無人機低空攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景

王鴻陽+于佳

摘 要：無人機技術(shù)是一項高科技項目，無人機技術(shù)有著良好的前景，無人機最常用的是功能偵察，在這基礎(chǔ)上無人機發(fā)展了森林防火、地形測繪等功能，本文討論了無人機在低空條件下城市測繪的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無人機技術(shù)；城市測繪；靈活性；便捷性

無人機是現(xiàn)在為諸多報道的一個項目，首先無人機技術(shù)，投入小、科技含量高。無人機只是設(shè)備的載體，但是有了這個載體后很多設(shè)備能在更好的視覺角度進行相應(yīng)的技術(shù)工作，無人機技術(shù)利于與遠程控制技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了低空測量，可以飛躍很多障礙，操作簡單。相比較傳統(tǒng)的城市測繪手段，無人機的準確度比大型飛機和航空設(shè)備更加準確，對圖像的掌握也更加立體，同時避免了車輛測繪有些地點難以達到的問題。無人機測量有著方便，易于操作、成本低等特點。尤其在一定范圍內(nèi)的測繪工作有著極大的優(yōu)勢，是我國城市測繪或其他測繪工作的新的手段，增強了我國測繪工作的能力，對原來不能詳細測繪的區(qū)域進行了認真的測繪工作。

1 無人機低空城市測繪的發(fā)展現(xiàn)狀

無人機低空測繪技術(shù)發(fā)展迅速，無人機分為兩種形式，一種為類似于戰(zhàn)斗機的形狀，這種飛機多為軍用形式，能夠按照高速攝像機，能對目標區(qū)域進行快速抓拍，這種無人飛機速度極快，難以捕捉。主要用于大范圍森林防火，或者軍事用途，在城市測繪中運用效果不好，因為在城市中高樓林立，城市格局錯綜復(fù)雜，不利于高速無人機的使用。第二種為擺臂式無人機，這種無人機也是居民正常能夠購買的到的類型，這種無人機一般由四個或四個以上的等大的螺旋槳組成，速度較慢，但是空中穩(wěn)定性比較好，所以利用與城市測繪工作上效果極佳，配合高清攝像頭以及光學(xué)防抖技術(shù)，能夠拍攝很多優(yōu)秀的樣張。

1.1 外國無人機發(fā)展現(xiàn)狀

外國的無人機發(fā)展更傾向于軍用式，美國利用軍用無人機進行森林火災(zāi)的監(jiān)測，另一個方面就是監(jiān)測其他國家的地形地貌，因為無人機十分小巧，同時超低空飛行快速飛行難以被雷達發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)非法戰(zhàn)略偵查的目的，然而目前已知的美國無人機技術(shù)都是幾年前的水平，現(xiàn)在發(fā)展現(xiàn)狀無人知曉。澳大利亞將無人機裝載全球鷹四通，對其海洋實現(xiàn)快速的監(jiān)管。同時利用GPRS技術(shù)實現(xiàn)無人機進行遠程控制，相應(yīng)的速度極快，是一項重要的戰(zhàn)略偵查手段。

1.2 我國的無人機發(fā)展現(xiàn)狀

我國無人機發(fā)展現(xiàn)狀出現(xiàn)兩種情況，一種為軍用式無人機，另一種為民用無人機。軍用無人機這幾年發(fā)展格外神秘，但是可以保證的是我國的軍用無人機絕對不比西方發(fā)達落后，在幾年前重要在軍事裝備大會展示的軍用無人機，就讓全世界震驚。另一方面，懸臂式無人機發(fā)展也十分迅速，懸臂式無人機的技術(shù)受制于電池技術(shù)，和遠程遙控技術(shù)，但是能夠免租城市測繪的需求，一般懸臂無人機的巡航時間能夠達到60分鐘，已經(jīng)可以滿足測繪的基本需求，同時配合高清數(shù)字相機技術(shù)，我國的城市測繪工作利用無人機開展的十分順利。

在國內(nèi)我國無人機的有關(guān)企業(yè)，發(fā)展規(guī)模較大的為極飛科技，但是該公司主要生存居民娛樂的無人機，對于測繪式無人機涉及甚少。所以很多測繪部門依靠先進無人機框架，進行改造，在無人機上增加高清攝像系統(tǒng)，實現(xiàn)高清晰拍照和攝像。同時我國測繪研究院已經(jīng)著手研究能夠遠距離、多用途的搖臂式無人機。在2009年我國曾想很多省市區(qū)派發(fā)了一批先進的無人機技術(shù)，該無人機僅中5kg，但是續(xù)航時間高達90分鐘，續(xù)航時間是現(xiàn)在居民無人機的1.5倍，同時它搭配的是光學(xué)相機，采用佳能的拍照技術(shù)，圖片質(zhì)量有很高的保證。這款無人機放在現(xiàn)在的水平也可以說是先進的。我國的無人機技術(shù)正在以極快的速度發(fā)展，無人機測繪將來一定會取代傳統(tǒng)測繪車輛的位置，幫助衛(wèi)星測繪，提高我國測繪水平。

2 無人機低空城市測量的特點及優(yōu)勢

無人機采用超高分辨率相機技術(shù)，有的則采用光學(xué)照相機作為攝像的裝置，所以成像效果很好，航空測繪不同的是，無人機的拍攝角度更好，能夠拍攝到道路的坡度因素，而在衛(wèi)星拍照中，地面坡度時很難被捕捉的一個方面，所以無人機的圖像更加直觀和方便，所以現(xiàn)在的城市測繪發(fā)展為以衛(wèi)星圖像為主，無人機起到重要輔助作用，無人機測繪時衛(wèi)星促會不能夠確實的一個重要的方面，無人機在具體測繪主要有以下幾個優(yōu)勢：

2.1 操作簡單，安全性較高

無人機操作靈活，測繪工作一般采用懸臂式無人機，這種無人機能夠進行空中懸停，垂直向上，垂直下降，所以操作簡單方便，無人機的質(zhì)量較輕，同時飛行高度一般在20米以下，就算出現(xiàn)意外，也不會造成較大的人員受傷，安全性很高。

2.2 低空作業(yè)，影像清晰

無人機在高空作業(yè)所以就算在烏云的條件下依舊可以使用，相比較飛機和衛(wèi)星測繪，容易受到云層的干擾，低空作業(yè)的無人機較為方便，同時低空能夠從建筑的多個角度進行拍攝，能夠拍攝到很多倍建筑物遮擋的一部分情況。電子攝像技術(shù)相位方便，按照防抖裝置后，利用連拍可以拍攝長距離的樣片，資料整體性較好。

2.3 具有周期短、效率高等特點

對于面積較小的大比例尺地形測量任務(wù)（10～100km2，受天氣和空域管理的限制較多，大飛機航空攝影測量成本高；而采用全野外數(shù)據(jù)采集方法成圖，作業(yè)量大，成本也比較高。而將無人機遙感系統(tǒng)進行工程化、實用化開發(fā)，則可以利用它機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢，在陰天、輕霧天也能獲取合格的影像，從而將大量的野外工作轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)，既能減輕勞動強度，又能提高作業(yè)的效率和精度。

3 無人機低空攝影測量影像數(shù)據(jù)的處理流程

無人機低空攝影測量影像數(shù)據(jù)處理主要完成影像數(shù)據(jù)獲取后對影像進行參數(shù)精化與DEM/DOM制作的任務(wù)，。低空遙感平臺數(shù)據(jù)采集完畢后，首先將影像數(shù)據(jù)與GPS/POS數(shù)據(jù)等從數(shù)據(jù)采集平臺中下載下來，經(jīng)過簡單的數(shù)據(jù)組織整理后，處理系統(tǒng)對影像數(shù)據(jù)進行智能匹配處理，匹配影像之間的連接點用于光束法區(qū)域網(wǎng)平差處理，在引入控制數(shù)據(jù)后進行GPS/POS等輔助的區(qū)域網(wǎng)平差解算，得到精確的影像內(nèi)外方位元素。在精確內(nèi)外方位元素的引導(dǎo)下，利用密集匹配技術(shù)匹配獲取密集的三維DSM點云數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

無人機在城市測繪工作是無人機應(yīng)用的一個重要的方面，無人機逐漸從飛行模型逐漸演變成能夠?qū)崿F(xiàn)多種用途新興高科技技術(shù)，無人機在國外主要被用于軍事設(shè)備的研發(fā)，而中國在兩個方面都進行了研究，一方面抓緊軍事用途無人機的研發(fā)，另一方面對民用懸臂式無人機也十分重視，用于城市的測繪是民用的一個重要方向，無人機的優(yōu)點包括，圖像清晰度高，能夠反映地面坡度，能夠進行控制懸停，操作性較為簡單，同時工作的周期性較好，能夠很好的完成城市測繪工作。無人機技術(shù)在城市測繪后還可以用于城市交通、行政執(zhí)法等多種方面。無人機技術(shù)的前景十分廣闊。

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作者簡介：王鴻陽，身份證號：23900419861210332x。

于佳，身份證號：230119198707220328。