無人機(jī)在校園測繪中的應(yīng)用

姜紅羽 胡宇祥

摘?要：如何建設(shè)和規(guī)劃一個(gè)滿足高校現(xiàn)代化發(fā)展、符合現(xiàn)代化大學(xué)教育需求的校園環(huán)境就成為了當(dāng)前眾多高校的主要建設(shè)規(guī)劃方向，現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備的不斷創(chuàng)新和發(fā)展恰巧幫助高校的校園布局規(guī)劃解決了這一難題。在大學(xué)校區(qū)的校園布局中應(yīng)用先進(jìn)的無人機(jī)航拍影像以及現(xiàn)代化的三維攝影技術(shù)能夠幫助高校對校區(qū)的功能布局進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和科學(xué)論證，以實(shí)現(xiàn)大學(xué)校區(qū)校園文化建設(shè)、校園生態(tài)建設(shè)、智慧校園建設(shè)、校園功能建設(shè)以及低碳技術(shù)應(yīng)用的統(tǒng)籌發(fā)展。

關(guān)鍵詞：布局規(guī)劃;無人機(jī)技術(shù);三維測量技術(shù)

一、大學(xué)校區(qū)校園布局規(guī)劃的影響因素和基本原則

校園既是傳授知識功能的教育場所，又是培養(yǎng)人的全面發(fā)展的培養(yǎng)載體。把大空間的景觀處理后，不但視覺帶來愉悅，也給校園師生營造了幽靜、適宜、放松的環(huán)境，從而忘記煩惱，心情暢快。景觀的人文多樣性還包含教學(xué)和娛樂，這是校園的一種文化潛勢。

學(xué)校的主體是師生，這就要求我們充分把握學(xué)校的時(shí)間和群體行為習(xí)慣，如活動中心、餐廳等人群循環(huán)流動的場所，綠化地面采用合理捷徑、合理拓寬原則。鑒于師生美好的環(huán)境體驗(yàn)，采用層次多樣性原理，根據(jù)校園區(qū)域功能多樣性，隨之配置滿足校園基本功能的設(shè)施、材料、景觀。校園由因材施教的教學(xué)區(qū)、一絲不茍的辦公區(qū)、活力創(chuàng)造的課外活動區(qū)、川流不息的生活區(qū)等幾個(gè)區(qū)域組成。

以水文地質(zhì)等自然環(huán)境為圓心，圍繞著時(shí)事政策、資金投入、公共儲備、人文氣息等大學(xué)校園設(shè)計(jì)布局需要考慮的諸多因素。這些自然環(huán)境因素必須借助現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備加以考慮，無人機(jī)航空攝影技術(shù)可以幫助高校解決這一問題。

二、無人機(jī)航拍影響在大學(xué)校區(qū)校園中的應(yīng)用

（一）規(guī)劃布局

據(jù)數(shù)據(jù)顯示，無人機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于化工現(xiàn)場調(diào)查、事故現(xiàn)場調(diào)查、園區(qū)現(xiàn)場調(diào)查、廠區(qū)平面布置等方面，因?yàn)樗芊奖愎と藢?fù)雜的生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，有效避免人員傷亡，具有較強(qiáng)的連續(xù)工作能力，生命周期成本低，在尺寸、速度和機(jī)動性測量、安全性評價(jià)、環(huán)境評價(jià)等領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢。這項(xiàng)工作基本上適用于高校校園的整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)初衷。

1.設(shè)計(jì)初期地質(zhì)探測

依照傳統(tǒng)方式，無非是通過實(shí)地調(diào)查和地質(zhì)學(xué)家的攝影，繪制地形圖和衛(wèi)星遙感圖。據(jù)調(diào)查，遙感系統(tǒng)已悄悄進(jìn)入無人機(jī)領(lǐng)域，并實(shí)現(xiàn)由遙感操控?zé)o人機(jī)完成系列活動，若將計(jì)算機(jī)程序和影像技術(shù)融合，相關(guān)工作人員將實(shí)現(xiàn)安全可靠的地面作業(yè)、野外測繪數(shù)量將減少、采集區(qū)域?qū)U(kuò)大數(shù)倍、原本人工難以達(dá)到的死角也能一探究竟，無人機(jī)將在地形勘測領(lǐng)域綻放光彩。

2.在勘探過程中的用法

以往，設(shè)計(jì)和監(jiān)理工作常常需要通過立項(xiàng)要點(diǎn)、歷史情況和現(xiàn)場現(xiàn)狀來判斷和比較。圖紙與資料的比對時(shí)間長，人工判斷容易產(chǎn)生偏差。與普通航空攝影飛機(jī)相比，無人機(jī)體積更小，起飛時(shí)間更短。無需特殊起升和空中運(yùn)行場地，即可正常起升。它具有更好的移動性和靈活性。此外，隨著遙感操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展和運(yùn)行成本的降低，其運(yùn)行和運(yùn)行成本也隨之降低，利用率也隨著技術(shù)的發(fā)展而提高。一般來說，可以預(yù)先建立指定航線，使無人機(jī)在其航道自動行駛。因?yàn)轭A(yù)先確定了航線，穩(wěn)定性很好，可以完成高質(zhì)量、高精度的航拍。由于工作人員無需參與，減輕了重量，同樣油耗相比普通航拍續(xù)航能力大幅度提高。

3.信息化建設(shè)

該無人機(jī)配備了高精度數(shù)字成像設(shè)備，可以在傾斜、垂直和水平方向拍攝照片。此外，無人機(jī)還可降低高度進(jìn)行多角度、更精準(zhǔn)、更高分辨率紋理的建筑物表面圖像。克服了傳統(tǒng)一維拍攝、建筑物遮擋等問題，這在遙感科技和衛(wèi)星科技方面是前所未有的。

（二）三維建模

利用無人航拍技術(shù)獲取的圖像數(shù)據(jù)完成建筑室外的三維建模，可以對大規(guī)模土地甚至局部細(xì)節(jié)進(jìn)行實(shí)際規(guī)劃。無人機(jī)不但大幅度減少了傳統(tǒng)航拍經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)使高空技術(shù)人員生命風(fēng)險(xiǎn)降到最低，總體上，無人機(jī)航拍圖像強(qiáng)調(diào)與航拍技術(shù)合作，集成構(gòu)建室外場景三維重建新體系，航空遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、沖擊傳輸技術(shù)和幾何視圖分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對圖像數(shù)據(jù)的有效處理過程，滿足了最終的土地規(guī)劃要求，為當(dāng)前無人機(jī)航空圖像構(gòu)建融合室外場景三維建模技術(shù)的市場提供絕對優(yōu)勢。校園三維模型的構(gòu)建是數(shù)字化校園的重要組成部分。低空無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有實(shí)時(shí)性、成本低、靈活性強(qiáng)、不受場地約束等優(yōu)點(diǎn)，已成為快速獲取地理數(shù)據(jù)的有效平臺。

三、結(jié)論

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)可以通過無人機(jī)多角度的航空攝影成果進(jìn)行大比例尺數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、地形測繪工作。若使航拍三角測量技術(shù)與之結(jié)合后與傳統(tǒng)人工航拍相比，無人機(jī)將使用較低的成本、優(yōu)秀的活躍性能、更高的安全系數(shù)、快速精準(zhǔn)地完成測繪工作。

作者簡介：姜紅羽（1999-），女，吉林遼源人，本科，研究方向：水利水電工程。

通訊作者：胡宇祥（1983-），男，吉林吉林人，博士，講師，主要從事農(nóng)業(yè)水土工程方面研究。