文/毛亞洲 長沙市規(guī)劃勘測設計研究院 湖南長沙 410007

遙感無人機在城市規(guī)劃中的應用體會

文/毛亞洲 長沙市規(guī)劃勘測設計研究院 湖南長沙 410007

隨著我國城市化進程的不斷加速，各地基礎工程建設項目不斷增加，而進行基礎工程建設，首先應當進行地形測量和工程測量，這也是當前城市規(guī)劃測量的重要組成內(nèi)容。遙感無人機航測技術(shù)是近幾年新發(fā)展起來的一項航空遙感技術(shù)，其在國土資源監(jiān)測﹑城市規(guī)劃測繪以及工程測量等方面的應用越來越廣泛。本文結(jié)合筆者相關(guān)工作經(jīng)驗，主要對遙感無人機在城市規(guī)劃測繪中的應用展開探討。

遙感無人機；城市規(guī)劃測繪；航測技術(shù)

遙感無人機最突出的優(yōu)勢便是能空中懸停和垂直起降，工作時既不受場地的限制，也能夠獲取比較清晰﹑直觀﹑準確的影像信息，因此在城市規(guī)劃測繪工作中得到了重用。

一、遙感無人機航測技術(shù)的發(fā)展

進入21世紀之后，數(shù)字信息技術(shù)和計算機智能技術(shù)得到了長足發(fā)展，并且它們在航天﹑廣播電視以及測量測繪等諸多行業(yè)中的應用越來越廣泛，隨著無人航空器在微型化方面取得重大突破，遙感無人機航測終于從夢想變成了現(xiàn)實。

遙感無人機具體指的是由無線電遙控設備或者是自身程序控制裝置進行遠距離操控且無人駕駛的小型飛行器，其最早出現(xiàn)在上世紀二十年代，當時作為訓練的靶機來使用。

近年來，隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，自主導航設備更趨低廉化和微型化，再加上無人機制造技術(shù)的不斷成熟，使得遙感無人機在民用領(lǐng)域內(nèi)被推廣開來。與此同時，攝像技術(shù)的高速發(fā)展使航測走向了數(shù)字化發(fā)展道路，數(shù)碼攝影器材的重量和體積大幅度減小，如今5000萬像素的數(shù)碼相機重量不超過1kg，普通民用遙感無人機的重量也不過幾十千克，數(shù)碼攝影設備和遙感無人機的完美結(jié)合。

二、遙感無人機航測的關(guān)鍵技術(shù)

（一）無人機飛行控制技術(shù)

遙感無人機作為一種微型飛行器，在飛行過程中不僅容易受到自身物理特性的限制，同時還容易受到氣流﹑雷雨等外部環(huán)境的干擾，所以說飛行控制技術(shù)在確保無人機安全性﹑穩(wěn)定性方面至關(guān)重要。遙感無人機的飛行控制系統(tǒng)包括姿態(tài)控制﹑高度控制和位置控制三大部分。姿態(tài)控制主要由加速度計﹑陀螺儀以及磁強計輸出的加速度﹑角速度﹑磁強信息融合等獲得的姿態(tài)估計反饋信息，然后對反饋信息實施計算并輸出三個姿態(tài)控制參量，最終由姿態(tài)控制參量參與轉(zhuǎn)速分配以完成姿態(tài)控制；高度控制主要包括對無人機爬升速度和高度的控制，具體通過GPS﹑加速度計﹑超聲測距傳感器﹑氣壓計數(shù)據(jù)等控制旋翼轉(zhuǎn)速實現(xiàn)高度控制；而位置控制主要是對無人機速度和位置進行控制，其通過GPS和光流傳感器獲取無人機速度﹑位置信息，進而完成位置控制。

（二）機載攝影測量技術(shù)

當前遙感無人機搭載的攝影測量設備多為高像素的數(shù)碼攝影設備，其成像質(zhì)量決定了測量的準確性，是無人機城市測量系統(tǒng)最為核心的技術(shù)。除了獲取高精度的影像信息之外，為全面提升測量的精度，其中的多傳感器和多維度數(shù)據(jù)融合技術(shù)也是非常重要的。

（三）無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

在城市規(guī)劃測繪中，遙感無人機需要傳輸航拍信息﹑各類傳感器收集到的信息以及飛行姿態(tài)信息等，對于那些時效性要求較低的數(shù)據(jù)信息可以儲存到大容量存儲器中，但時效性較高的影像信息必須進行實時傳輸，從而更好地對遙感無人機進行調(diào)節(jié)控制。目前，遙感無人機的無線數(shù)據(jù)傳輸主要依賴機載的無線數(shù)字傳輸設備，隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也越來越來先進﹑穩(wěn)定。

三、遙感無人機在城市規(guī)劃測繪中的應用

（一）在城市自然災害測繪中的應用

目前，國內(nèi)的遙感無人機具備良好的航攝遙感技術(shù)，在確保測繪質(zhì)量的同時，操作起來也比較簡便，能夠適用于測繪時間緊張且航攝時效性要求較高的測繪工作。由于遙感無人機的航攝遙感技術(shù)可以提供及時﹑準確的信息，所以應用到自然災害測繪中，能夠及時了解災情的具體情況，然后制定針對性﹑科學性的救災計劃。通過具體實踐可知，遙感無人機在監(jiān)察秸稈焚燒情況時，能夠獲取比較清晰的正射影像和相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，也能夠有效對焚燒的面積﹑具體位置和災情情況進行實時監(jiān)控。

（二）在城市復雜地理環(huán)境測繪中的應用

由于遙感無人機可以在空中懸停和低空飛行，所以其在城市測繪中具有較高的靈活性，并且其對起降場地的要求并不高，操作流程相對也比較簡單，因此其在測繪領(lǐng)域中應用范圍較為廣泛，尤其適用于地理環(huán)境較差的測繪工作，比如說丘陵地帶的地形測繪﹑城市大型建筑群落的監(jiān)控測繪以及林場的測量測繪等等工作。

（三）在城市各種圖像信息采集中的應用

遙感無人機具有較高的分辨率，可以達到0.1m～0.5m左右，這與大型有人駕駛飛機和衛(wèi)星攝像相比具有較大的優(yōu)勢，并且遙感無人機航攝技術(shù)對采集數(shù)據(jù)的處理速度比較快﹑效率比較高，因此常被應用于城市各種圖像信息的采集工作。比如說，城市地形圖測量測繪﹑城市道路航測﹑山區(qū)地理環(huán)境監(jiān)測﹑城市土地開發(fā)使用情況監(jiān)管等。

（四）在城市多任務和跨區(qū)域測量工作中的應用

目前遙感無人機所采用的航攝技術(shù)囊括了導航控制系統(tǒng)﹑定點曝光攝影等先進技術(shù)，裝載有高精度的相機和地理掃描儀，能夠?qū)τ跋駭?shù)據(jù)進行高效﹑精確的處理。隨著無人機供電系統(tǒng)﹑飛行控制系統(tǒng)以及云臺增穩(wěn)系統(tǒng)的進一步完善，無人機的續(xù)航能力﹑飛行穩(wěn)定性和抗干擾能力顯著提高，這為其完成多任務跨區(qū)域測量工作奠定了堅實的基礎。比如說城市道路﹑河道等基礎工程的監(jiān)控與測量，城市橋梁測量測繪，地籍測量及舊城改造等等復雜﹑工作量較大的任務均能夠采用無人機航攝完成。

結(jié)語：

總的來說，遙感無人機已成為當前測繪領(lǐng)域極為重要的組成部分，其為測繪應急工作提供了技術(shù)保障，成為了城市緊急測量測繪工作的一項重要設施。在此，也希望有更多的業(yè)內(nèi)人士和相關(guān)研究人員積極參與到遙感無人機的探討中來，為促進遙感無人機航攝技術(shù)的應用與發(fā)展而共同努力。

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