無人機低空攝影測量在城市測繪中的應用

摘要：無人機測量有著方便，易于操作、成本低等特點。尤其在一定范圍內的測繪工作有著極大的優勢，是我國城市測繪或其他測繪工作的新的手段，增強了我國測繪工作的能力，對原來不能詳細測繪的區域進行了認真的測繪工作。本文討論了無人機在低空條件下城市測繪的應用。

關鍵詞：無人機技術；城市測繪；靈活性；便捷性

1、無人機低空城市測繪的發展現狀

無人機低空測繪技術發展迅速，無人機分為兩種形式，一種為類似于戰斗機的形狀，這種飛機多為軍用形式，能夠按照高速攝像機，能對目標區域進行快速抓拍，這種無人飛機速度極快，難以捕捉。主要用于大范圍森林防火，或者軍事用途，在城市測繪中運用效果不好，因為在城市中高樓林立，城市格局錯綜復雜，不利于高速無人機的使用。第二種為擺臂式無人機，這種無人機也是居民正常能夠購買的到的類型，這種無人機一般由四個或四個以上的等大的螺旋槳組成，速度較慢，但是空中穩定性比較好，所以利用與城市測繪工作上效果極佳，配合高清攝像頭以及光學防抖技術，能夠拍攝很多優秀的樣張。

1.1 外國無人機發展現狀

外國的無人機發展更傾向于軍用式，美國利用軍用無人機進行森林火災的監測，另一個方面就是監測其他國家的地形地貌，因為無人機十分小巧，同時超低空飛行快速飛行難以被雷達發現，實現非法戰略偵查的目的，然而目前已知的美國無人機技術都是幾年前的水平，現在發展現狀無人知曉。澳大利亞將無人機裝載全球鷹四通，對其海洋實現快速的監管。同時利用GPRS技術實現無人機進行遠程控制，相應的速度極快，是一項重要的戰略偵查手段。

1.2 我國的無人機發展現狀

我國無人機發展現狀出現兩種情況，一種為軍用式無人機，另一種為民用無人機。軍用無人機這幾年發展格外神秘，但是可以保證的是我國的軍用無人機絕對不比西方發達落后，在幾年前重要在軍事裝備大會展示的軍用無人機，就讓全世界震驚。另一方面，懸臂式無人機發展也十分迅速，懸臂式無人機的技術受制于電池技術，和遠程遙控技術，但是能夠免租城市測繪的需求，一般懸臂無人機的巡航時間能夠達到60分鐘，已經可以滿足測繪的基本需求，同時配合高清數字相機技術，我國的城市測繪工作利用無人機開展的十分順利。

在國內我國無人機的有關企業，發展規模較大的為極飛科技，但是該公司主要生存居民娛樂的無人機，對于測繪式無人機涉及甚少。所以很多測繪部門依靠先進無人機框架，進行改造，在無人機上增加高清攝像系統，實現高清晰拍照和攝像。同時我國測繪研究院已經著手研究能夠遠距離、多用途的搖臂式無人機。在2009年我國曾想很多省市區派發了一批先進的無人機技術，該無人機僅中5kg，但是續航時間高達90分鐘，續航時間是現在居民無人機的1.5倍，同時它搭配的是光學相機，采用佳能的拍照技術，圖片質量有很高的保證。這款無人機放在現在的水平也可以說是先進的。我國的無人機技術正在以極快的速度發展，無人機測繪將來一定會取代傳統測繪車輛的位置，幫助衛星測繪，提高我國測繪水平。

2、無人機低空城市測量的特點及優勢

無人機采用超高分辨率相機技術，有的則采用光學照相機作為攝像的裝置，所以成像效果很好，航空測繪不同的是，無人機的拍攝角度更好，能夠拍攝到道路的坡度因素，而在衛星拍照中，地面坡度時很難被捕捉的一個方面，所以無人機的圖像更加直觀和方便，所以現在的城市測繪發展為以衛星圖像為主，無人機起到重要輔助作用，無人機測繪時衛星促會不能夠確實的一個重要的方面，無人機在具體測繪主要有以下幾個優勢：

2.1 操作簡單，安全性較高

無人機操作靈活，測繪工作一般采用懸臂式無人機，這種無人機能夠進行空中懸停，垂直向上，垂直下降，所以操作簡單方便，無人機的質量較輕，同時飛行高度一般在20米以下，就算出現意外，也不會造成較大的人員受傷，安全性很高。

2.2 低空作業，影像清晰

無人機在高空作業所以就算在烏云的條件下依舊可以使用，相比較飛機和衛星測繪，容易受到云層的干擾，低空作業的無人機較為方便，同時低空能夠從建筑的多個角度進行拍攝，能夠拍攝到很多倍建筑物遮擋的一部分情況。電子攝像技術相位方便，按照防抖裝置后，利用連拍可以拍攝長距離的樣片，資料整體性較好。

2.3 具有周期短、效率高等特點

對于面積較小的大比例尺地形測量任務（10～100km2，受天氣和空域管理的限制較多，大飛機航空攝影測量成本高；而采用全野外數據采集方法成圖，作業量大，成本也比較高。而將無人機遙感系統進行工程化、實用化開發，則可以利用它機動、快速、經濟等優勢，在陰天、輕霧天也能獲取合格的影像，從而將大量的野外工作轉入內業，既能減輕勞動強度，又能提高作業的效率和精度。

3、無人機低空攝影測量影像數據的處理流程

無人機低空攝影測量影像數據處理主要完成影像數據獲取后對影像進行參數精化與DEM/DOM制作的任務，。低空遙感平臺數據采集完畢后，首先將影像數據與GPS/POS數據等從數據采集平臺中下載下來，經過簡單的數據組織整理后，處理系統對影像數據進行智能匹配處理，匹配影像之間的連接點用于光束法區域網平差處理，在引入控制數據后進行GPS/POS等輔助的區域網平差解算，得到精確的影像內外方位元素。在精確內外方位元素的引導下，利用密集匹配技術匹配獲取密集的三維DSM點云數據。

結束語

無人機在城市測繪工作是無人機應用的一個重要的方面，無人機逐漸從飛行模型逐漸演變成能夠實現多種用途新興高科技技術，無人機在國外主要被用于軍事設備的研發，而中國在兩個方面都進行了研究，一方面抓緊軍事用途無人機的研發，另一方面對民用懸臂式無人機也十分重視，用于城市的測繪是民用的一個重要方向，無人機的優點包括，圖像清晰度高，能夠反映地面坡度，能夠進行控制懸停，操作性較為簡單，同時工作的周期性較好，能夠很好的完成城市測繪工作。無人機技術在城市測繪后還可以用于城市交通、行政執法等多種方面。無人機技術的前景十分廣闊。

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