無人機(jī)低空攝影測量在城市更新測繪中的應(yīng)用

肖鑫

摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，無人機(jī)低空攝影測量在城市更新測繪中的應(yīng)用日益廣泛。文章主要從城市更新測繪中無人機(jī)低空攝影測量的基本概述入手，主要分析無人機(jī)低空攝影在城市更新測繪中的發(fā)展現(xiàn)狀、主要特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢，并結(jié)合自身理解分析和概括無人機(jī)低空攝影測量在城市更新測繪中的具體應(yīng)用。通過對無人機(jī)低空攝影測量在城市更新測繪中的應(yīng)用分析，力求為城市測繪行業(yè)提供一定的理論借鑒和思考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)低空攝影測量；城市更新測繪；應(yīng)用

中圖分類號：P231 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0177-02

Abstract： With the continuous development of modern science and technology， UAV low-altitude photogrammetry is widely used in urban renewal surveying and mapping. Starting with the basic overview of UAV low-altitude photogrammetry in urban renewal surveying and mapping， this paper mainly analyzes the development status， main characteristics and technical advantages of UAV low-altitude photography in urban renewal surveying and mapping. The application of UAV low-altitude photogrammetry in urban renewal surveying and mapping is analyzed and summarized. Through the analysis of the application of UAV low-altitude photogrammetry in urban renewal surveying and mapping， this paper strives to provide some theoretical reference and thinking for the industry of urban surveying and mapping.

Keywords： UAV low altitude photogrammetry； urban renewal surveying and mapping； application

當(dāng)前伴隨著智能化時(shí)代的發(fā)展以及測繪法的重新修訂，在城市更新測繪測量工作的日常進(jìn)展中，無人機(jī)低空航攝技術(shù)作為新型測繪數(shù)據(jù)采集手段，具有重要作用，已成為基礎(chǔ)測繪管理中常用的技術(shù)。通過對無人機(jī)低空攝影測量在城市更新測繪中的應(yīng)用研究，對于測繪工作的整體水平非常有利，并且對于城市測繪更新與保障具有非常積極的意義。

1 城市更新測繪中無人機(jī)低空攝影測量的基本概述

無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)在城市的發(fā)展中相對比較迅速，已經(jīng)在諸多測繪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨著導(dǎo)航以及通信技術(shù)水平的不斷提高，無人機(jī)低空航攝技術(shù)已經(jīng)成為一種集多功能為一體的應(yīng)用技術(shù)設(shè)備。無人機(jī)的低空航攝技術(shù)與遠(yuǎn)程遙感的結(jié)合，能使航攝技術(shù)在技術(shù)的應(yīng)用中顯得更加突出。在飛行平臺系統(tǒng)和地面配套設(shè)備的結(jié)合下，能對攝影的圖像信息作出綜合的處理，以更好的掌握無人機(jī)低空領(lǐng)域的實(shí)際進(jìn)展。伴隨著信息和科技的進(jìn)步，我國在對無人機(jī)航攝測量領(lǐng)域中，已取得了諸多新的進(jìn)展，并且在實(shí)際的城市更新測繪中有了更加廣泛的應(yīng)用，在城市更新測繪中發(fā)揮著積極的作用。

2 城市更新測繪中無人機(jī)低空攝影測量的主要特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢

（1）靈活機(jī)動、分辨率高。無人機(jī)航攝在城市的更新測繪中，往往比較機(jī)動和靈活，受到空氣中的管制和氣候的影響相對較小，能在天氣比較惡劣的測繪環(huán)境中獲取測繪影像。在安全性上，無人機(jī)低空航攝技術(shù)有著極大的技術(shù)優(yōu)勢，即使設(shè)備在測繪區(qū)域的半空中出現(xiàn)故障，也基本不會出現(xiàn)人員傷亡，安全性能高。無人機(jī)可以在云下超低空處飛行，能彌補(bǔ)衛(wèi)星光學(xué)和航空攝影收云層遮擋無法獲取城市更新測繪影像的缺陷，并且能獲取到比衛(wèi)星和普通航攝更加清晰和高分辨的技術(shù)影像。在低空的多角度攝影中，獲取建筑物能拍攝出多角度、高分辨率紋理的建筑影像，彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感和普通航拍中遇到建筑物遮擋的問題。

（2）精度高、成本低。在測量的精度方面，無人機(jī)低空航攝能在500至1000米的飛行高度上作業(yè)，屬于近景航攝測量，測量的精度也基本能達(dá)到亞米級，精度范圍通常也在0.1到0.5米的范圍之間，基本滿足城市更新測量的測繪需要。在測繪成本方面，無人機(jī)低空航攝的技術(shù)成本非常低廉，所消耗的費(fèi)用較低，對操作人員的培訓(xùn)周期也相對較短，測量系統(tǒng)的維修和保養(yǎng)比較簡便，基本不需要機(jī)場起降。在攝影和測量中，基本可以實(shí)現(xiàn)測繪單位按照需求開展航攝飛行作業(yè)。

（3）測量周期短、效率高。面對城市更新測繪中大比例尺地形圖的測繪任務(wù)，衛(wèi)星測繪和普通的航拍作業(yè)受到天氣和空城管理的限制較多，并且測繪成本較高。在全野外數(shù)據(jù)采集的方法獲取城市更新測繪，作業(yè)量非常大，成本也非常高。無人機(jī)航攝采用遙感系統(tǒng)，并且該技術(shù)由地面的操作人員進(jìn)行控制，測量的時(shí)間非常短，具有非常高效和實(shí)用的特點(diǎn)。在整個(gè)城市的更新測繪中，無人機(jī)低空航攝技術(shù)可以進(jìn)行持續(xù)的工程測量，節(jié)省人力和物力資源，拍攝周期可以大大縮減，提高更新測繪效率。

3 無人機(jī)低空攝影測量在城市更新測繪中的具體應(yīng)用

（1）進(jìn)行城市的區(qū)域更新測繪。在城市更新測繪建設(shè)中，無人機(jī)低空航攝能為城市更新測量提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)信息，建構(gòu)三維數(shù)據(jù)模型，以更好的確保模型的建構(gòu)和可視化的技術(shù)水平。在利用無人機(jī)低空航攝進(jìn)行更新測量的過程中，無人機(jī)低空航攝能將測量高度提升到5000多米，影像的分辨率較高，為高海拔的城市更新提供有力的技術(shù)支持。借助無人機(jī)低空航攝技術(shù)獲取的影像和數(shù)據(jù)信息，可以直接引入到航攝遙感系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)之中，建構(gòu)起地理信息的信息數(shù)據(jù)平臺，以更好的提高無人機(jī)低空航攝在城市更新測繪中的信息采集和處理的一體化，保障城市測繪更新的各項(xiàng)工作順利開展。

（2）更新城市應(yīng)急監(jiān)測處理。伴隨著無人機(jī)低空航攝的應(yīng)用范圍擴(kuò)展，在城市的測繪更新中，城市保障能發(fā)揮出非常積極的作用。在城市的水文檢測中，無人機(jī)可以實(shí)時(shí)的更新監(jiān)測數(shù)據(jù)，并結(jié)合現(xiàn)代超聲檢測和測速儀器，進(jìn)行城市的防汛應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)更新。無人機(jī)在此次更新作業(yè)中，主要負(fù)責(zé)城市區(qū)域地形的拍攝測量，利用先進(jìn)的通信信道，將現(xiàn)場的測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到數(shù)據(jù)指揮和監(jiān)測平臺，配合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，顯示動態(tài)的數(shù)據(jù)信息，真正實(shí)現(xiàn)高空與地面的全面覆蓋。

（3）應(yīng)用于智慧城市測繪更新。在智慧型城市的更新測繪中，為滿足和實(shí)現(xiàn)城市測繪需要，無人機(jī)低空航攝需要在以下方面做好處理工作。第一，在三維模型的建構(gòu)方面，無人機(jī)在城市上進(jìn)行測量，能獲取多方位的影像數(shù)據(jù)信息，展現(xiàn)全方位的城市面貌，建構(gòu)起更加科學(xué)有效的三維數(shù)據(jù)模型。有效降低測繪工作人員的測繪強(qiáng)度，保證測繪工作的更新效率。第二，在測量點(diǎn)的選取方面，無人機(jī)航攝測量需要按照實(shí)際需要，提前做好測量的分區(qū)工作，恰當(dāng)?shù)倪x取測量點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)過程測量和控制。在選擇上，需要選擇具有代表性的測量控制點(diǎn)，確保測量的準(zhǔn)確度。第三，在圖像的處理方面，開展無人機(jī)的低空航攝，需要對影像設(shè)備做好檢查和調(diào)整工作，合理調(diào)整拍攝鏡頭和旋轉(zhuǎn)角度，做好加固處理工作，避免鏡頭在安裝的過程中出現(xiàn)位移問題，影響圖像資料的實(shí)際效果。在后期的圖像處理方面，要做好色調(diào)和尺寸的實(shí)用性。第四，在數(shù)據(jù)的處理工作中，后期的數(shù)據(jù)處理需要精化影像參數(shù)，導(dǎo)入處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的匹配處理。對于連接點(diǎn)的數(shù)據(jù)工作，往往采取光速法進(jìn)行區(qū)域的網(wǎng)平差處理，以更好的獲取影像內(nèi)外方位元素，采取密集的匹配技術(shù)，獲取到DSM點(diǎn)云數(shù)據(jù)，做好相應(yīng)的濾波處理，針對DEM成果進(jìn)行糾正處理，以實(shí)現(xiàn)城市更新測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（4）城市更新數(shù)據(jù)精度檢驗(yàn)。為檢驗(yàn)無人機(jī)低空航攝生產(chǎn)DOM正射影像圖、DLG數(shù)字線劃圖的成圖精度，采用GNSS設(shè)備連接CORS定位服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，然后采集公共點(diǎn)數(shù)據(jù)，將兩種方法所采集的數(shù)據(jù)精度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后無人機(jī)航攝精度良好，符合城市地形圖快速更新的指標(biāo)要求，部分?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見下表：

4 結(jié)束語

綜上所述，加強(qiáng)無人機(jī)低空攝影測量在城市更新測繪中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。無人機(jī)低空航攝技術(shù)極大的提高測繪工作人員的工作效率，為城市更新測繪提供諸多的方便。在新的技術(shù)發(fā)展過程中，無人機(jī)的低空航攝能較大的滿足測繪精度的實(shí)際需要，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型和高效性的發(fā)展目標(biāo)。通過此次的研究和分析下，希望能為當(dāng)前的測繪行業(yè)提供一些理論借鑒，以更好的推進(jìn)城市更新測繪工作的順利開展。

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