■冶海龍

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

淺談無人機械低空攝影測量發(fā)展前景

■冶海龍

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

無人機低空航拍遙感測量具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢性的優(yōu)點，是衛(wèi)星遙感與普通航空攝影不可缺少的補充，尤其是在預(yù)防與應(yīng)對自然災(zāi)害方面有著明顯優(yōu)勢。介紹了無人機低空航拍遙感系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)獲取和處理過程，對地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、應(yīng)急救援和災(zāi)情評估工作中無人機航拍遙感可提供的應(yīng)用進行了分析。根據(jù)地震救援實踐表明，在災(zāi)害應(yīng)急和復(fù)雜地形條件下，使用無人機低空航拍遙感進行實地數(shù)據(jù)采集和信息提取，能夠為決策者提供第一手資料，從而最大限度地減少損失。

無人機低空攝影測量發(fā)展前景

城市綠化遙感測定，是通過現(xiàn)代測繪及遙感影像提取技術(shù)，采用GIS分析軟件，對城市中綠地情況進行實時動態(tài)監(jiān)測，其結(jié)果是評價城市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的重要依據(jù)，并對研究和規(guī)劃城市未來發(fā)展方向有著重要意義。按照城市綠化遙感測定相關(guān)規(guī)程規(guī)定，首先必須獲得最新相關(guān)城市地區(qū)高分辨率影像，一幅高精度、時效性強、便于獲得的高分辨率影像，對縮短城市綠化遙感測定工作周期，提高最終成果精確度有著決定性的幫助。目前，對于高分辨率空間數(shù)據(jù)的獲取渠道仍然局限于外界采購，例如外國遙感衛(wèi)星影像、大飛機航拍等。但是因衛(wèi)星受回歸周期、高度等因素影響，分辨率和時相難以保證；載人飛機受空域管制和氣候等影響較大，同時使用成本比較高。因此，不受場地條件制約，又有較高精度、低成本的無人機低空攝影測量技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和前景。

1　無人機攝影測量

1.1無人機低空攝影的作業(yè)流程

無人機攝影測量一般一個小組配備3-5人左右即可，在航拍結(jié)束以后必須對數(shù)據(jù)進行檢查，檢查合格后可進行后續(xù)影像處理工作。

1.2無人機低空攝影測量的優(yōu)缺點

無人駕駛航空飛行器遙感平臺為我們處理應(yīng)急事件時提供了一種新的技術(shù)途徑?？梢栽诙虝r間內(nèi)實現(xiàn)對特定區(qū)域內(nèi)目標的影像實時獲取、空中偵察與搜索、環(huán)境監(jiān)測、污染地區(qū)空中監(jiān)測等多種載人機及衛(wèi)星無法完成或不易完成的任務(wù)。相對其他遙感測量手段，無人機測量的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

①精度高：無人機為低空飛行器，其飛行高度一般在50m-1000m之間，屬于近景航空攝影測量，測量精度可以達到亞米級，生成的影像精度范圍在0.1m-0.5m。

②時效性強：無人機靈活機動，在前期準備充分的情況下，獲取影像可以在一到兩天內(nèi)完成；同時，受空中管制和氣候因素的影響也很小，具有很強的實時性。

③受天氣影響少、自動化程度高、成本低:無人機一般的作業(yè)高度在云層以下，受天氣影響?。煌瑫r不需要專業(yè)飛行員，起飛以后按事先設(shè)計好的航帶自動飛行，且飛行設(shè)備和攝影設(shè)備比較便宜。

④靈活、安全：不需要專業(yè)的起降場地，飛行前準備時間短、操作簡單，可以靈活使用；能夠在對人有生命危險的惡劣環(huán)境下直接獲取影像，即便出現(xiàn)設(shè)備故障，也不會威脅到人身安全。

⑤高分辨率、多角度:無人機一般攜帶了高精度數(shù)碼成像設(shè)備，具備垂直與傾斜攝影的能力，不但能豎直拍攝獲取平面影像，還能低空多角度攝影獲取建筑物多面高分辨率紋理影像，解決了衛(wèi)星遙感獲取城市建筑物時高層建筑遮擋的問題。

3　無人機低空攝影測量影像數(shù)據(jù)的處理流程

低空遙感平臺數(shù)據(jù)采集完畢后，首先將影像數(shù)據(jù)與GPS/POS數(shù)據(jù)等從數(shù)據(jù)采集平臺中下載下來，經(jīng)過簡單的數(shù)據(jù)組織整理后，處理系統(tǒng)對影像數(shù)據(jù)進行智能配處理，匹配影像之間的連接點用于光束法區(qū)域網(wǎng)平差處理，在引入控制數(shù)據(jù)后進行GPS/POS等輔助的區(qū)域網(wǎng)平差解算，得到精確的影像內(nèi)外方位元素。在精確內(nèi)外方位元素的引導(dǎo)下，利用密集匹配技術(shù)匹配獲取密集的三維DSM點云數(shù)據(jù)，并對DSM點云進行濾波與分類處理剔除房上點、樹上點得到DTM點云，內(nèi)插獲取規(guī)則格網(wǎng)的DEM成果。然后對影像進行輻射空三處理與顏色改正，利用DEM與影像參數(shù)進行影像的正射糾正處理，利用快速鑲嵌方法可獲取滿足應(yīng)急要求的DOM鑲嵌成果，利用智能鑲嵌，并對影像進行編輯檢查獲取滿足高質(zhì)量要求的DOM成果。

4　無人機低空攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景

無人機低空攝影測量具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢性的優(yōu)點，是衛(wèi)星遙感與普通航空攝影不可缺少的補充。可為城市中心和規(guī)劃區(qū)域的大比例尺影像地圖生產(chǎn)、正射影像制作、數(shù)字高程模型的生產(chǎn)和DLG產(chǎn)品提供高分辨率清晰影像數(shù)據(jù)源，可對重點區(qū)域和設(shè)施實施應(yīng)急保障和三維數(shù)字建模，同時，可對重點關(guān)注區(qū)域進行動態(tài)變化監(jiān)測，滿足城市信息化建設(shè)對各類型尤其是大比例尺高分辨率基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的需求。同時，在一些自然災(zāi)害（地震、洪災(zāi)等）發(fā)生時進行的測繪活動，因環(huán)境惡劣，不僅要考慮儀器設(shè)備的安全，更要考慮人員的安全，如果用傳統(tǒng)的遙感與有人飛機航空拍攝，將極難實現(xiàn)或因耗費過高而產(chǎn)出極低。無人飛行器低空航空攝影測量系統(tǒng)的出現(xiàn)則為我們提供了高空間、時間分辨率遙感數(shù)據(jù)獲取的新思路。隨著無人飛行器低空航空攝影測量系統(tǒng)在抗風(fēng)能力、姿態(tài)穩(wěn)定度、續(xù)航時間等方面的提高及其與高精度GPS集成的實現(xiàn)，該系統(tǒng)將成為高空間、時間分辨率遙感數(shù)據(jù)獲取的可靠手段。

5　結(jié)語

近年來，城市建設(shè)與規(guī)劃、國土資源監(jiān)測、精確農(nóng)業(yè)、自然災(zāi)害期間空間信息數(shù)據(jù)的實時獲取以及災(zāi)情評估與災(zāi)后重建等對大比例尺數(shù)據(jù)的要求日益迫切。上述行業(yè)的應(yīng)用不僅要求影像數(shù)據(jù)具有更高空間分辨率，有的更要求其具有高時間分辨率。例如，城市建設(shè)監(jiān)測與農(nóng)作物生長監(jiān)測中通常需要按月獲取數(shù)據(jù)；國土資源監(jiān)測要求分季度提交數(shù)據(jù)；而對于突發(fā)的災(zāi)情則需要快速反應(yīng)，及時獲取信息，實時把握災(zāi)情狀況，快速、正確地做出救災(zāi)抗災(zāi)之決策。

［1］汪沛，羅錫文，周志艷，臧英，胡煉.基于微小型無人機的遙感信息獲取關(guān)鍵技術(shù)綜述［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，18：1-12.

［2］唐晏.基于無人機采集圖像的植被識別方法研究 ［D］.成都理工大學(xué)，2014.

［3］李明慈.微型無人機攝影測量數(shù)據(jù)處理研究 ［D］.北京建筑大學(xué)，2015.

P2［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-211-1