淺談無人機械低空攝影測量發(fā)展前景

■冶海龍

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

淺談無人機械低空攝影測量發(fā)展前景

■冶海龍

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

無人機低空航拍遙感測量具有高清晰、大比例尺、小面積、高現勢性的優(yōu)點，是衛(wèi)星遙感與普通航空攝影不可缺少的補充，尤其是在預防與應對自然災害方面有著明顯優(yōu)勢。介紹了無人機低空航拍遙感系統的組成、數據獲取和處理過程，對地質災害監(jiān)測、應急救援和災情評估工作中無人機航拍遙感可提供的應用進行了分析。根據地震救援實踐表明，在災害應急和復雜地形條件下，使用無人機低空航拍遙感進行實地數據采集和信息提取，能夠為決策者提供第一手資料，從而最大限度地減少損失。

無人機低空攝影測量發(fā)展前景

城市綠化遙感測定，是通過現代測繪及遙感影像提取技術，采用GIS分析軟件，對城市中綠地情況進行實時動態(tài)監(jiān)測，其結果是評價城市生態(tài)環(huán)境現狀的重要依據，并對研究和規(guī)劃城市未來發(fā)展方向有著重要意義。按照城市綠化遙感測定相關規(guī)程規(guī)定，首先必須獲得最新相關城市地區(qū)高分辨率影像，一幅高精度、時效性強、便于獲得的高分辨率影像，對縮短城市綠化遙感測定工作周期，提高最終成果精確度有著決定性的幫助。目前，對于高分辨率空間數據的獲取渠道仍然局限于外界采購，例如外國遙感衛(wèi)星影像、大飛機航拍等。但是因衛(wèi)星受回歸周期、高度等因素影響，分辨率和時相難以保證；載人飛機受空域管制和氣候等影響較大，同時使用成本比較高。因此，不受場地條件制約，又有較高精度、低成本的無人機低空攝影測量技術具有廣泛的應用領域和前景。

1　無人機攝影測量

1.1無人機低空攝影的作業(yè)流程

無人機攝影測量一般一個小組配備3-5人左右即可，在航拍結束以后必須對數據進行檢查，檢查合格后可進行后續(xù)影像處理工作。

1.2無人機低空攝影測量的優(yōu)缺點

無人駕駛航空飛行器遙感平臺為我們處理應急事件時提供了一種新的技術途徑。可以在短時間內實現對特定區(qū)域內目標的影像實時獲取、空中偵察與搜索、環(huán)境監(jiān)測、污染地區(qū)空中監(jiān)測等多種載人機及衛(wèi)星無法完成或不易完成的任務。相對其他遙感測量手段，無人機測量的優(yōu)勢具體體現在以下幾個方面。

①精度高：無人機為低空飛行器，其飛行高度一般在50m-1000m之間，屬于近景航空攝影測量，測量精度可以達到亞米級，生成的影像精度范圍在0.1m-0.5m。

②時效性強：無人機靈活機動，在前期準備充分的情況下，獲取影像可以在一到兩天內完成；同時，受空中管制和氣候因素的影響也很小，具有很強的實時性。

③受天氣影響少、自動化程度高、成本低:無人機一般的作業(yè)高度在云層以下，受天氣影響?。煌瑫r不需要專業(yè)飛行員，起飛以后按事先設計好的航帶自動飛行，且飛行設備和攝影設備比較便宜。

④靈活、安全：不需要專業(yè)的起降場地，飛行前準備時間短、操作簡單，可以靈活使用；能夠在對人有生命危險的惡劣環(huán)境下直接獲取影像，即便出現設備故障，也不會威脅到人身安全。

⑤高分辨率、多角度:無人機一般攜帶了高精度數碼成像設備，具備垂直與傾斜攝影的能力，不但能豎直拍攝獲取平面影像，還能低空多角度攝影獲取建筑物多面高分辨率紋理影像，解決了衛(wèi)星遙感獲取城市建筑物時高層建筑遮擋的問題。

3　無人機低空攝影測量影像數據的處理流程

低空遙感平臺數據采集完畢后，首先將影像數據與GPS/POS數據等從數據采集平臺中下載下來，經過簡單的數據組織整理后，處理系統對影像數據進行智能配處理，匹配影像之間的連接點用于光束法區(qū)域網平差處理，在引入控制數據后進行GPS/POS等輔助的區(qū)域網平差解算，得到精確的影像內外方位元素。在精確內外方位元素的引導下，利用密集匹配技術匹配獲取密集的三維DSM點云數據，并對DSM點云進行濾波與分類處理剔除房上點、樹上點得到DTM點云，內插獲取規(guī)則格網的DEM成果。然后對影像進行輻射空三處理與顏色改正，利用DEM與影像參數進行影像的正射糾正處理，利用快速鑲嵌方法可獲取滿足應急要求的DOM鑲嵌成果，利用智能鑲嵌，并對影像進行編輯檢查獲取滿足高質量要求的DOM成果。

4　無人機低空攝影測量在城市測繪保障中的應用前景

無人機低空攝影測量具有高清晰、大比例尺、小面積、高現勢性的優(yōu)點，是衛(wèi)星遙感與普通航空攝影不可缺少的補充?？蔀槌鞘兄行暮鸵?guī)劃區(qū)域的大比例尺影像地圖生產、正射影像制作、數字高程模型的生產和DLG產品提供高分辨率清晰影像數據源，可對重點區(qū)域和設施實施應急保障和三維數字建模，同時，可對重點關注區(qū)域進行動態(tài)變化監(jiān)測，滿足城市信息化建設對各類型尤其是大比例尺高分辨率基礎地理空間數據的需求。同時，在一些自然災害（地震、洪災等）發(fā)生時進行的測繪活動，因環(huán)境惡劣，不僅要考慮儀器設備的安全，更要考慮人員的安全，如果用傳統的遙感與有人飛機航空拍攝，將極難實現或因耗費過高而產出極低。無人飛行器低空航空攝影測量系統的出現則為我們提供了高空間、時間分辨率遙感數據獲取的新思路。隨著無人飛行器低空航空攝影測量系統在抗風能力、姿態(tài)穩(wěn)定度、續(xù)航時間等方面的提高及其與高精度GPS集成的實現，該系統將成為高空間、時間分辨率遙感數據獲取的可靠手段。

5　結語

近年來，城市建設與規(guī)劃、國土資源監(jiān)測、精確農業(yè)、自然災害期間空間信息數據的實時獲取以及災情評估與災后重建等對大比例尺數據的要求日益迫切。上述行業(yè)的應用不僅要求影像數據具有更高空間分辨率，有的更要求其具有高時間分辨率。例如，城市建設監(jiān)測與農作物生長監(jiān)測中通常需要按月獲取數據；國土資源監(jiān)測要求分季度提交數據；而對于突發(fā)的災情則需要快速反應，及時獲取信息，實時把握災情狀況，快速、正確地做出救災抗災之決策。

［1］汪沛，羅錫文，周志艷，臧英，胡煉.基于微小型無人機的遙感信息獲取關鍵技術綜述［J］.農業(yè)工程學報，2014，18：1-12.

［2］唐晏.基于無人機采集圖像的植被識別方法研究 ［D］.成都理工大學，2014.

［3］李明慈.微型無人機攝影測量數據處理研究 ［D］.北京建筑大學，2015.

P2［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-211-1