无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用

无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用

赵栋

大庆市勘测设计院

【摘 要】目前许多行业都在研究无人机的使用，无人机是一种科技水平较高但是成本投入相对较小的技术，其最主要的使用领域是拍摄。将拍摄所需设备安置到无人机上，由人为或者系统对无人机进行控制，从而拍摄到所需影像，这种方法较传统的拍摄方法具有更好的观察视角，可以拍到以往拍不到的地方。无人机技术在侦查森林火源，及时预防和控制森林火灾、以及地理形态测绘等方面都具有不可替代的作用。

【关键词】无人机技术；低空摄影；城市测绘

所谓无人机，即没有人驾驶的飞行机器。用计算机远程操控系统对无人机进行控制，可以实现跨越人力所无法跨越 障碍物，然后进行全面拍摄的效果，而且其操作原理非常简单，拍摄的图像也更加清晰准确，所以在城市测绘项目中经常被用来作为低空摄影测量的工具。使用无人机测量不仅简易方便，而且可以全方位立体化地对城市面貌进行测量，为城市测绘工作带来了极大的便利，补充测量了许多原本无法测量的城市测绘缺口，与传统测绘方式相比具有不可比拟的优势。

1.无人机的种类简述

无人机主要包含两种不同类型：其中一种是跟军用战斗机的外形差不多，可以在其中安装高速摄像机，然后快速抓拍指定区域场景，飞行速度很快，一般人察觉不到，大多也应用于军事领域，森林防火工作有时也会使用这种无人机，但是不太适用于城市测绘工作，因为城市例楼房较多而且高低错落，布局规律也比较多样，这种类型的无人机速度太快，无法良好运行。用于城市测绘的无人机是第二种，叫做摆臂式无人机，就是人们经常看到的带有几个螺旋桨的无人机，这种无人机成本不高，普通民众就可以购买，它的特点时飞行速度比较慢，稳定性强，所以经常被用于低空摄影测量，结合高清拍摄仪器和一定的防抖措施，能够拍到高清的城市面貌图。

2.国内外无人机的发展现状

2.1国外无人机的发展现状

国外对于无人机的应用主要在于军事领域，比如美国，除了在森林防火方面运用无人机技术，另外主要的应用方面就是对别过的地形地态进行观察。由于无人机机型较小，而且以极快的速度飞过低空时基本上不会被雷达监测到，所以利用其对其他国家地理环境进行侦查非常有效，但是美国目前最新的无人机发展水平并为对外公开，所以无从得知。再比如澳大利亚，主要也是利用无人机技术进行军事侦查，通过在无人机上安装某种监测仪器，然后利用计算机程序远程操控，对境内海洋环境进行及时有效的管理。

2.2我国无人机的发展现状

我国无人机发展现状出现两种情况，一种为军用式无人机，另一种为民用无人机。军用无人机这几年发展格外神秘，但是可以保证的是我国的军用无人机绝对不比西方发达落后，在几年前重要在军事装备大会展示的军用无人机，就让全世界震惊。另一方面，悬臂式无人机发展也十分迅速，悬臂式无人机的技术受制于电池技术，和远程遥控技术，但是能够免租城市测绘的需求，一般悬臂无人机的巡航时间能够达到60分钟，已经可以满足测绘的基本需求，同时配合高清数字相机技术，我国的城市测绘工作利用无人机开展的十分顺利。

在国内我国无人机的有关企业，发展规模较大的为极飞科技，但是该公司主要生存居民娱乐的无人机，对于测绘式无人机涉及甚少。所以很多测绘部门依靠先进无人机框架，进行改造，在无人机上增加高清摄像系统，实现高清晰拍照和摄像。同时我国测绘研究院已经着手研究能够远距离、多用途的摇臂式无人机。在2009年我国曾想很多省市区派发了一批先进的无人机技术，该无人机仅中5kg，但是续航时间高达90分钟，续航时间是现在居民无人机的1.5倍，同时它搭配的是光学相机，采用佳能的拍照技术，图片质量有很高的保证。这款无人机放在现在的水平也可以说是先进的。我国的无人机技术正在以极快的速度发展，无人机测绘将来一定会取代传统测绘车辆的位置，帮助卫星测绘，提高我国测绘水平。

3.无人机低空城市测量的特点及优势

无人机采用超高分辨率相机技术，有的则采用光学照相机作为摄像的装置，所以成像效果很好，航空测绘不同的是，无人机的拍摄角度更好，能够拍摄到道路的坡度因素，而在卫星拍照中，地面坡度时很难被捕捉的一个方面，所以无人机的图像更加直观和方便，所以现在的城市测绘发展为以卫星图像为主，无人机起到重要辅助作用，无人机测绘时卫星促会不能够确实的一个重要的方面，无人机在具体测绘主要有以下几个优势：

3.1操作简单，安全性较高

无人机操作灵活，测绘工作一般采用悬臂式无人机，这种无人机能够进行空中悬停，垂直向上，垂直下降，所以操作简单方便，无人机的质量较轻，同时飞行高度一般在20米以下，就算出现意外，也不会造成较大的人员受伤，安全性很高。

3.2低空作业，影像清晰

无人机在高空作业所以就算在乌云的条件下依旧可以使用，相比较飞机和卫星测绘，容易受到云层的干扰，低空作业的无人机较为方便，同时低空能够从建筑的多个角度进行拍摄，能够拍摄到很多倍建筑物遮挡的一部分情况。电子摄像技术相位方便，按照防抖装置后，利用连拍可以拍摄长距离的样片，资料整体性较好。

3.3具有周期短、效率高等特点

对于面积较小的大比例尺地形测量任务（10～100km2，受天气和空域管理的限制较多，大飞机航空摄影测量成本高；而采用全野外数据采集方法成图，作业量大，成本也比较高。而将无人机遥感系统进行工程化、实用化开发，则可以利用它机动、快速、经济等优势，在阴天、轻雾天也能获取合格的影像，从而将大量的野外工作转入内业，既能减轻劳动强度，又能提高作业的效率和精度。

3.4无人机低空摄影测量影像数据的处理流程

无人机低空摄影测量影像数据处理主要完成影像数据获取后对影像进行参数精化与DEM/DOM制作的任务，。低空遥感平台数据采集完毕后，首先将影像数据与GPS/POS数据等从数据采集平台中下载下来，经过简单的数据组织整理后，处理系统对影像数据进行智能匹配处理，匹配影像之间的连接点用于光束法区域网平差处理，在引入控制数据后进行GPS/POS等辅助的区域网平差解算，得到精确的影像内外方位元素。在精确内外方位元素的引导下，利用密集匹配技术匹配获取密集的三维DSM点云数据。

4.结束语

所以说在城市测绘的各项工作中，无人机低空摄影测量技术都起到了至关重要的作用。利用无人机低空摄影测量技术拍摄的图片更加高清、更加立体、更加全面，而且操作过程简单易学，成本也较低，很大程度地优化了传统的城市测绘方式，无人机已经逐渐从简单的模型阶段发展成了具有成熟技术水平的高科技产品。我国无论在军事领域还是在民用领域都对无人机进行了深入的研究和应用，大大开发了其利用价值，为我国的安全保障工作以及城市发展进程都做出了巨大贡献，无人机具有非常大的发展潜力，未来无人机的应用范围还将继续深入。

参考文献

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2. 张佳伟,李勇华.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用研究[J].建材与装

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3. 刘原宏.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用探究[J].城市地理,2017.

4. 林波.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景分析[J].烟台职业学院学报,2017(03):81-83.