短,測量距離於 500 公尺截止。
光斑更小,能量更集中
光斑大小為 4 × 12 公分@100 公尺,僅為 L1 的 1/5,不僅可識別更細小的目標物、獲取更精細的模型,還可穿透更茂密的植被,生成更準確的數位高程資訊。
最大支援 5 回波
在植被茂密的區域,L2 可獲取更豐富的林下地面點。
點雲數據率 240,000 點/秒
於單回波和多回波模式下,L2 的最大點雲發射率皆可達到 240,000 點/秒,單位時間內可獲取更多點雲數據。
兩種掃描模式
L2 支援兩種掃描模式,作業人員可根據作業要求靈活選擇。於重複掃描模式下,雷射雷達可進行更均勻、精準度更高的掃描,滿足高精準度測繪要求。於非重複掃描模式下,穿透性更強,可獲得更多結構資訊,適用於電力巡檢、林業調查等作業場景。
框幅式設計
框幅式設計讓點雲有效數據率高達 100%,配合三軸增穩雲台,為測繪場景帶來更多可能。
高精準度自研慣導系統
慣性導航精準度提升
高精準度 IMU 可與飛行器 RTK 定位系統進行數據融合後處理,為 L2 提供更準確的絕對位置、速度和姿態資訊。不僅如此,IMU 環境適應性能增強,有助於提升 L2 的作業可靠性。
- 航向精準度:即時 0.2°,後處理 0.05°。
- 俯仰和橫滾精準度:即時 0.05°,後處理 0.025°。
*於 DJI 戶外實驗場地和以下條件測得:Zenmuse L2 掛載於 Matrice 350 RTK 並開機,使用 DJI Pilot 2 應用程式的面狀航線規劃航線(開啟慣導標定),RTK 狀態為 FIX,相對飛行高度為 150 公尺,飛行速度為 15 公尺/秒,雲台俯仰為 -90°,航線中每個直線段不超過 1500 公尺。
慣性導航無需預熱
開機後,慣性導航無需預熱,飛行器 RTK 呈現 FIX 狀態即可起飛作業,帶來更好的外業體驗。
測繪相機:4/3 CMOS,機械快門
像元尺寸提升至 3.3 μm,有效像素達到 2000 萬,整體成像效果更佳,並且點雲著色細節更豐富。最小拍照間隔降低至 0.7 秒,並支援機械快門,快門壽命多達 20 萬次,作業成本進一步降低。無需採集點雲時,可見光相機除拍照、錄影外,亦可採集圖像,用於可見光建圖。
作業流程最佳化
多種航線類型
支援航點、面狀、帶狀等多種航線任務,勝任不同環境下的測繪任務。
點雲即時顯示和預覽
作業過程中,DJI Pilot 2 支援可見光、點雲、點雲/可見光分屏三種實時顯示模式,直覺式呈現作業效果;開啟雷射測距功能,還可獲取雷達模組與畫面中心物體的距離資訊,讓飛行更安全;同時支援反射率、高度、距離和真彩四種點雲即時著色模式。不僅如此,作業人員還可快捷預覽當前錄製的點雲 3D 模型(經過抽稀處理),即時掌握作業進程。
點雲模型回放和拼接
作業完成後,可直接於相簿查看點雲 3D 模型(經過抽稀處理),亦可進行多架次點雲 3D 模型拼接,現場判斷作業品質;將點雲 3D 模型投射於 2D 地圖上(此功能僅適用於中國大陸地區),可掃描效果不佳區域,便於高效補拍。
作業品質報告
航線任務結束後,DJI Pilot 2 應用程式將自動生成航線作業品質報告(僅支援生成航點、面狀和帶狀航線作業品質報告),作業人員可第一時間查看作業效果,若有異常可於現場及時補拍,避免重複外出作業。
PPK方案
航線任務結束後,DJI Pilot 2 應用程式將自動生成航線作業品質報告(僅支援生成航點、面狀和帶狀航線作業品質報告),作業人員可第一時間查看作業效果,若有異常可於現場及時補拍,避免重複外出作業。
DJI Terra 一鍵處理
將點雲數據匯入 DJI Terra,可實現高效可靠的一站式後處理。經點雲軌跡解算、點雲精準度最佳化,可一鍵直接生成標準格式的三維點雲;地面點分類後,可匯出 DEM 數位高程模型;可透過精準度控制與檢查功能分析點雲品質。
應用場景
配合 DJI 行業飛行平台和 DJI Terra,Zenmuse L2 可被應用於測繪、電力、林業、工程基建等作業場景。
類別 | 項目 | 規格參數 |
總體參數 | 產品名稱 | DJI Zenmuse L2 |
尺寸 | 155(L) × 128(W) × 176(H) mm。 | |
重量 | 905±5 公克。 | |
系統功率消耗 | 28 瓦(典型值)。 58 瓦(最大值)。 |
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防護等級 | IP54 | |
支援機型 | Matrice 300 RTK(需配合使用 DJI RC Plus) Matrice 350 RTK |
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存放環境溫度 | -20℃ 至 60℃ | |
系統性能 | 測量範圍 | 450 公尺(反射率 50%,0 klx) 250 公尺(反射率 10%,100 klx)*以上數據為典型值。測試條件:平面目標,目標尺寸大於雷射光束直徑,大氣能見度為 23 公里,雷射垂直入射。補充說明:晴天情況下的測量範圍短於陰天;如果一束雷射擊中不止一個目標,雷射脈衝能量被分散,可測量距離可能縮短;測量距離於 500 公尺截止。 |
點雲數據率 | 單回波:最大 240000 點/秒; 多回波:最大 1200000 點/秒。 |
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系統精準度 | 平面精準度:5 公分 @ 150 公尺; 高程精準度:4 公分 @ 150 公尺。*於 DJI 戶外實驗場地和以下條件測得:Zenmuse L2 掛載於 Matrice 350 RTK 並開機,使用 DJI Pilot 2 app 的面狀航線規劃航線(開啟慣導標定),使用重複掃描模式,RTK 狀態為 FIX,相對飛行高度為 150 公尺,飛行速度為 15 公尺/秒,雲台俯仰為 -90°,航線中每個直線段不超過 1500 公尺,地物稜角特徵明顯,使用符合漫反射模型的裸露硬質檢查點。使用 DJI Terra 執行後處理,處理時開啟點雲精準度最佳化。在同樣條件下,若未開啟點雲精準度最佳化,高程精準度為 4 公分,平面精準度為 8 公分。 |
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即時點雲上色模式 | 反射率、高度、距離、真彩。 | |
雷射雷達 | 測距精度(RMS 1σ) | 2 公分 @ 150 公尺
*於環境溫度為 25℃、目標物體反射率為 80%、於 150 公尺外的條件下測得。具體數值與測試條件相關,僅供參考,請以實際測量結果為準。 |
最大支援回波數量 | 5 | |
掃描模式 | 非重複掃描,重複掃描。 | |
FOV | 重複掃描:水平 70°,垂直 3°; 非重複掃描:水平 70°,垂直 75°。 |
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最小測量距離 | 3 公尺 | |
雷射發散角 | 水平 0.2 mrad,垂直 0.6 mrad。 *於半高寬條件下測得,0.6 mrad 表示每增加 100 公尺距離,雷射光束的直徑增加 6 公分。 |
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雷射波長 | 905 奈米 | |
雷射光斑大小 | 水平 4 公分,垂直 12 公分 @ 100 公尺(FWHM)。 | |
雷射脈衝發射頻率 | 240 kHz | |
雷射安全等級 | Class 1(IEC 60825-1:2014) | |
可觸及發射極限(AEL) | 233.59 nJ | |
參考口徑 | 有效口徑 23.85 mm(等效圓形) | |
5 納秒內雷射脈衝最大發射功率 | 46.718 瓦 | |
慣性導航系統 | IMU 更新頻率 | 200 Hz |
加速度計測量範圍 | ±6g | |
角速度計測量範圍 | ±300dps | |
航向精準度(RMS 1σ) | 即時:0.2°,後處理:0.05°。
*於 DJI 戶外實驗場地和以下條件測得:Zenmuse L2 掛載於 Matrice 350 RTK 並開機,使用 DJI Pilot 2 app 的面狀航線規劃航線(開啟慣導標定),RTK 狀態為 FIX,相對飛行高度為 150 公尺,飛行速度為 15 公尺/秒,雲台俯仰為 -90°,航線中每個直線段不超過 1500 公尺。 |
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俯仰/橫滾精準度(RMS 1σ) | 即時:0.05°,後處理:0.025°
*於 DJI 戶外實驗場地和以下條件測得:Zenmuse L2 掛載於 Matrice 350 RTK 並開機,使用 DJI Pilot 2 app 的面狀航線規劃航線(開啟慣導標定),RTK 狀態為 FIX,相對飛行高度為 150 公尺,飛行速度為 15 公尺/秒,雲台俯仰為 -90°,航線中每個直線段不超過 1500 公尺。 |
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水平定位精準度 | RTK FIX:1 公分 + 1 ppm。 | |
垂直定位精準度 | RTK FIX:1.5 公分 + 1 ppm。 | |
測繪相機 | 感光元件 | 4/3 CMOS。 |
有效像素 | 2000 萬 | |
鏡頭 | 視角:84° 等效焦距:24 mm 光圈:f/2.8 至 f/11 對焦點:1 公尺至無限遠(帶自動對焦) |
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快門速度 | 機械快門:2 至 1/2000 秒; 電子快門:2 秒至 1/8000 秒。 |
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快門壽命 | 20 萬次。 | |
照片尺寸 | 5280 × 3956(4:3)。 | |
照片拍攝模式和規格 | 單拍:2000 萬像素; 定時拍照:2000 萬像素; JPEG 定時拍攝間隔:0.7/1/2/3/5/7/10/15/20/30/60 秒; RAW/JPEG + RAW 定時拍攝間隔:2/3/5/7/10/15/20/30/60 秒。 |
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影片編碼和解析度 | H.264 4K:3840 × 2160@30fps FHD:1920 × 1080@30fps |
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ISO | 影片:100 至 6400。 照片:100 至 6400。 |
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影片速率 | 4K:85Mbps; FHD:30Mbps。 |
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支援檔案系統 | exFAT | |
圖片格式 | JPEG/DNG(RAW) | |
影片格式 | MP4(MPEG-4 AVC/H.264) | |
雲台參數 | 穩定系統 | 3 軸 (俯仰、橫滾、偏航) |
角度抖動量 | 0.01° | |
安裝方式 | DJI SkyPort 快拆 | |
機械角度範圍 | 俯仰:-143° 至 43° 平移:±105° * 以上數據為結構限位,非控制軟限位。 |
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可操控轉動範圍 | 俯仰:-120° 至 30° 平移:±90° |
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運作模式 | 跟隨/自由/回正 | |
數據儲存 | 原始數據儲存 | 照片/IMU/點雲數據儲存/GNSS 數據/標定文檔 |
點雲數據儲存 | 即時建模數據儲存 | |
支援的記憶卡類型 | microSD 卡;最大支援 256GB 容量,順序寫入速度 ≥ 50MB/s,傳輸速度達到 UHS-I Speed Grade 3,請使用推薦的指定記憶卡。 | |
推薦記憶卡類型 | Lexar 1066x 64GB U3 A2 V30 microSDXC。 Lexar 1066x 128GB U3 A2 V30 microSDXC。 Kingston Canvas Go! Plus 128GB U3 A2 V30 microSDXC。 Lexar 1066x 256GB U3 A2 V30 microSDXC。 |
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後處理軟體 | 支援軟體 | DJI Terra |
數據格式 | DJI Terra 支援匯出以下標準格式的點雲模型:PNTS/LAS/PLY/PCD/S3MB。 |
》系統性能
Zenmuse L2 的防護等級是什麼?
於受控實驗室條件下,Zenmuse L2 可達到 IEC60529 標準下 IP54 防護等級。使用時,請注意以下事項:
請確認雲台介面及雲台表面乾燥無水,再執行安裝;
請確認雲台已穩固安裝於飛行器上,同時 SD 卡保護蓋乾淨無異物並已蓋好;
打開記憶卡保護蓋前,需將機身表面擦拭乾淨。
*防護等級非永久有效,防護能力可能因長期使用、設備磨損而下降。
Zenmuse L2 適配什麼飛行平台?可掛載於哪個雲台介面上?
可適配 Matrice 350 RTK、Matrice 300 RTK,遙控器僅適配 DJI RC Plus。使用前,請將飛行器和遙控器韌體升級為最新版。L2 僅能掛載於下置單雲台介面,請確保雲台組件連接至飛行器底部右側 USB-C 連接埠(面向機頭時),否則測繪精準度將會下降。
Zenmuse L2 的雷射雷達視角場有多大?
重複掃描:水平 70°,豎直 3°
非重複掃描:水平 70°,豎直 75°
Zenmuse L2 的最大測量範圍是多少?
250 公尺(反射率 10%,100 klx)
450 公尺(反射率 50%,0 klx)
建議作業航高為 30 公尺至 150 公尺。
Zenmuse L2 的回波數有多少?
提供五種回波模式:單回波(最強回波)、雙回波、三回波、四回波、五回波。
Zenmuse L2 的點雲數據率是多少?
單回波:最大 240,000 點/秒
多回波:最大 1,200,000 點/秒
Zenmuse L2 有幾種掃描模式?分別適用於什麼場景?
支援兩種掃描模式:非重複掃描模式、重複掃描模式。
於重複掃描模式下,雷射雷達可進行更均勻、精準度更高的掃描,滿足高精準度測繪要求。
於非重複掃描模式下,穿透性更強,可獲得更多結構資訊,適用於電力巡檢、林業調查等作業場景。
Zenmuse L2 慣性導航精準度是多少?
航向精準度:即時 0.2°,後處理 0.05°
橫滾/俯仰精準度:即時 0.05°,後處理 0.025°
水平定位精準度:RTK FIX 時為 1 公分 + 1 ppm
垂直定位精準度:RTK FIX 時為 1.5 公分 + 1 ppm
*航向、橫滾、俯仰精準度於 DJI 戶外實驗場地和以下條件測得:Zenmuse L2 掛載於 Matrice 350 RTK 並開機,使用 DJI Pilot 2 app 的面狀航線規劃航線(開啟慣導標定),RTK 狀態為 FIX,相對飛行高度為 150 公尺,飛行速度為 15 公尺/秒,雲台俯仰為 -90°,航線中每個直線段不超過 1500 公尺。
Zenmuse L2 可見光相機的作用是什麼?
採集點雲時,可見光相機可為點雲數據提供即時色彩資訊,以及拍攝的照片可用於二維可見光模型重建;無需採集點雲時,可見光相機除了能拍照、錄像外,亦可採集圖像,用於二維或三維可見光模型重建。
Zenmuse L2 的測繪精準度有多高?
平面精準度 5 公分,高程精準度 4 公分。
*於 DJI 戶外實驗場地和以下條件測得:Zenmuse L2 掛載於 Matrice 350 RTK 並開機,使用 DJI Pilot 2 app 的面狀航線規劃航線(開啟慣導標定),使用重複掃描模式,RTK 狀態為 FIX,相對飛行高度為 150 公尺,飛行速度為 15 公尺/秒,雲台俯仰為 -90°,航線中每個直線段不超過 1500 公尺,地物稜角特徵明顯,使用符合漫反射模型的裸露硬質檢查點。使用 DJI Terra 執行後處理,處理時開啟點雲精準度最佳化。在同樣條件下,若未開啟點雲精準度最佳化,高程精準度為 4 公分,平面精準度為 8 公分。
Zenmuse L2 可見光相機使用什麼尺寸的 CMOS?像元尺寸是多少?
使用 4/3 CMOS,像元尺寸為 3.3 μm × 3.3 μm。
相比上一代,Zenmuse L2 性能有什麼提升?
雷射雷達性能提升,被測量區域或物體距離雷射雷達 100 公尺時,光斑大小約為 L1 的 1/5,雷射穿透性能大幅提升,測量範圍與測距精準度提升。可見光相機的像元尺寸相比 L1 的 2.4 μm × 2.4 μm 提升了 89%。慣導精準度提升至 0.05°(即時)、0.025°(後處理)。雷射雷達支援測距功能。
》外業數據採集
Zenmuse L2 的測繪作業效率有多高?
單架次作業面積可達到 2.5 平方公里。
*在 Zenmuse L2 搭載於 Matrice 350 RTK、飛行速度為 15 公尺/秒、飛行高度為 150 公尺、旁向重疊率為 20%、打開慣導標定、關閉高程最佳化、未開啟仿地飛行時測得。
Zenmuse L2 的應用場景有哪些?
可廣泛應用於地形測繪、輸電線通道建模、林業調查、工程測量等領域。
Zenmuse L2 需使用什麼規格的記憶卡?
最大支援 256GB 容量的 microSD 卡,順序寫入速度 ≥ 50MB/s,傳輸速度達到 UHS-I Speed Grade 3,推薦使用以下型號:
Lexar 1066x 64GB U3 A2 V30 microSDXC
Lexar 1066x 128GB U3 A2 V30 microSDXC
Kingston Canvas Go! Plus 128GB U3 A2 V30 microSDXC
Lexar 1066x 256GB U3 A2 V30 microSDXC
Zenmuse L2 的即時點雲建模是什麼?支援哪些上色模式?有哪些模型查閱操作?
Zenmuse L2 在採集原始點雲數據過程中,可透過抽稀處理即時生成點雲模型,並可透過 DJI Pilot 2 應用程式即時顯示。支援反射率、高度、距離、真彩四種上色模式。透過遙控器進入相簿查看模型時,支援旋轉、拖曳、縮放、快速切換視角、居中等操作。
Zenmuse L2 支援創建哪些航線任務?
支援航點航線、面狀航線、帶狀航線任務。
Zenmuse L2 執行飛行任務前是否需要預熱?
無需預熱,開機後,飛行器 RTK 呈 FIX 狀態即可起飛作業。
使用 Zenmuse L2 作業,是否需要標定慣導?
為保證採集數據的精準度,需開啟「慣導標定」。執行航線任務前,請開啟「慣導標定」。手動飛行時,作業前可選擇「點擊標定」觸發飛行器執行慣導標定,作業過程中再根據倒計時提示手動觸發慣導標定。
Zenmuse L2 的作業品質報告有什麼作用?
作業品質報告記錄了雷達、相機、慣導各模組的有效數據時長,作業人員可根據模組狀態判斷數據採集有效性。
在 Zenmuse L2 的記憶卡中,儲存的不同格式的資料分別是什麼?
CLC(相機雷達標定文檔)
CLI(雷達 IMU 標定文檔)
LDR(雷達數據)
RTK(主天線 RTK 數據)
RTL(RTK 桿臂補償數據)
RTS(副天線 RTK 數據)
RTB(基地台 RTCM 數據)
IMU(慣導 IMU 原始數據)
SIG(PPK 簽名文檔)
LDRT(應用程式回放用點雲文檔)
RPT(點雲品質報告文檔)
RPOS(即時 POS 解算數據)
JPG(飛行過程拍攝的照片)
Zenmuse L2 掛載於 Matrice 300 RTK 與 Matrice 350 RTK 時,精準度會有差異嗎?
在 RTK 狀態為 FIX 時,兩者精準度沒有差異。
在作業過程中,作業人員能否回放點雲成果?
可以。作業人員可透過即時點雲顯示畫面查閱當前點雲採集效果,還可快捷預覽當前錄製的點雲 3D 模型。作業完成後,可於相簿下載並查閱點雲 3D 模型,亦可進行多架次點雲 3D 模型拼接等操作。
*模型回放、拼接等操作需在飛行器和 L2 連接狀態下進行。
即時預覽、回放的 3D 點雲模型和後處理重建的模型是 1:1 匹配嗎?
不是 1:1 匹配,預覽和回放時的 3D 點雲模型皆經過抽稀處理,在點雲數量和精準度方面,它和在 DJI Terra 中重建的模型有差異。
》後處理應用
如何將 Zenmuse L2 採集的數據執行高精準度建模?
開啟 DJI Terra 後,新建「雷射雷達點雲」任務,按照操作要求將記憶卡中的數據匯入 DJI Terra,完成相關設定即可進行高精準度建模。
於 DJI Terra 中,可以使用 Zenmuse L2 的數據生成哪些格式的成果?
點雲格式:PNTS、LAS、PLY、PCD、S3MB
軌跡格式:sbet.out、sbet.txt
Zenmuse L2 配合 DJI Terra,能實現哪些點雲處理的新功能?
1. 支援地面點分類;
2. 匯出 DEM 高程模型;
3. 支援雲 PPK 功能(僅適用於中國大陸地區),可處理基地台數據丟失的 L2 數據;
4. 新增高程精準度控制與檢查功能,支援使用 1985 國家高程基準(僅適用於中國大陸地區)及本地坐標系,確保成果達到測繪精準度;
5. 航帶間點雲厚度改良,更薄更一致;
6. 雷射點雲的品質報告資訊更完整。
於 DJI Terra 中,如何理解反射率數值?
反射率範圍為 0 至 255,其中 0 至 150 對應郎伯體漫反射下 0 至 100% 的反射率,151 至 255 對應全反射。
*反射率數值與地物表面形貌、光照條件與入射角度等多個因素相關,和絕對反射率不能形成嚴格的對應關係。
進行雲 PPK 數據處理時,能獲取多長時間的歷史數據?
雲 PPK 僅支援獲取中國大陸範圍三個月內的作業數據。