無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量在城市測(cè)繪保障中的應(yīng)用前景

陸帥

摘 要： 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和相應(yīng)的技術(shù)完善，無(wú)人機(jī)低空攝影技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)城市測(cè)繪行業(yè)奠定了好的基礎(chǔ)。這項(xiàng)技術(shù)在城市規(guī)劃以及三維數(shù)字建模方面有著較好優(yōu)勢(shì)，結(jié)合智能化時(shí)代建設(shè)發(fā)展，無(wú)人機(jī)低空攝影技術(shù)在地理信息測(cè)繪分析中有很高的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 無(wú)人機(jī);低空攝影測(cè)量;城市測(cè)繪;應(yīng)用前景

【中圖分類號(hào)】P228.4;TB22???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）17-0035-01

1 無(wú)人機(jī)概念

利用電腦遙控系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行遙控，可實(shí)現(xiàn)人不能逾越的障礙物，再進(jìn)行全景拍攝的效果，且操作原理十分簡(jiǎn)單，拍攝的圖像更清晰、準(zhǔn)確，因此在城市測(cè)繪工程中常被用作低空攝影測(cè)量工具。利用無(wú)人駕駛飛機(jī)測(cè)量城市地形，不僅方便快捷，而且能全方位、立體化地測(cè)量城市地形，給城市測(cè)繪工作帶來(lái)極大的方便，具有傳統(tǒng)測(cè)繪無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

2 無(wú)人機(jī)的種類簡(jiǎn)述

無(wú)人機(jī)主要包含兩種不同類型：其中一種是跟軍用戰(zhàn)斗機(jī)的外形差不多，可以在其中安裝高速攝像機(jī)，然后快速抓拍指定區(qū)域場(chǎng)景，飛行速度很快，一般人察覺(jué)不到，大多也應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，森林防火工作有時(shí)也會(huì)使用這種無(wú)人機(jī)，但是不太適用于城市測(cè)繪工作，因?yàn)槌鞘欣龢欠枯^多而且高低錯(cuò)落，布局規(guī)律也比較多樣，這種類型的無(wú)人機(jī)速度太快，無(wú)法良好運(yùn)行。用于城市測(cè)繪的無(wú)人機(jī)是第二種叫做擺臂式的帶有幾個(gè)螺旋槳的無(wú)人機(jī)，這種無(wú)人機(jī)成本不高。它的特點(diǎn)時(shí)飛行速度比較慢，穩(wěn)定性強(qiáng)，可用于低空攝影測(cè)量，結(jié)合高清拍攝儀器和一定的防抖措施，能夠拍到高清的城市面貌圖。

3 無(wú)人機(jī)低空攝影在城市測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 區(qū)域測(cè)繪

將攝影技術(shù)與無(wú)人機(jī)技術(shù)相結(jié)合，在三維建模的基礎(chǔ)上，可應(yīng)用于特殊高程的測(cè)繪分析。例如，借助無(wú)人機(jī)低空攝影技術(shù)，可以突破地域障礙，在一些高海拔地區(qū)也能獲得更精確的數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和技術(shù)突破，測(cè)繪技術(shù)已可測(cè)量海拔5500米以上的建筑物，能為后期測(cè)繪數(shù)據(jù)提供依據(jù)。與此同時(shí)，借助無(wú)人機(jī)技術(shù)，并在其機(jī)身上安裝攝像機(jī)，可以及時(shí)獲取地理信息，實(shí)現(xiàn)信息采集，可以獲取1∶200的遙感攝影信息，最終可以實(shí)現(xiàn)6800平方千米的測(cè)量。這奠定了我國(guó)城市化規(guī)劃建設(shè)和土地改革的基礎(chǔ)。借助無(wú)人機(jī)技術(shù)，可以全面提高測(cè)繪效率和測(cè)繪質(zhì)量，為多區(qū)域建筑提供更清晰的數(shù)據(jù)規(guī)劃圖，有助于外業(yè)數(shù)據(jù)測(cè)量，減少人力損失。

3.2 智能化城市建設(shè)

進(jìn)入21世紀(jì)，物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展和建設(shè)，智慧城市建設(shè)中無(wú)人機(jī)低空攝影的應(yīng)用主要有以下特征。一是建立三維數(shù)據(jù)，結(jié)合無(wú)人機(jī)技術(shù)，可實(shí)時(shí)跟蹤城市數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)多方位精確探測(cè)，有助于建立精確城市三維模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，減少人工作業(yè)，最終提高測(cè)繪數(shù)據(jù)工作效率。二是測(cè)量點(diǎn)的選擇，在進(jìn)行無(wú)人機(jī)低空攝影時(shí)，需要相關(guān)人員結(jié)合測(cè)繪數(shù)據(jù)需求，在合理的區(qū)域范圍內(nèi)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)測(cè)量控制，選擇具有代表性的數(shù)據(jù)點(diǎn)，如城市地標(biāo)建筑點(diǎn)、邊界區(qū)域點(diǎn)等，以提高整個(gè)測(cè)量過(guò)程中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高數(shù)據(jù)操作效率。三是優(yōu)化智能城市的可視化建設(shè)，在進(jìn)行無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量時(shí)，攝影工作者要注重測(cè)繪數(shù)據(jù)的綜合利用和再生利用。例如，在無(wú)人機(jī)機(jī)身部分安裝全角鏡頭，將鏡頭安裝與旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)合起來(lái)，可以幫助制圖者模擬全景鏡頭，為數(shù)據(jù)分析和后期建模提供更精確、更直觀的數(shù)據(jù)。將色度匹配與精細(xì)數(shù)據(jù)參數(shù)采集相結(jié)合，可優(yōu)化遙感信息采集，實(shí)現(xiàn)精細(xì)數(shù)據(jù)的輸出與輸入，有利于數(shù)據(jù)匹配及智能化建設(shè)，也可改善數(shù)據(jù)連接點(diǎn)，結(jié)合地域網(wǎng)的計(jì)算分析，優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)智能補(bǔ)全，使整個(gè)數(shù)據(jù)變得合理。

4 無(wú)人機(jī)低空攝影的發(fā)展前景

4.1 有序化測(cè)繪調(diào)控技術(shù)

使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，可控制影像數(shù)據(jù)以提高控制水平。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)不僅有效地結(jié)合了攝影和遙控飛行技術(shù)，而且還使用特定的導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)劃分飛行區(qū)域。如果條件允許，還可以對(duì)拍攝時(shí)間進(jìn)行定時(shí)。使用導(dǎo)航功能，可以更精確地設(shè)置拍攝位置。對(duì)于需要更高精確度的測(cè)量，必須首先執(zhí)行控制點(diǎn)的定位。最好將控制點(diǎn)設(shè)置在拐角處，并在該點(diǎn)周圍添加一個(gè)更加明確的參考對(duì)象，以方便后續(xù)的測(cè)量和定位。

4.2 空中三角測(cè)繪技術(shù)

作為一項(xiàng)較為發(fā)達(dá)的技術(shù)，空中三角測(cè)量技術(shù)也是低空攝影技術(shù)轉(zhuǎn)換的一個(gè)重要渠道。首先，航空攝影三角技術(shù)結(jié)合數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)的分析，能夠?qū)y(cè)量控制進(jìn)行二次化加密。其次，借助攝影分析的方式，并結(jié)合測(cè)繪內(nèi)業(yè)和數(shù)字化產(chǎn)品的分析，可優(yōu)化整個(gè)數(shù)字測(cè)繪。最后，結(jié)合攝影測(cè)量法，可以向外方位處理所有數(shù)據(jù)以進(jìn)行分析，并且無(wú)人機(jī)測(cè)繪幾何翻轉(zhuǎn)處理可以優(yōu)化整個(gè)內(nèi)業(yè)結(jié)構(gòu)，并提高無(wú)人機(jī)攝影和制圖技術(shù)的實(shí)用性。

4.3 在智能建筑變形監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

信息社會(huì)背景下，智慧城市快速發(fā)展。把攝影測(cè)量和遙感技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以有效地對(duì)城市建筑的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在信息化建設(shè)過(guò)程中，能有效地對(duì)高層建筑的傳感設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)建筑變形。并利用地面坐標(biāo)系將其轉(zhuǎn)化為施工圖。根據(jù)具體的地標(biāo)數(shù)據(jù)建立坐標(biāo)系統(tǒng)和采集工作。若資料的內(nèi)部變形周期穩(wěn)定，則施工或工程變形均可正常進(jìn)行。智能建筑系統(tǒng)在出現(xiàn)新的變數(shù)時(shí)，會(huì)向應(yīng)急中心傳送數(shù)據(jù)，應(yīng)急中心會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒城市智能系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)安全通道，實(shí)現(xiàn)疏散和應(yīng)急響應(yīng)。

4.4 在城市變化信息提取中的作用

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的攝影測(cè)量與遙感技術(shù)，在測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上，與其它類型的傳感器直接相關(guān)，如高分辨率遙感衛(wèi)星攝影測(cè)量物體密集點(diǎn)云、密集點(diǎn)云的動(dòng)作攝影掃描儀、城市建筑測(cè)繪POS系統(tǒng)、山形等，最終實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)。利用照相測(cè)量和遙感技術(shù)，直接確定地面點(diǎn)云提取的特征對(duì)象結(jié)構(gòu)，基于三維點(diǎn)云的特征點(diǎn)，再進(jìn)行顏色繪圖，提取特征點(diǎn)，構(gòu)成金字塔形圖像。

5 結(jié)論

總之，無(wú)人機(jī)低空攝影作為一種特殊的測(cè)繪技術(shù)，與GPS和遙感系統(tǒng)不同，它不受外界環(huán)境的影響，而且測(cè)繪精度可以得到保證，非常適合在城市化背景下發(fā)展測(cè)繪技術(shù)。為提高測(cè)繪質(zhì)量，筆者結(jié)合該技術(shù)的運(yùn)行特點(diǎn)，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)演變進(jìn)行了相關(guān)的論述，希望能為相關(guān)單位提升測(cè)繪質(zhì)量、轉(zhuǎn)變城市化建設(shè)思路奠定基礎(chǔ)。

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