用户在寻找适用的测量和测绘系统时，需要在过往100多年间涌现的技术当中进行选择。这些系统采用了当年改变世界的发明，有些发明甚至影响着人类对外太空的探索；而且这些系统都能在保证安全性的提前下实现精确、高效的测量，并节约成本。第一种永久摄影术在1822 年问世，并在后来的若干年间不断发展 。1840年，一位法国测量师提出使用照片制作地形图的想法。1867年，人们将此项技术命名为“摄影测量”（photogrammetry)。到了今天，在航空应用中，摄影测量可拍摄大量2D图像并将其“拼接”在一起，然后对照已知比例测量距离，制作出3D彩色成果。摄影测量被广泛运用于测量和测绘，以及从气象到电影制作等众多领域。但它的处理非常费时，而且无法穿透植物树冠。1961年，在第一张照片诞生超过一个世纪以后，Hughes Aircraft 将激光引入商用；很快，首个 LiDAR （激光雷达）系统开始用于辅助对卫星的追踪。该技术后来被用来帮助卫星在月球背面着陆，并作为精确测量工具被广泛运用。LiDAR的全称是Light Detection and Ranging（光探测和测距）。它采用主动式快速脉冲激光，通过计算光到达表面并反射回传感器的时间来记录二者之间的距离。如果和GPS（全球定位系统）接收器搭配使用，机载激光扫描器可以创建准确的3D点云，显示陆地（地形测量）或水底表面（深度测量）及高程。LiDAR的使用正在迅速增长：根据 Global Marketing Insights 的一份报告，2019年，LiDAR在全球测绘市场的价值预计超过 9 亿美元，2026 年前可能增加到40亿美元。配备LiDAR的无人机无需将人员置于恶劣地形或天气的风险中，仍可以制作高精度地图。

在飞行高度 10,000 英尺（3,048米）的应用中，这两项技术的价值大致可以概括为：摄影测量的初始成本相对较低，并能为小面积、相对基础的数据项目提供出色的视觉化图像和采样距离；但摄影测量需要更长时间才能生成数据。LiDAR准确度高，数据处理速度快，并可穿透植被。不过，LiDAR的初始成本更高，并且需要进行点云着色处理。

尽管如此，随着无人机的飞行任务越来越多样化，采用的技术也在整体优化，这样的二分法未免过于简单。

Microdrones 总裁 Vivien Heriard-Dubreuil 从全盘视角对这两项技术进行了总结：“我们总是将摄影测量和 LiDAR分开讨论，”他说道，“但大多数 LiDAR 任务载荷都集成了相机。所以，在后期进行完全着色时，您得到的数据成果和摄影测量非常接近。对于我们来说，它是掌握两项技术的关键。”

各有所长

但哪个系统“更好”呢？Microdrones 首席运营官 Frank Darmayan 认为这个问题不应该这么问。“我并不觉得某项技术优于其他技术，它们只是各有不同而已。”他解释道，并讲述了自己在采矿行业的亲身经历。“以采矿业客户为例，根据不同作业内容，他们有前端装载机，也有挖掘机。如果您想要远距离搬运东西，装载机就更好。如果您想要挖个洞，挖掘机就更为合适。不过，两者都能完成任务。这和用于航空测量的无人机类似。您既可以使用LiDAR也可以选择摄影测量，但在大多数情况下，其中一者更适合。如果您想测量矿壁，而且希望详细了解裂缝的情况，摄影测量更适合。如果您想要计算体积，或者弄清楚树木下方的地形，LiDAR就好得多。”Microdrones 销售副总裁 Vincent Legrand 补充说：“这主要取决于应用还有项目或任务的频率。这两项技术都能提高生产效率。测量师的工作在最近几年发生了很大变化。首先是摄影测量的运用，这是一种非常易于取得的工具，而且已经成为他们的日常工作的一部分。相对于传统的测量方式例如派遣团队到现场采集地面点，摄影测量可以为您节省很多时间。您的效率当然就会提高。”

摄影测量可以得到准确度达到 1-4 个像素的全彩3D图像，并通过将几十万张图像拼接在一起生成点云。在传统上，它被用于需要采集图像的场合，如监测和开阔场地农业，以及在不同时间进行比较。“对于矿壁，您肯定想要了解它的细节信息”，Darmayan谈起摄影测量的优点，“如果您想要测量施工现场，并且希望得到每日拍摄的照片，摄影测量是不错的产品。”复杂性相对较低的摄影测量获得了资金预算较少的小企业以及众多制造商的广泛关注。这在无人机市场形成了非常激烈的价格竞争。“但摄影测量对象的范围非常宽泛，”Darmayan提醒，“它可以是放在圣诞树下的礼物，也可以是专业的系统。Microdrones的市场优势之一就是它强化了摄影测量的功能，例如mdMapper1000DG，具有直接定向功能。当采用传统 PPK（动态后处理）技术时，您通常不得不设置大量的 GCP（地面控制点）。而如果使用DG，您无需或者仅需使用非常少的地面控制点。它能提高工作效率和质量，进而给您带来竞争优势。”mdMapper1000DG IMU实现了带状测绘，同时加快了数据采集和后处理，尤其在石油和天然气领域。专业级mdMapper3000型号配备高质量传感器，可提高远距离的准确度。“如果想要测量深达 800 英尺（约244米）的矿井，但您不希望操纵无人机飞到矿井中去，因为这样做相当危险，只要借助大型传感器，无人机即使停留在高空,也依然能够获得非常精准的数据。我们就有这样的采矿业客户，他们的矿井很深，位于对飞行高度没有限制的国家和地区。” Darmayan 说道。

颇为有意思的是，Microdrones 团队们觉得是LiDAR促使摄影测量不断进步。Heriard-Dubreuil 表示：“LiDAR 的主要优点是快速得到结果，而我们为摄影测量设备所采用的方法也旨在快速得到结果。您可以在市场上发现很多摄影测量设备，但准确的IMU（惯性测量单元）和出色的集成使我们的产品可以比其他竞争对手更加快速获取成果。这也是 Microdrones 的重要优势之一。”LiDAR的案例Heriard-Dubreuill 表示，“我觉得人们对LiDAR最大的误解是它很复杂。然而，LiDAR复杂的设计有助于其提供卓越的质量。原始数据的质量是LiDAR面对的挑战之一。如果没有合适的传感器或正确的参数，您将获得非常糟糕的结果。种瓜得瓜，种豆得豆。但如果工作流程没错，集成也做得很好，就像我们这样，处理LiDAR数据会比摄影测量简单而且快速得多。”LiDAR 受到顾客青睐的另一个原因是它能够从非常接近于摄影测量的情形中提取数据。“这一点非常重要，”Legrand说道，“当对一片被植被覆盖的区域进行测量或测绘时，您可以使用 LiDAR 测量地面。摄影测量就无法做到这一点。”测量狭窄的物体也是LiDAR的强项之一。Legrand 引述了一位马来西亚采矿业客户使用摄影测量来测量管道的例子。“摄影测量可能需要三或四个小时生成的数据，LiDAR 在一个小时内就能完成。对他们而言，这是不小的收获。这种对速度的需求在发生自然灾害后显得尤为紧迫，相对于摄影测量而言，LiDAR 只需花费很少的时间便可获得决定性的结果。”

Darmayan 还特别指出：“再者，可测量的表面类型也很重要。如果想要测量输电线或像手机信号塔这样的复杂结构，摄影测量就难以胜任。尤其是笔直的金属物体，背景和测量对象都是灰色，对于摄影测量来说更是难上加难。若想要观测水体，LiDAR可以为您提供其表面的数据。当您仅有的选择是在夜间测量时，LiDAR 可以为您提供帮助，而摄影测量却不能。在很多案例中，LiDAR 都是您的最佳选择。”

LiDAR 还可以简化数据处理。“如果您想获得一个特定准确度的点云，使用摄影测量获得的原始数据会大100倍左右。所有这些图片都必须被获取、移动、处理、安装、有时还要上传。这是一笔非常大的成本。而使用LiDAR，您所获得的产品就是最终产品，您不需要处理比您的最终产品大100倍的原始数据。”Microdrones 的专家经过不断研究将GNSS（全球导航卫星系统）、IMU（惯性测量单元）和LiDAR集成到端对端系统当中，从而实现了更高的速度和准确度。“这是 Microdrones 的专长。我们在LiDAR数据的后处理领域投入了大多数时间。”例如，相对于摄影测量的mdMapper1000同类产品，mdLiDAR1000可以生成更密集的点云，而且最多可获得三次回波，这使其在采矿行业的带状测绘和体积计算中变得尤其实用。mdLiDAR3000DL 具有增强的载重能力，并搭载高级Sony相机、RIEGL miniVUX-1DL传感器以及大量LiDAR 地理信息。它的精度可以达到1至4厘米水平，定位为“面向施工、土地开发、工程、测量以及研究领域严谨测绘学专业人士的严密设备”。与土地测量员和摄影测量单位相比，它能够在更短时间内提供更为准确的数据，且只需一支较小规模的团队。市场对于精密设备的需求不断升高，Legrand 提到：“您可以在印度尼西亚、非洲和拉丁美洲销售LiDAR产品。如果您的目标客户是大型采矿公司、大型施工公司和大型工程公司，他们需要 LiDAR。”Legrand说起他在新冠肺炎疫情爆发前前往瑞典出差的经历。“他们使用摄影测量已有五六年了，但现在觉得这些设备无法胜任很多工作。他们想要尝试其他选择。这个选择就是 LiDAR。”

计算成本使用无人机方案进行测量和监测时，LiDAR和摄影测量一样相对于直升机都有明显的成本优势。“试想一下，当您将 LiDAR 安装到直升机上时，一个小时可能需花费三到四千欧元，”Legrand说道，“但如果您使用我们的LiDAR系统，它们可以兼容成本低得多的解决方案。”摄影测量的低购买价格使其非常适合初级和小型公司。“它非常易于取得，这也是为什么现在有这么多测量公司和工程公司都选择使用摄影测量。LiDAR的价格要高得多，因此很多人都不想投资LiDAR，因为他们不确定是否有足够项目赚回成本。”但随着科技进步，包括来自其他行业的发展，使该技术的定价模型变得更灵活。“市场上出现越来越多的LiDAR传感器，它们与相机相比更具竞争力。” Darmayan 也同意这种看法。“相较于传统的测量方法和成本，使用 mdLiDAR1000 进行地形测量现在已日渐实惠且越来越高效。这是因为无人驾驶汽车行业和自主驾驶对这些传感器的需求越来越大。由于这些传感器都是大批量生产的，因而成本降低，价格越来越实惠。我们集成这些传感器，使得预处理准确度达到大约10厘米，然后再通过我们的软件加以改进。”对于拥有经常性业务且现金流较充足的公司而言，LiDAR的数据处理速度更快，使设备和人员有更多时间开展其他工作，从而抵销初始成本。“您需要看一下总成本。以一家聚合材料公司为例，他们一直使用摄影测量来进行平铺测量。这样做的效率低下。他们取得大量数据，然后花四到八个小时重建地形，但他们只需要堆料的数据…… 他们想要了解的不过是体积数据。如果使用LiDAR，没有重叠，亦无需重建。您只需处理采集到的少量数据，便可得到体积数据，完成任务。”

成本曲线也因为Microdrones今年推出的「Microdrones 即服务」(mdaaS) 计划而能够得以改善。mdaaS方案为顾客带来灵活的购买和租赁选项：“购买设备”或“租用设备”计划，以及包含“按项目支付”或“无限制”数据后处理的全新数据处理解决方案。“借助于这些计划，LiDAR的价格变得更加实惠。”Heriard-Dubreuil补充道。选择何种解决方案还得视任务需求而定。“如果您想要查看从第一天到第二天，直至第一百天拍摄的施工现场照片，那么摄影测量就是合适的解决方案，”Darmayan 说道，“如果您要测量建筑、物体形状或输电线，一般来说就是体积数据，则LiDAR更为合适。无论选择哪一种，Microdrones都能提供稳定的集成解决方案。”“毫无疑问，我们的系统质量非常之高，”Vincent Legrand 总结，“在工程方面也经过验证。硬件的质量是同类中上乘的，当然人员支持及其素质也是如此。高度的可靠性深植于我们的DNA中。”