周 琦 趙云貴 李睿鑫

寧波冶金勘察設(shè)計(jì)研究股份有限公司 浙江 寧波 315100

引言

近年來，我國無論是科學(xué)技術(shù)水平還是經(jīng)濟(jì)均處于高速發(fā)展的時(shí)期，而且各個(gè)類型的設(shè)施建設(shè)也都達(dá)到了前所未有的高度，而為了能夠進(jìn)一步推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展，就必須要做好測繪工作，只有通過測繪工作，提前準(zhǔn)備好相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，從而為建筑工程的質(zhì)量提供確切的保證。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，無人機(jī)遙感測繪技術(shù)也隨之產(chǎn)生，其不僅具有機(jī)動(dòng)性與靈活性，同時(shí)也能夠有效地降低測繪工作的成本，提高測繪的精準(zhǔn)度，也正是因?yàn)檫@點(diǎn)，而被廣泛地應(yīng)用到我國的工程測量工作中。

1 無人遙感技術(shù)在測繪工程測量應(yīng)用中的優(yōu)勢

1.1 監(jiān)測效率高 對(duì)于遙感技術(shù)而言，保證監(jiān)測效率是十分重要的一點(diǎn)。如果不能夠在第一時(shí)間處理發(fā)生的緊急事件或者狀況，就會(huì)容易造成不好的社會(huì)影響和惡劣的結(jié)果。然而對(duì)比其他手段，無人機(jī)遙感技術(shù)就有監(jiān)測效率高的優(yōu)勢。因此，利用無人機(jī)遙感技術(shù)，就能夠第一時(shí)間對(duì)緊急事件或者狀況進(jìn)行有效處理。最終就能夠提高處理事件的效率，提高監(jiān)測效率，同時(shí)還能改善處理的結(jié)果。

1.2 檢測尺度大、宏觀性強(qiáng) 因?yàn)闊o人機(jī)飛行的高度比極高，能夠?qū)Σ煌姆秶c區(qū)域進(jìn)行有效的監(jiān)測。比如，如果無人機(jī)在進(jìn)行高空飛行中，能夠完成大面積的檢測。如果無人機(jī)進(jìn)行低空飛行時(shí)，雖然檢測的范圍有所變小，但是精準(zhǔn)度卻有所提高。同時(shí)，也可以根據(jù)工作量的實(shí)際需求使用無人機(jī)遙感技術(shù)。如果測繪工作量比較大，則可以使用多臺(tái)無人機(jī)進(jìn)行同時(shí)檢測，從而大范圍、快速地完成檢測任務(wù)。此外，無人機(jī)遙感也能夠利用光譜分析技術(shù)，獲取到大量的數(shù)據(jù)信息，從而為工程測繪工作的開展提供基本的依據(jù)。

1.3 融合性比較強(qiáng) 無論是無人機(jī)遙感技術(shù)，還是其他傳的測繪統(tǒng)技術(shù)，只是運(yùn)用單一的遙感技術(shù)，在監(jiān)測目標(biāo)的時(shí)候就會(huì)很容易出現(xiàn)一些漏洞。只有將不同的遙感系統(tǒng)相互結(jié)合才能夠起到取長補(bǔ)短的效果，同時(shí)，遙感技術(shù)應(yīng)用的有效性也得到了保證。不同的系統(tǒng)相互應(yīng)用，能夠解決系統(tǒng)中存在的不同問題，也能夠發(fā)揮不同系統(tǒng)的優(yōu)勢。因?yàn)闊o人機(jī)遙感技術(shù)的融合性高，能夠很好的與其他系統(tǒng)結(jié)合，所以它的應(yīng)用效果就能夠得到很好的提高。

2 城市綠地變化監(jiān)測

2.1 城市綠地制圖 無人機(jī)遙感則為準(zhǔn)確提取和繪制城市微觀尺度的土地覆被類型提供了技術(shù)方法。由于能夠在低海拔獲得超高分辨率的圖像，在高度異質(zhì)的城市植被制圖方面具有巨大的潛力。近年來越來越多的傳感器與相機(jī)設(shè)備朝著小型集約化發(fā)展，無人機(jī)甚至已經(jīng)能夠搭載多光譜相機(jī)、高光譜相機(jī)、熱紅外相機(jī)、可見光相機(jī)等多個(gè)小型設(shè)備完成飛行任務(wù)，得到包含多重信息的植被二維數(shù)據(jù)，獲得特定區(qū)域的超高精度綠地分布圖。此外，還可以通過不同的解譯算法與數(shù)據(jù)分析方法提高圖像分類精度。

2.2 更好的應(yīng)對(duì)突發(fā)事件 利用常規(guī)的測量方法，往往不能在地震、海嘯等強(qiáng)自然災(zāi)害發(fā)生后有效地進(jìn)行測量。并且由于常規(guī)的測量方式測量周期比較長，并不能做到實(shí)時(shí)的監(jiān)控。在海嘯發(fā)生之后再去處理，就會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p壞，環(huán)境條件十分惡劣，同時(shí)，由于天氣多變，傳統(tǒng)的測量方法無法進(jìn)行。如果要用載人航空遙感系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，很容易對(duì)飛行人員造成生命危險(xiǎn)。這樣得去的實(shí)時(shí)影像就無法有效獲得，災(zāi)區(qū)的救助工作沒辦法順利進(jìn)行。然而，利用無人機(jī)遙感技術(shù)，就可以有效避免以上問題的發(fā)生。通過應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以很快的進(jìn)入災(zāi)區(qū)，實(shí)時(shí)監(jiān)控得去的情況，向工作人員反饋有效信息。工作人員就可以根據(jù)實(shí)時(shí)的信息制定有效方案，為后續(xù)救災(zāi)工作的有序展開奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 監(jiān)督分類法提取綠地信息 要從圖像中選取所有要區(qū)分的各類地物的樣本，用于訓(xùn)練分類器(建立判別函數(shù))。最大似然監(jiān)督分類的總體精度可達(dá)到85%左右，Kappa系數(shù)為0.8左右，也比較高。但是對(duì)于城市綠地提取來說，植被的制圖精度為60%左右，漏分誤差可達(dá)40%。也就是說事實(shí)上有40%的綠地被錯(cuò)誤的分到了水體、濕地、建筑物等類別中去了。

2.4 綠地災(zāi)害監(jiān)測 無人機(jī)遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)城市綠地的遠(yuǎn)程監(jiān)控與災(zāi)難的后續(xù)詳細(xì)調(diào)查，可以到達(dá)并評(píng)估從地面無法到達(dá)或看到的樹木區(qū)域。N?si等對(duì)比研究了基于高光譜成像技術(shù)的無人機(jī)和飛機(jī)兩種系統(tǒng)對(duì)單個(gè)樹木水平上評(píng)估樹皮甲蟲對(duì)挪威云杉樹的危害的可行性，結(jié)果表明基于無人機(jī)的低成本遙感技術(shù)顯示出更高的準(zhǔn)確度。Zhang利用無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)日本虎杖入侵物種分布及生境條件進(jìn)行空間分析，實(shí)例證明，無人機(jī)對(duì)于單獨(dú)的樹木或種群調(diào)查與植物入侵昆蟲和病原體等流行病的快速檢測是有效的。Kulhavy等利用微小型無人機(jī)評(píng)估了52棵樹的樹干狀況、生長情況、樹冠結(jié)構(gòu)、昆蟲和疾病、樹冠發(fā)育情況和預(yù)期壽命等6個(gè)變量。此外無人機(jī)攝影測量還能夠用于林火監(jiān)測，識(shí)別林火點(diǎn)和受災(zāi)范圍等。

結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前無人機(jī)遙感在城市綠地研究中的應(yīng)用仍相對(duì)零散，研究方面涉及城市綠地信息提取、變化監(jiān)測和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等方面，多為城市綠地信息提取方面的技術(shù)性應(yīng)用。研究成果相對(duì)成熟，技術(shù)操作性強(qiáng)，提取方式多樣，可用于繪制高精度的城市綠地植被覆蓋分類圖，提取城市綠地覆蓋度變化和綠地分布信息，獲取綠地中單個(gè)樹木或林分尺度的三維結(jié)構(gòu)特征等。