探討低空無人機(jī)航攝遙感在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用

■楊力紅

（遼寧省地理信息院　遼寧　沈陽　110034）

探討低空無人機(jī)航攝遙感在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用

■楊力紅

（遼寧省地理信息院遼寧沈陽110034）

開展低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)推廣應(yīng)用，是推進(jìn)我國測(cè)繪科技自主創(chuàng)新的重要舉措。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及各項(xiàng)領(lǐng)域信息化建設(shè)的需求下，低空無人機(jī)航攝遙感的技術(shù)運(yùn)用將得到很好的發(fā)展。探討測(cè)繪領(lǐng)域中低空無人機(jī)航攝遙感的運(yùn)用，對(duì)我國測(cè)繪領(lǐng)域的發(fā)展有著積極意義。本文從其廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)，探討了優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)以及先進(jìn)的技術(shù)水平，最后總結(jié)并展望了低空無人機(jī)航攝遙感的運(yùn)用前景。

航攝遙感應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速成長(zhǎng)，我國在測(cè)繪領(lǐng)域也取得了巨大的進(jìn)步，同時(shí)對(duì)于測(cè)繪的在實(shí)時(shí)性、機(jī)動(dòng)性、分辨率等方面的要求也越來越高。這也使得使用較為廣泛的傳統(tǒng)航空拍攝和衛(wèi)星遙感獲取的數(shù)據(jù)無法滿足現(xiàn)代測(cè)繪的要求。為了能夠得到滿足現(xiàn)代測(cè)繪要求的數(shù)據(jù)，低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)的使用就顯得迫在眉睫，它不僅滿足了傳統(tǒng)衛(wèi)星，打飛機(jī)航空攝像技術(shù)對(duì)大范圍內(nèi)的測(cè)繪數(shù)據(jù)的要求，也能夠在小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)繪，并且能夠及時(shí)的反饋信息。

航空攝影測(cè)量本身而言，從測(cè)繪的角度上來看數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量還是利用影像來進(jìn)行測(cè)繪的科學(xué)與技術(shù)；而從信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺科學(xué)的角度來看，它是利用影像來重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù)，也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型，然后在模型上進(jìn)行測(cè)繪。因此，從本質(zhì)上來說，它與原來的攝影測(cè)量沒有區(qū)別。因而，在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中，整個(gè)的生產(chǎn)流程與作業(yè)方式，與傳統(tǒng)的攝影測(cè)量差別似乎不大。但是它給傳統(tǒng)的攝影測(cè)量帶來了重大的變革。

1　廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域

低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)目前已得到了非常廣泛的應(yīng)用，它采用了紅外，攝像等許多先進(jìn)的技術(shù)，將從低空中攝像收集到的有效數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)等技術(shù)的加工處理，可以非常清楚的反應(yīng)出地表地貌的測(cè)繪信息來供人們使用。根據(jù)我國目前的情況，科學(xué)技術(shù)的不斷提高，以及對(duì)數(shù)據(jù)信息的要求的增長(zhǎng)，低空無人機(jī)航攝遙感融合了GPS差分定位、遙控以及計(jì)算機(jī)軟件處理技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，并且在國家積極的政策推動(dòng)下，低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)從設(shè)計(jì)、制造到飛行使用，以及到后來的數(shù)據(jù)處理、信息共享等都得到了大力的支持，并且得到了進(jìn)一步的推廣使用。目前，無人機(jī)航攝系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地運(yùn)用到抗震救災(zāi)應(yīng)急測(cè)繪保障服務(wù)，以及國土資源利用等領(lǐng)域。在汶川地震應(yīng)急測(cè)繪保障服務(wù)及災(zāi)后重建、貴州國土資源遙感監(jiān)測(cè)、四川石油輸氣管理、浙江新農(nóng)村建設(shè)和小城鎮(zhèn)建設(shè)、西藏雪域高原縣城測(cè)圖等項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用。尤其是在汶川大地震抗震救災(zāi)中，無人機(jī)體積小巧，機(jī)動(dòng)靈活，不需專用跑道起降，受天氣和空域管制的影響較小，通過地面遙控快速采集影像，主要用于局部監(jiān)測(cè)，反映地質(zhì)災(zāi)害情況。衛(wèi)星遙感、數(shù)字航空攝影、無人機(jī)航攝三者在災(zāi)情監(jiān)測(cè)中互為補(bǔ)充，各自發(fā)揮所長(zhǎng)，為領(lǐng)導(dǎo)迅速了解災(zāi)情、科學(xué)指揮救災(zāi)及災(zāi)后重建規(guī)劃提供了重要依據(jù)。在國土資源遙感監(jiān)測(cè)中，利用無人機(jī)獲取影像清晰度、分辨率都較高，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和查處土地違法行為，為國土資源管理提供一種新的高科技手段。

2　優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

在影像上進(jìn)行量測(cè)和解譯，主要工作在室內(nèi)進(jìn)行，無需接觸物體本身，因而很少受氣候、地理等條件的限制；所攝影像是客觀物體或目標(biāo)的真實(shí)反映，信息豐富、形象直觀，人們可以從中獲得所研究物體的大量幾何信息和物理信息；可以拍攝動(dòng)態(tài)物體的瞬間影像，完成常規(guī)方法難以實(shí)現(xiàn)的測(cè)量工作；適用于大范圍地形測(cè)繪，成圖快、效率高；攝影的影像具有很好的時(shí)相性：產(chǎn)品形式多樣，可以生產(chǎn)數(shù)字線劃圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像等。

（1）快速、高效。低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)擁有快速、高效的反饋信息的能力，這些在舊的技術(shù)中是無法實(shí)現(xiàn)的。生活中時(shí)常會(huì)發(fā)生地震、泥石流等自然災(zāi)害，這些事件的發(fā)生存在不定時(shí)性，并且有非常大的破壞作用，使得測(cè)量任務(wù)非常艱巨，這就要求我們能夠及時(shí)的對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量。低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)不僅能夠快速，高效的對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，并能夠?qū)?shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換成清晰易懂的圖像信息，為人們及時(shí)掌握周邊環(huán)境、采取合理有效的措施實(shí)施救援提供了非常有用的幫助。去年，安徽省測(cè)繪局利用低空無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)合肥市周邊地區(qū)進(jìn)行秸稈焚燒監(jiān)察活動(dòng)。通過獲取的正射影像處理和分析，準(zhǔn)確評(píng)估秸稈焚燒的地點(diǎn)、面積、危害程度等，對(duì)合肥市政府有效治理秸稈焚燒對(duì)空氣、航班的影響起到非常重要的作用。（2）機(jī)動(dòng)、靈活。在測(cè)繪工作中，低空無人機(jī)快速出擊的響應(yīng)能力是應(yīng)急遙感測(cè)繪有力的保障，低空無人機(jī)因?yàn)闄C(jī)身設(shè)備輕便、運(yùn)輸靈活、越野能力強(qiáng)、對(duì)起降場(chǎng)地要求低、起降方式多種多樣，而且安裝、調(diào)試、起飛作業(yè)快捷等優(yōu)點(diǎn)，得到廣大用戶的滿意和廣泛應(yīng)用。特別是在山高、地形復(fù)雜、客觀起降條件差的情況下，使用大飛機(jī)航空攝影較為困難的地區(qū)，應(yīng)用低空無人機(jī)就可以快速獲取高精度、高清新影像數(shù)據(jù)資料，極大提高測(cè)繪成果實(shí)效性，提高了測(cè)繪應(yīng)急保障服務(wù)能力。（3）分辨率高、處理速度快。低空無人機(jī)航攝遙感數(shù)據(jù)分辨率可達(dá)到0.1～0.5 m，相對(duì)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)具有很大的優(yōu)越性。數(shù)據(jù)采集處理速度快，目前可達(dá)到一個(gè)工作日單機(jī)3架次航空攝影100 km2，及時(shí)為政府和用戶單位提供地理信息數(shù)據(jù)。低空無人機(jī)航攝遙感數(shù)據(jù)不僅具有衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的價(jià)值，而且具有大飛機(jī)航空攝影的快速采集優(yōu)勢(shì)。低空無人機(jī)不需要大飛機(jī)那樣的專業(yè)停機(jī)場(chǎng)和專業(yè)的駕駛員班組，儲(chǔ)存、運(yùn)輸、飛行作業(yè)均方便快捷。低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)采用的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，能夠高度有效的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的加工處理，并快速地輸出數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)處理得時(shí)間，也降低了使用成本。

3　先進(jìn)的技術(shù)水平

低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)得到了人們的認(rèn)可。在國家測(cè)繪地理信息局等有關(guān)部門的支持下，低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)在全國范圍內(nèi)得到了全面的推廣應(yīng)用。國家鼓勵(lì)對(duì)低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)的研究開發(fā)，同時(shí)建立了從設(shè)計(jì)開發(fā)，培訓(xùn)使用，帶維護(hù)升級(jí)等一系列服務(wù)，使得低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)能夠完善系統(tǒng)的為人們服務(wù)，這也使得測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)的到了空前的發(fā)展。我國的低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中得到了非常有效的作用，特別是在雪域高原和西藏等條件惡劣的無人區(qū)進(jìn)行了航攝遙感測(cè)量，為人們對(duì)這些地方的開發(fā)利用提供了巨大的幫助。我國的低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)在原有的GPS導(dǎo)航技術(shù)等技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了許多像高精度幾何檢校標(biāo)定的小型數(shù)碼相機(jī)等機(jī)栽遙感設(shè)備以及其他先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，以及自動(dòng)、高效的數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)，這使得低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)得來的數(shù)據(jù)能夠滿足現(xiàn)代測(cè)繪的高要求。當(dāng)今，我國低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

4　結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展的時(shí)代，測(cè)繪技術(shù)必須不斷的提高以滿足各行各業(yè)對(duì)測(cè)繪的要求。低空無人機(jī)遙感技術(shù)的推廣使用，能夠快速高效的為人們提供測(cè)繪數(shù)據(jù)信息，為各行各業(yè)的飛速發(fā)展提供非常重要的技術(shù)支持。另外，以低空無人機(jī)航攝遙感為載體，以權(quán)威、精準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，為政府和公眾積極參與我國各行各業(yè)建設(shè)和管理，提供了新穎、直觀、可視化的服務(wù)平臺(tái)，對(duì)于我國其他行業(yè)的發(fā)展提供有力的測(cè)繪保障。

[1]陳玲，潘伯鳴，曹黎云.低空無人機(jī)航攝系統(tǒng)在四川地形測(cè)繪中的應(yīng)用 [J].城市勘測(cè)，2011（5）.

[2]王新，陳武，汪榮勝，等.淺論低空無人機(jī)遙感技術(shù)在水利相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景[J].浙江水利科技，2012（11）：172.

P2[文獻(xiàn)碼]A

1000-405X（2016）-9-344-1