無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)在城市管理方面應(yīng)用探索

牛麗華 胡俊杰

（中南民族大學(xué)電子信息工程學(xué)院湖北武漢430079）

無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)在城市管理方面應(yīng)用探索

牛麗華 胡俊杰

（中南民族大學(xué)電子信息工程學(xué)院湖北武漢430079）

無(wú)人機(jī)傾斜航攝是一種新型采集方式與展示技術(shù)，它通過(guò)傾斜攝影方式全要素、高空360°航拍生成傾斜影像與全景三維影像，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理與發(fā)布之后形成具有全景展示功能的系統(tǒng)。本文首先介紹該系統(tǒng)采集方式及優(yōu)勢(shì)，最后闡述其在城市管理當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用。

無(wú)人機(jī)；傾斜航攝；城市管理

1 背景介紹

隨著城市化進(jìn)程的逐步加快，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市功能的不斷強(qiáng)化，城市管理面臨的新課題越來(lái)越多，城市管理的方式方法也在發(fā)生著明顯的變化，從最初依靠“人海戰(zhàn)術(shù)”，由市政、園林、環(huán)衛(wèi)、城管各部門人員自我巡查發(fā)現(xiàn)、自我處置、自我檢査，到運(yùn)用信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多渠道發(fā)現(xiàn)、聯(lián)動(dòng)處置、全過(guò)程監(jiān)控，從以地面巡査為主，到運(yùn)用衛(wèi)星影像、傾斜影像識(shí)別新增違建，城市管理系統(tǒng)在管理的思路和方法上經(jīng)歷了由平面向立體、由單一向多維互動(dòng)的轉(zhuǎn)變，城市管理的理念在悄然發(fā)生著變化。如今，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，又被引進(jìn)到市政市容管理工作中。由于無(wú)人機(jī)具有時(shí)效性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性好、方便靈活、巡査范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，使得其在城市管理中將起到非常重要的補(bǔ)充作用。

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)以旋翼無(wú)人機(jī)為平臺(tái)，一體化集成高清微型單反相機(jī)、云臺(tái)、時(shí)空同步多傳感器集成技術(shù)為支撐，獲取高清影像數(shù)據(jù)，通過(guò)配套數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用軟件，快速生成空中全景影像和傾斜全景影像，對(duì)城市的垃圾死角、建筑垃圾亂傾倒、毀綠占綠、違法建筑、工地污染及占道經(jīng)營(yíng)整治、市政設(shè)施管理、園林綠化等方面進(jìn)行立體化監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)管理死角，為科學(xué)管理提供輔助依據(jù)。

3 產(chǎn)品配置

無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)將伺服穩(wěn)定平臺(tái)、高清單反相機(jī)、存儲(chǔ)控制組件集成，具有可靠性高、操作使用簡(jiǎn)單、起飛和著陸場(chǎng)地要求低、影像分辨率高等特點(diǎn)，安全且成本低廉。

4 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)綜合考慮相機(jī)、飛行控制系統(tǒng)與慣性穩(wěn)定平臺(tái)的體積、重量、功耗及技術(shù)需求，從設(shè)備小型化、整機(jī)一體化設(shè)計(jì)方面入手，解決了航測(cè)設(shè)備高精度與設(shè)備小型化之間的矛盾，整機(jī)重量?jī)H2kg，航攝過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作；采用自動(dòng)拼接技術(shù)，快速拼接城市低空全景影像，影像像素高達(dá)7000萬(wàn)。

（1）操作簡(jiǎn)單，智能化程度高，機(jī)動(dòng)靈活易維護(hù)；

（2）續(xù)航能力強(qiáng)，巡航半徑在30km范圍；

（3）能進(jìn)行大范圍的無(wú)人巡航監(jiān)控，使執(zhí)法隊(duì)伍對(duì)突發(fā)應(yīng)急事件的處理更加快捷高效；

（4）節(jié)約了大量的人力成本，提高了工作效率。

5 系統(tǒng)應(yīng)用

5.1 違章建筑管理

通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)，采集處理傾斜影像并建立專題數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)定期將實(shí)際現(xiàn)狀和歷史影像數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，執(zhí)法部門可以準(zhǔn)確掌握違章建筑的面積和層數(shù)，形成執(zhí)法依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)拆違區(qū)域違章建筑的可視化、精細(xì)化管理。

無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)的巡查，既對(duì)城市管理問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)真正做到了主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、全天候、無(wú)死角，又起到了很好的核查作用。無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)解決目前的幾大瓶頸問(wèn)題：①部分違建十分隱蔽，肉眼難以察覺(jué)；②部分建筑天臺(tái)只能通過(guò)住戶家中進(jìn)入，執(zhí)法隊(duì)員無(wú)法進(jìn)入核實(shí)；還有的地方則是覆蓋面積廣、范圍大，人工巡查效率低下。

5.2 建筑垃圾管理

目前，隨著城市的高速發(fā)展，城市建設(shè)的工作無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行，在城市里隨處可見(jiàn)工地現(xiàn)場(chǎng)、工地垃圾亂堆放，大部分未經(jīng)任何處理便被施工單位運(yùn)到郊外或鄉(xiāng)村，采用露天堆放或填埋的方式處理，不僅占用大量土地資源，也消耗大量的清運(yùn)經(jīng)費(fèi)。隨著監(jiān)管力度的加強(qiáng)，一些建筑垃圾越倒越偏僻，有的地方甚至連路都沒(méi)有，普通汽車根本無(wú)法通過(guò)；有的地方用圍墻、鐵絲網(wǎng)層層攔起，人車很難入內(nèi)。這些情況對(duì)城市的市容市貌和管理工作帶來(lái)了很多的不便，更對(duì)市民造成了極大的影響。無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)針對(duì)城管執(zhí)法中經(jīng)常遇到的取證難、市容“死角”建筑垃圾亂堆放等問(wèn)題，對(duì)建筑工地和建筑垃圾亂堆放問(wèn)題進(jìn)行全面監(jiān)控，航拍發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，屬城管管轄的立即查處，屬其他部門管轄的發(fā)函給各權(quán)屬單位，及時(shí)把垃圾清運(yùn)，防止再次污染環(huán)境。

5.3 占道經(jīng)營(yíng)管理

流動(dòng)攤點(diǎn)和“店外店”的占道經(jīng)營(yíng)，導(dǎo)致周邊交通嚴(yán)重堵塞，污染環(huán)境，影響市民生活質(zhì)量，對(duì)市民的正常出行造成不良影響。城管執(zhí)法隊(duì)對(duì)該種現(xiàn)象進(jìn)行多次執(zhí)法但收效甚微。無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)能對(duì)非法占道經(jīng)營(yíng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取證。能進(jìn)行大范圍的無(wú)人巡航監(jiān)控，使執(zhí)法大隊(duì)對(duì)突發(fā)應(yīng)急事件的處理更加快捷高效。節(jié)約了大量的人力成本，提高了工作效率。

5.4 毀綠占綠管理

近兩年，非法侵占綠地和破壞樹(shù)木，毆打園林綠化人員、非法阻撓綠化施工的事件時(shí)有發(fā)生。為有效遏制毀綠、占綠行為，保護(hù)綠化苗木健康成長(zhǎng)，城管執(zhí)法局可基于無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)摸底排查轄區(qū)內(nèi)公園、居住區(qū)、山頭、道路、河道、單位和居民庭院等綠地被占用、毀壞情況，制定綠地整改方案，監(jiān)督恢復(fù)綠地。

5.5 城市綠化管理

通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜航攝系統(tǒng)快速生成整個(gè)城市影像圖，對(duì)城市的綠地進(jìn)行地物識(shí)別、提取，然后根據(jù)提取的綠地計(jì)算其實(shí)際面積，并且可以計(jì)算出整個(gè)城市的綠化覆蓋度。依據(jù)城市綠化覆蓋度可以對(duì)城市的綠化工作做出總結(jié)，進(jìn)而可以對(duì)下一步的綠化工作進(jìn)行規(guī)劃和部署。依據(jù)求出的綠化面積可以計(jì)算出實(shí)際需要的灑水量，結(jié)合園林綠化灑水車的載水量，優(yōu)化灑水車的加水量及次數(shù)，提高工作效率。

P231

A

1004-7344（2016）30-0266-01

中南民族大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃基金支持“空地一體化全景三維系統(tǒng)研究與應(yīng)用”（XCYSJ1501）。

2016-10-7