无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景探讨 刘坤生

无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景探讨刘坤生

发表时间：2018-09-12T16:24:23.613Z 来源：《基层建设》2018年第22期作者：刘坤生梁宗兵

[导读] 摘要：本文从无人机低空航测技术发展现状入手进行分析，就这一技术在城市测绘保障工作中的应用前景进行了探讨。

甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院甘肃省酒泉市 735000

摘要：本文从无人机低空航测技术发展现状入手进行分析，就这一技术在城市测绘保障工作中的应用前景进行了探讨。

关键词：无人机低空摄影测量；城市测绘保障；应用前景

引言

无人机航摄技术在当前得到了迅猛发展，将其与测量技术手段结合在一起就能够为很多具有测量难度的工作提供技术保证，在城市测绘工作中，由于很多角落或者地形复杂区域的测绘难度大，使用无人机低空摄影测量可以提升其测绘的效率与质量。

1 无人机低空摄影测量技术发展现状

伴随无人机低空摄影测量技术日趋成熟，无人机低空摄影测量技术逐一渗透至各个领域，例如：海洋遥感、精确农业及森林火灾等，甚至有西方发达国家将全球鹰与成像SAR 技术相结合应用于海洋监测研究领域。从可见光遥感角度来看，西方发达国家无人机低空摄影测量普遍搭载高精度POS 技术大大提升其自动化程度降低地面控制数量，但是受成本投入因素的限制，国内无人机低空摄影测量尚不存在搭载高精度POS 的例子。同时，我国多家单位对于无人机低空摄影测量技术开展深入技术研究现已累积一定技术经验，例如：以西安某测绘企业为例自主设计多套无人机遥感系统，现已实现获取城市地区高分辨率色彩影像。

一般说来，无人机属于低空飞行状态其飞行高度不低于50米不超过1000 米，是近景航空摄影测量技术，并且其摄影精度达到亚米级要求且精度范围处于0.1 米至0.5 米间符合1:1000测图要求，完全满足城市建设精细测绘要求。同时，无人机低空摄影系统成本低廉且耗损较少，尤其是对于系统保养及系统维修方法较为便捷，不需要修建起降机场，并且操作人员培养周期较短，是目前将测量与摄影有机结合的航摄技术，初步实现以测绘需求为出发点进行航摄飞行作业。此外，加大对于无人机遥感系统工程化研发的重视程度，对于立足其经济性、高效性及机动性优势实现阴雨雾霾天获取合格影像数据具有显著价值作用。

无人机低空摄影测量技术以获取高分辨率数字影像为主要目标以无人机为飞行平台以高分辨率数码相机为传感器系统集成应用3S 技术获取强现势性、大比例尺、真色彩及小面积航测遥感数据。同时，无人机低空摄影测量能快速获取处理基础性地理数据，为制作区域测绘影像、正射影像及地面模型提供直观可靠便捷的数据支持，并且无人机低空摄影测量不受气候条件及空中管制的影响实现恶劣气候条件获取影像数据，具有机动灵活性较高等鲜明特点。即便无人机设备发生故障，不存在出现人员伤亡事故的可能性，安全性较高。此外，无人机能云下超低空飞行弥补卫星光学遥感及普通航空摄影技术的不足。

2 城市测绘保障应用无人机低空摄影测量技术的前景

与其他航测技术相比，无人机低空摄影测量系统具有分辨率高、视角宽及续航时间长等鲜明技术特点及机动灵活、操作方便、自动化水平高及低成本等应用优势，适用于高分辨率低空近景摄影测量，尤其是重点区域及高危区域遥控航摄，不止是负责百平方千米量级测区1:500 至1:10000 大比例尺测图任务最为经济的技术手段，更是满足用户高效率、高分辨率及时效性测绘应急保障任务需求的航摄技术[5]。同时，无人机低空摄影测量具有现势性高、面积小、比例尺大及像素清晰等鲜明特点，是卫星遥感技术及普通航空摄影不可或缺的补充技术。无人机低空摄影测量不止能为DLG 产品、高精度DEM 格网、制作重点地区正射影像及生产大比例尺影像地图提供高分辨率清晰影像数据源，更能满足城市信息化建设获取大比例尺基础性地理空间数据的需求。同时，受技术水平限制，无人机低空摄影测量技术数据处理存在低空飞行器影像重叠度规则不足、倾角过大、像片数量过多及像幅过小等问题难以实现配准及选取影像匹配全自动连接点。近几年来，在影像匹配技术、自动空三技术及海量影像数据处理技术日趋成熟的大背景下，无人机低空影像数据处理软件类型不断丰富，例如：Inpho 系统、PixelFactory 系统及DPGrid 系统等，初步实现自动化数据处理。伴随建设信息化城市进程不断深化，全新规划及实施改造的城区对于所处区域及影响范围内强现势性、高分辨率、大比例尺及高精度网格数字测绘产品较为缺乏。虽然已发射高分辨率卫星影像分辨率达到0.5 米级，但是无法满足1:500至1:12000 大比例尺成图要求，而无人机低空摄影测量技术侧重于为重点区域提供数字线划图DLG、数字栅格图DRG、高精度数字高程模型DEM、正射影像DOM 及高分辨率航摄像片等测绘产品。同时，由于无人机低空摄影测量技术所获取影像分辨率高，经摄影测量处理后正射影像已成为处理应急指挥任务及规划任务的一手资料，并且应用无人机低空摄影测量技术能获取城市及重点区域多角度高分辨率遥感影像，切实解决普通航摄技术及地面摄影技术无法拍摄的死角问题。

此外，值得注意的是，在城市测绘工作过程中，三维建模技术的应用也是一大热点。以基于倾斜摄影与3ds Max 插件开发技术的建筑物快速建模为例，首先把获取的影像进行空中三角量测，进一步获取高精度的外方位元素；然后，由3ds Max 插件，以所提供的外方位元素为依据，同时结合共线方程，使基于倾斜影像的建筑物多片立体量测得到有效实现，进一步把所测得的数据输入到3ds Max 平台，使三维模型得到有效生成；完成上述作业之后，以三维信息为依据，将模型每个面在影像上相应的最优化纹理信息提取出来，然后使纹理自动映射得到有效实现，最终输出模型。

结束语

总之，作为新型摄影测绘技术，无人机低空摄影测量技术具备经济性、快速性、灵活性及机动性等应用优势，是负责百平方千米量级测区大比例尺测图任务最为经济高效的技术方法，能满足城市建设高分辨率、高效率及准确性测绘保障任务的需求，对于城市测绘保障具有不可比拟的积极作用，为加快城乡一体化建设进程及建设智慧型城市、数字化城市作出杰出贡献。

参考文献

[1]付帅. 测绘保障中无人机低空摄影测量的应用[J]. 世界有色金属,2017(02):175-176.

[2]王小军. 城市测绘保障中无人机低空摄影测量的应用与前景[J]. 低碳世界,2017(20):47-48.

[3]曹强. 城市测绘保障中无人机低空摄影测量的应用前景[J]. 工程建设与设计,2017(20):217-218.

[4]林波. 无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景分析[J]. 烟台职业学院学报,2017,23(03):75-77.