無人機(jī)遙感技術(shù)在智慧城市影像獲取及應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)學(xué)淺析

摘要：隨著空間信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國家政策法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相繼推出，無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用也越來越多，市場也在不斷發(fā)展。本文簡要分析了當(dāng)前我國無人機(jī)遙感應(yīng)用市場的供需情況，分析了無人機(jī)遙感技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用價值，以及在智慧城市影像數(shù)據(jù)獲取中的成本優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感技術(shù);智慧城市影像獲取;供需現(xiàn)狀;應(yīng)用價值;成本優(yōu)勢分析

一、無人機(jī)遙感市場供需現(xiàn)狀

無人駕駛飛機(jī)簡稱無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicles;UAV），是一種具備通訊技術(shù)、有動力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備并能重復(fù)使用的無人駕駛航空器。從功能上來看可以分為無人直升機(jī)、固定翼無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)、無人飛艇等。其中，應(yīng)用最為廣泛的是無人直升機(jī)、固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)。

無人機(jī)遙感技術(shù)（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing），就是利用先進(jìn)的無人駕駛飛機(jī)搭載不同傳感器進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)獲取的技術(shù)。無人機(jī)遙感技術(shù)集成了通訊技術(shù)、地面控制技術(shù)、GPS定位等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化、智能化、專業(yè)化快速獲取空間影像數(shù)據(jù)，為智慧城市、國土測繪、災(zāi)害應(yīng)急、水利氣象等行業(yè)提供數(shù)據(jù)來源。

無人機(jī)遙感影像根據(jù)載荷不同，分為可見光無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)（傾斜攝影三維無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)）、紅外無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)、多光譜/高光譜無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)、激光雷達(dá)無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)、合成孔徑雷達(dá)無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)，其中可見光數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中應(yīng)用最多最廣泛。

近年來，主管部門相繼推出《中華人民共和國民用航空法》、《通用航空飛行管理條例》、《通用航空飛行管制條例》、《民用無人機(jī)空中交通管理辦法》（已頒布）、《民用航空器系統(tǒng)監(jiān)視元管理暫行規(guī)定》等法律法規(guī);行業(yè)協(xié)會也及時推出了相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，如2021年2月1日實施的《無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)編目》、2021年3月22日實施的《無人機(jī)綜合驗證場一般要求》等。這些法律法規(guī)、行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)極大的規(guī)范了無人機(jī)市場行為，促進(jìn)無人機(jī)遙感市場的迅速發(fā)展。

從無人機(jī)遙感應(yīng)用市場供給方來看，截至2020年12月31日，全國無人機(jī)運營企業(yè)達(dá)到10728家，比2019年的3576家增長了50%以上。無人機(jī)技術(shù)也在不斷迭代創(chuàng)新，滿足各行業(yè)應(yīng)用的無人機(jī)產(chǎn)品不斷推陳出新，產(chǎn)品的性能和安全性也有很大的提升。

從無人機(jī)市場需求來看，有數(shù)據(jù)顯示，2019年我國無人機(jī)在無人機(jī)遙感應(yīng)用規(guī)模達(dá)34.31億元，預(yù)計2021年應(yīng)用規(guī)?？蛇_(dá)52.52億元。未來預(yù)計到2025年，民用航空遙感市場總規(guī)模將達(dá)750億，國內(nèi)無人機(jī)航空遙感市場需求規(guī)模約為300億。巨大的市場需求促進(jìn)無人機(jī)企業(yè)及無人機(jī)數(shù)量不斷增加。目前，無人機(jī)遙感技術(shù)市場還處于需求大于供給的情況。

二、無人機(jī)遙感技術(shù)在智慧城市影像獲取中的應(yīng)用價值分析

近十年來，全國各省都將智慧城市建設(shè)作為未來城市建設(shè)新起點，通過高技術(shù)手段進(jìn)行城市戰(zhàn)略規(guī)劃，提升產(chǎn)業(yè)振興和推動城市全面發(fā)展。無人機(jī)遙感技術(shù)作為空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，可以進(jìn)行多角度數(shù)據(jù)采集，在當(dāng)前智慧城市建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

無人機(jī)遙感技術(shù)在智慧城市建設(shè)規(guī)劃中影像數(shù)據(jù)的獲取，包括但不限于無人機(jī)航測基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)，無人機(jī)多鏡頭傾斜攝影和傾斜攝影建模應(yīng)用等。無人機(jī)測量技術(shù)可以快速獲取城市的地物信息，一方面獲取的高清正射影像圖可作為現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)底圖，可輔助城市總體規(guī)劃，減少現(xiàn)狀調(diào)查的盲目性;另一方面也是解決專題規(guī)劃研究與新技術(shù)應(yīng)用的需要，為城市規(guī)劃提供專題信息。

利用無人機(jī)可獲取大量高精度的測量信息，包含城市房屋、道路、植被、高層、沉降等信息，有效解決常規(guī)航空攝影在建筑密集的大城市建筑物高度變化的問題。通過獲取的城市無人機(jī)及影像可以制作數(shù)字地形模型，繪制大比例尺地形圖，能夠快速、精準(zhǔn)地進(jìn)行城市規(guī)劃測量，輔助有關(guān)決策部門做出科學(xué)的決策，推動城市健康發(fā)展。

隨著全國各省城市化進(jìn)程的迅速推進(jìn)，城市實景三維數(shù)據(jù)需求越來越多。三維模型以直觀、精確三維空間分析能力，為城市規(guī)劃提供了新的服務(wù)和解決方案，并逐步成為城市空間遙感數(shù)據(jù)框架的重要內(nèi)容。無人機(jī)遙感傾斜攝影測量技術(shù)可以從不同的角度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行三維建模，還原地物模型的真實細(xì)節(jié)構(gòu)成，還能輸出高分辨率的有真實紋理的三角網(wǎng)模型，大大降低城市三維建模的成本。

三、無人機(jī)遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取成本構(gòu)成及成本優(yōu)勢分析

無人機(jī)作為無人控制的智能化裝備，其正常運行需要完整的控制系統(tǒng)作為前提，無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)獲取的成本構(gòu)成主要包括飛機(jī)系統(tǒng)、地面服務(wù)系統(tǒng)，任務(wù)載荷和地面使用保障人員。

智慧城市影像數(shù)據(jù)獲取包括衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、航空攝影數(shù)據(jù)和無人機(jī)影像數(shù)據(jù)。由于無人機(jī)遙感技術(shù)具備靈活性、作效率高、信息處理速度快的優(yōu)勢，被廣泛的使用在智慧城市發(fā)展環(huán)節(jié)上的數(shù)據(jù)測繪中，展現(xiàn)出明顯的成本節(jié)約優(yōu)勢。

衛(wèi)星遙感影像在2000年以前是智慧城市建設(shè)中重要的數(shù)據(jù)源。其主要優(yōu)勢就是覆蓋面寬，光譜信息豐富。主要缺點就是作為生產(chǎn)工具的商業(yè)遙感衛(wèi)星數(shù)量少，價格昂貴，影像數(shù)據(jù)分辨率不高。目前市場上主要提供的是亞米級的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，能購買到的是0.3米分辨率的的美國商業(yè)數(shù)據(jù)，由于沒有競爭，屬于賣方市場，價格一直高居不下。在0.5米分辨率的商業(yè)衛(wèi)星影像，由于存在國產(chǎn)衛(wèi)星影像的競爭，國外商業(yè)衛(wèi)星價格已經(jīng)降價一半，而國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)價格僅為美國衛(wèi)星數(shù)據(jù)價格的一半，中小城市用戶也很難有足夠的政府預(yù)算資金來采購。此外，衛(wèi)星影像受天氣影響嚴(yán)重，對于多云多霧的地區(qū)常年沒有數(shù)據(jù)提供。綜合以上諸多原因，衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)分辨率不高，時效差，很難滿足智慧城市對高分辨率影像數(shù)據(jù)的需求。

隨著航空遙感技術(shù)的發(fā)展，2000-2015年期間，航空遙感影像數(shù)據(jù)成為智慧城市高分辨影像應(yīng)用重要支撐。與衛(wèi)星遙感影像相比，其優(yōu)點就是生產(chǎn)工具更多，數(shù)據(jù)獲取時效性更高，影像數(shù)據(jù)分辨率更高。從數(shù)據(jù)供給方來看，中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)有航空攝影甲級測繪資質(zhì)的企業(yè)有1368家，從業(yè)單位上萬家。作為生產(chǎn)工具的航空攝影測繪設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于遙感衛(wèi)星數(shù)量。從遙感數(shù)據(jù)分辨率來看，航空遙感測繪通?？梢垣@得0.2米分辨率的影像甚至可以更高分辨率的影像。航空遙感的缺點就是影像數(shù)據(jù)獲取成本較高，而且受國家空域管制限制，使得航空影像獲取受到制約，作業(yè)條件受到天氣的影響較大，在智慧城市建設(shè)中只能滿足影像數(shù)據(jù)供給的部分需求。

無人機(jī)遙感影像獲取技術(shù)與航空遙感技術(shù)相比，經(jīng)過近十年的技術(shù)迭代，國家低空空域管控政策相繼推出，2015年后，無人機(jī)遙感技術(shù)獲取影像得到迅速發(fā)展。無人機(jī)遙感技術(shù)最大特點就是快速響應(yīng)，可以獲得厘米級甚至毫米級的超高分辨率影像。從生產(chǎn)供應(yīng)角度分析，從業(yè)人員較多，全國無人機(jī)遙感測繪的企業(yè)及個人超過幾十萬?？沼蛏暾埾鄬唵?，不僅可以提高智慧城市發(fā)展的測繪效率，同樣可以幫助整個城市測繪流程更加簡便化?，F(xiàn)階段實現(xiàn)了大中比例尺地形圖，地質(zhì)災(zāi)害等航空攝影測量。

無人機(jī)遙感測繪技術(shù)實施過程中，憑借無人駕駛飛行設(shè)備、信息傳輸感應(yīng)設(shè)備、無線通信遙控設(shè)備以及GPS全球定位設(shè)備等相關(guān)方面的各種系統(tǒng)交叉，從根本上保證技術(shù)應(yīng)用效率，體現(xiàn)出該技術(shù)自身的高經(jīng)濟(jì)特點。在智慧城市發(fā)展過程中，相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測量技術(shù)以及數(shù)據(jù)測繪收集技術(shù)來說，全新無人機(jī)遙感技術(shù)在減少經(jīng)濟(jì)成本的前提條件下，無人機(jī)遙測技術(shù)能夠有效實現(xiàn)和完成對智能城市的數(shù)據(jù)測量和收集，以多功能拍攝角度和技術(shù)，最終在智慧城市遙感測繪技術(shù)中充分發(fā)揮出重要作用。

無人機(jī)遙感技術(shù)在實施過程中，其測繪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的基礎(chǔ)分辨需要達(dá)到大型飛機(jī)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，但是成本支出僅為大型飛機(jī)遙控測量的0.1-0.5%，無人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)階段智慧城市發(fā)展環(huán)節(jié)上的遙感數(shù)據(jù)獲取及應(yīng)用需求數(shù)量極大。

結(jié)束語

綜上，我國無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用市場還處于上升階段，需求大于供給，技術(shù)和產(chǎn)品在迅速創(chuàng)新發(fā)展和迭代，市場迅速擴(kuò)張。無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用極大地推動了智慧城市建設(shè)進(jìn)程，在影像數(shù)據(jù)提供、三維城市建設(shè)等方面給智慧城市建設(shè)帶來了有力支撐。此外，無人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)獲取還具有很大的成本優(yōu)勢。從以上經(jīng)濟(jì)學(xué)分析可以看到，隨著國家政策的不斷支持、行業(yè)限制的進(jìn)一步放開、資本市場的不斷投入，無人機(jī)遙感技術(shù)在智慧城市建設(shè)領(lǐng)域以及其它領(lǐng)域的擴(kuò)散將不斷加速，成本將不斷降低，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值將不斷加大，該技術(shù)的發(fā)展將在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級轉(zhuǎn)型中發(fā)揮越來越重要的作用。

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作者簡介：

姓名：劉霞，出生年月：1974年8月5日，性別：女，籍貫：山西省大同市城區(qū)，職稱：無，學(xué)歷：碩士，研究方向：工商管理、經(jīng)濟(jì)學(xué)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)。