無(wú)人機(jī)在天上飛，地面人員平板電腦上就可實(shí)時(shí)接收三維測(cè)繪地圖。這是武漢大學(xué)學(xué)生團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“及時(shí)圖——高精度實(shí)時(shí)無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)”，今年9月四川瀘定6.8級(jí)地震發(fā)生后，該項(xiàng)目為災(zāi)區(qū)提供了核心震區(qū)的數(shù)字正射影像地圖和震后首個(gè)高精度實(shí)景三維模型。日前，這個(gè)項(xiàng)目獲得了第八屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽金獎(jiǎng)。

部分參賽師生合影（右二為肖雄武）

測(cè)繪效率提升十倍以上

隨著技術(shù)的發(fā)展，測(cè)繪行業(yè)越來(lái)越多地運(yùn)用無(wú)人機(jī)來(lái)代替地面人工測(cè)繪。但“非實(shí)時(shí)傳輸、非實(shí)時(shí)處理、依賴(lài)控制點(diǎn)”三大問(wèn)題，仍制約著無(wú)人機(jī)測(cè)繪的效率。

“及時(shí)圖”項(xiàng)目負(fù)責(zé)老師、武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員肖雄武介紹，以往無(wú)人機(jī)測(cè)繪需要由外業(yè)人員先在地面設(shè)置一些控制點(diǎn)，無(wú)人機(jī)飛完后拷貝出影像文件，再由內(nèi)業(yè)人員通過(guò)專(zhuān)業(yè)的電腦和軟件來(lái)處理生產(chǎn)出測(cè)繪地圖。

“及時(shí)圖”實(shí)時(shí)測(cè)繪生成的武漢大學(xué)局部地圖

“及時(shí)圖”系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“邊飛行-邊獲取-邊處理-邊傳輸-邊成圖”，不用再區(qū)分內(nèi)外作業(yè)人員，不用再提前設(shè)置地面控制點(diǎn)，無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中，機(jī)載處理設(shè)備就同步處理生成地形圖，飛手的平板電腦上同步接收地圖，可以節(jié)省大量的人力和時(shí)間成本。

“我們主要是通過(guò)研發(fā)軟件和算法來(lái)實(shí)現(xiàn)‘五個(gè)邊’，聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)際上要攻克的重大難點(diǎn)至少有20項(xiàng)?！毙ば畚湔f(shuō)，項(xiàng)目創(chuàng)新性提出了免像控高精度實(shí)時(shí)位姿重建方法、三角網(wǎng)頂點(diǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新策略和動(dòng)態(tài)三維構(gòu)網(wǎng)方法、結(jié)構(gòu)感知高清晰三維紋理重建方法，大幅提升了測(cè)繪效率、降低了測(cè)繪成本、改善了實(shí)時(shí)地圖的非平面場(chǎng)景扭曲現(xiàn)象。

團(tuán)隊(duì)成員在研討項(xiàng)目改進(jìn)

肖雄武舉例說(shuō)，如果用傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)測(cè)繪方式對(duì)武漢全域進(jìn)行測(cè)繪，大概需要上百人的團(tuán)隊(duì)工作一個(gè)月，而采用“及時(shí)圖”系統(tǒng)，只需要十幾個(gè)人，工作一兩個(gè)星期，“可以說(shuō)效率提高十倍以上?！?/p>

據(jù)了解，“及時(shí)圖”系統(tǒng)已在武漢、北京等地進(jìn)行了應(yīng)用示范。今年9月5日，四川省甘孜州瀘定縣發(fā)生6.8級(jí)地震，團(tuán)隊(duì)成員主動(dòng)作為，9月8日趕到當(dāng)?shù)兀?日便為災(zāi)區(qū)提供了近20平方公里的核心震區(qū)的數(shù)字正射影像地圖和震后首個(gè)高精度實(shí)景三維模型，并在四川省應(yīng)急指揮中心平臺(tái)展示和應(yīng)用，基于此完成的震后綜合風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告及時(shí)報(bào)送至國(guó)家應(yīng)急管理部。

團(tuán)隊(duì)成員大多是本科生

肖雄武今年34歲，早在2017年留學(xué)美國(guó)期間，他和導(dǎo)師就率先提出了“無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)繪”構(gòu)想。來(lái)到武大任教后，他于2019年研發(fā)出了首個(gè)原型機(jī)。這次“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽的金獎(jiǎng)項(xiàng)目，正是他和李德仁院士指導(dǎo)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新、拔高和完善取得的成果。

“及時(shí)圖”項(xiàng)目學(xué)生負(fù)責(zé)人、遙感信息工程學(xué)院大三學(xué)生唐可正介紹，團(tuán)隊(duì)成員15人中絕大部分是本科生，主要來(lái)自武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遙感信息工程學(xué)院、計(jì)算機(jī)學(xué)院、測(cè)繪學(xué)院。

肖雄武（左一）指導(dǎo)學(xué)生（右二為唐可正）

“大家為了這次參賽前前后后忙碌了8個(gè)月，為此我和一些同學(xué)今年暑假都沒(méi)回家?！碧瓶烧f(shuō)，一方面要忙技術(shù)攻關(guān)，一方面還要準(zhǔn)備校賽、省賽、國(guó)賽、總決賽的事務(wù)，所以這8個(gè)月除了上課之外，幾乎所有的課余時(shí)間全部都投入到了項(xiàng)目中。

備賽過(guò)程中，讓唐可正最難忘的詞是“熬夜”，“我們記不得熬過(guò)多少次夜了，比賽前基本每天只睡四五個(gè)小時(shí)，有一次比賽前，我們弄得太晚了，為了不打擾宿管阿姨，干脆忙到天亮才回去。”

“這個(gè)項(xiàng)目可能研究生做起來(lái)會(huì)相對(duì)輕松一些，但我認(rèn)為對(duì)本科生的鍛煉價(jià)值更高?！毙ば畚浣榻B，一開(kāi)始是幾名本科生主動(dòng)提出的要參賽，但項(xiàng)目難度超出了他們的預(yù)期，備賽過(guò)程中，也有一些學(xué)生因?yàn)閴毫μ蠖顺?。唐可正說(shuō)：“肖老師真的挺難，他一天天陪著我們熬夜、加班，又要做技術(shù)指導(dǎo)，還要給大家做心理建設(shè)?！?/p>

唐可正說(shuō)，參賽很辛苦，但回想起來(lái)很值得，“不僅學(xué)習(xí)了很多之前沒(méi)接觸的知識(shí)，鍛煉了動(dòng)手和實(shí)踐能力，更重要是磨煉了意志，也對(duì)未來(lái)做科研累積了信心?！?/p>

團(tuán)隊(duì)部分成員合影

最終，師生們的付出獲得了超過(guò)預(yù)期的回報(bào)。在第八屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽中，“及時(shí)圖——高精度實(shí)時(shí)無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)”項(xiàng)目一路領(lǐng)先，最終以小組第1名獲得金獎(jiǎng)，他們還代表武漢大學(xué)取得本科生創(chuàng)意組全國(guó)第5名的歷史最好成績(jī)。

據(jù)了解，本次大賽共有全球111個(gè)國(guó)家和地區(qū)的1450萬(wàn)余人報(bào)名參賽，參賽項(xiàng)目340萬(wàn)余個(gè)，1128個(gè)項(xiàng)目入圍線上總決賽。武漢大學(xué)“及時(shí)圖”項(xiàng)目，是湖北省今年唯一晉級(jí)全國(guó)四強(qiáng)排位賽的本科生創(chuàng)意組項(xiàng)目。該校另一項(xiàng)金獎(jiǎng)項(xiàng)目“AntiE安急易-遙感智慧應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)先行者”，同樣屬于遙感測(cè)繪領(lǐng)域，充分說(shuō)明了武漢大學(xué)在該領(lǐng)域的雄厚實(shí)力。

吉林龍航無(wú)人機(jī)科技服務(wù)有限公司，成立于2016年2月，是長(zhǎng)春市AOPA授權(quán)的專(zhuān)業(yè)無(wú)人機(jī)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，歷經(jīng)六年的開(kāi)拓創(chuàng)新，現(xiàn)已成為無(wú)人機(jī)培訓(xùn)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，是東北規(guī)模大、培訓(xùn)機(jī)型全、服務(wù)人次多的無(wú)人機(jī)全產(chǎn)業(yè)鏈培訓(xùn)服務(wù)機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)擁有超過(guò)100萬(wàn)平米專(zhuān)用無(wú)人機(jī)飛行空域、2000平米無(wú)人機(jī)實(shí)訓(xùn)教室、支持百人同時(shí)進(jìn)行外場(chǎng)實(shí)操飛行訓(xùn)練，超過(guò)100架的各類(lèi)型無(wú)人機(jī)，可滿足各行業(yè)的無(wú)人機(jī)培訓(xùn)及應(yīng)用需求。