浅谈无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景

浅谈无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景

阮怀婷

广州市城市规划勘测设计研究院510060

摘要：在城市测绘中，无人机低空摄影技术起到了很大的作用，对测绘工作提供了很大的方便，而普通的航空摄影存在很多不足。本文介绍了无人机低空摄影测量的现状和优点，以及城市测绘保障中，这项技术的处理流程及应用。

关键词：无人机；低空摄影；测量；城市测绘；应用

随着科学技术的进步，我国在无人机的技术方面也逐渐的成熟，在各个领域中，都能看到无人机的身影，无人机低空摄影是一项新型的技术，出现的时间不长，由于这项技术的出现，大大促进了城市测绘，不仅提供了相应的保障，还提高了城市测绘的水平。

一、无人机低空摄影测量的发展现状

现阶段，在导航、测量等方面，无人机技术逐渐实现了多功能，无人机不再被视为做靶机，而是担任了重要的角色，通过无人机技术，摄影与测量相结合，主要有俩种测量方式，一种是飞机测量，另一种是航天测量，比起航天测量，无人机的低空测量表现出了明显的优势，不仅成本低，而且更灵活，效率高且是速度快，特别是测量小面积的区域，该项技术非常适合，它可以通过较短的时间，得到准确的图像，并且图像的分辨率良好，在城市测绘中，无人机测量是首选的方式。

据相关数据证明，如今，在全世界，大约32个国家展开了无人机的研究，掌握无人机技术的使用方法的国家约为40个，这都证明了无人机的国际地位，利用无人机低空摄影技术，可以提升一个国家的国际地位，以及综合实力，比起发达的国家，我国对于无人机的应用还比较局限，国外一些发达的国家早就实现了无人机的海洋监测，在森林火灾方面也得到了良好的应用，我国在这方面比较落后，应对无人机低空摄影测量进行深入的研究，有效的拓展该技术的应用领域。

图1：无人机低空摄影测量影像数据处理

二、无人机低空摄影测量的优点

（一）影像分辨率更高

对于普通的航空摄影，或者是卫星摄影，在拍摄影像的过程中，会受到云层的干扰。如果遇到云层时，就会受到云层的遮挡，进而影响影像的效果。但是，无人机能够进行低空飞行，通过无人机低空摄影测量技术的应用，在获取的影像资料时，不仅不会受到云层的影响，还具有较高的影像分辨率。不仅如此，对于普通的航空摄影技术，以及遥感技术而言，其在获得相应的影像资料时，高层建筑也是一个重要的影响因素，而对于无人机低空摄影测量技术，可以避开这些因素，从不同的角度对建筑物进行拍摄，由于该技术的优势，其应用的范围在逐渐的扩大。

（二）操作便捷

比起其他的测量技术，无人机低空航摄在操作方面相对的简单，对于操作人员也没有较高的专业要求。而且，应用这项技术的成本比较经济，在系统的维修方面，保养方面都有着一定的优势。通过无人机这项技术的使用，相关人员的工作压力得到了明显的降低，这就有效降低了操作事故的出现。对于城市测来说，通过无人机低空摄影测量技术的应用，不仅能满足测绘工作的一些需求，还能加快城市化的进程，促进城市发展。

（三）精度高

无人机的飞行高度能达到50米到1000米，而且，摄影测量度也达到了亚米级，在实际的测量中，其测图的精度可以达到1:1000。其他的技术很难做到这点，城市测绘的工作对于测绘的精度具有较高的要求，而应用无人机低空摄影测量技术，则可以达到实际测绘的标准。

（四）安全、灵活

由于无人机具有安全、灵活的特征，无人机低空摄影测量技术也继承了这些优点。无人机在实际运行的过程中，环境不会对其运行产生很大的影响，气候等因素的影响也微乎其微的。由于无人机具有灵活的特点，使得该项技术可以满足人们的实际需求，拍摄相应的影像。无人机是无人驾驶的，即使发生故障，也不会出现人员伤亡事故，所以，应用该项技术进行城市测绘时，其安全性很高。

（五）效率高

对城市进行测绘时，有很多测量区域的面积并不大，但是，在这样的区域中，天气、空间等因素有着较大的影响，很难应用大飞机进行航空摄影，这个是测量技术不仅实用性较差，还会花费较多的资金。对于成图工序来说，通过采集野外的数据，以此来成图，不仅增加了作业量，还需要投入大量的人力、物力。即使在恶劣的天气中，无人机拍摄的周期也不会很长，不仅减轻了工作压力，还提高了工作效率。由此可见，在城市测绘中，无人机低空摄影测量具有良好的应用前景。

三、无人机低空摄影测量影像数据的处理流程

无人低空摄影测量技术的应用，其中关键的环节是处理影像的数据，由于影像重叠、且不规则，大量的相片，较大的倾角，还有方向的无规律等等，这使影像的匹配、自动连接具有很大的难度。根据现阶段的影像匹配技术的应用情况来看，这项技术逐渐成熟，可以处理大量的影像数据，并具良好的应用效果，对于无人低空影像测量技术，处理影响数据的方面，其类型也在不断的丰富，进而为城市测绘的工作提供了更多的便利。无人机低空摄影测量影像这项技术，其所处理的数据主要是拍摄后的数据，对其参数进行静化，完成DEM/DOM制作的任务。

在获取实际的图像中，主要依靠低空的遥感平台进行数据采集，通过数据采集的平台，能记录相应的影响数据、CPS/POS数据，接着，对数据进行组织整理，再进行智能化的处理，然后，对控制数据进行引入，对CPS/POS辅助区域网进行平差解算，从而得到精确的影像数据。最后，利用密集匹配的技术，对DSM点云进行滤波，分类处理，纠正DEM、影像参数，进行影像正射，利用航测仪器形成DLG。对影像数据进行处理后，就可以得到准确的测绘数据，详情如图1。

四、城市测绘保障中无人机低空摄影测量的应用

（一）为城市规划提供分辨率高的测绘产品

由于城市的不断建设，城市规划这项工作也有了新要求，尤其是在测绘的分辨率、精度，还有比例尺方面。通过传统的遥感技术，又或者是普通的航空摄影技术，都不能满足现代化测绘的需求。例如：在数字测绘的产品中，对于比例尺来说，实际的成图要达到1:500-1:2000，但是，现有的高分辨率卫星，其影像的分辨率只能达到O.5m，无法达到城市规划的实际要求。应用无人机低空摄影测量技术之后，能为城市测量提供相应的数字线划图DLG，以及正射影像DOM等，应用这样的测绘产品后，促进了城市规划的进程。

（二）对城市建设区域进行动态监测

城市的建设在不断的推进，测量区域工作也不断提升了难度。应用无人机低空摄影技术进行测量，能有效的检测该区域的动态，及时更新相应的测绘数据，促进监测区域工作有效性。无人机的低空航摄系统，在各个时期，都能自动比较DSM，把DOM和DSM的变化结果进行结合，使检测的结果更直观。在某地区，对其动态进行监测，如图2所示。

图2：某地区的动态监测变化结果

（三）保证应急任务区域的测绘工作

对于应急任务的区域，对数据的直观性具有较高的要求。为了满足其使用的需求，获取的影像要具有实时性、高分辨率。一般的航空摄影技术很难实现，而应用无人机低空摄影测量技术，就能对该区域的测量进行保障。无人机低空的平台在起降的过程中，不仅速度较快，还很灵活，在该平台中，通过搭载的数码传感器，可以得到高分辨率的影像资料，摄影测量进过处理所得到的正射影像，可以有效满足应急工作的相应需求，用具有现实的意义。

（四）三维数字建模

不管是地面摄影技术，还是普通的航空拍摄技术，在拍摄的过程中，都存在一定的死角，而这些死角就会影响城市的测绘成果。通过无人机低空摄影测量的应用，拍摄实现了多角度，还能得到高分辨率的遥感影像。根据所得的影像，生产DOM、DSM，以此来完成三维数字建模。在建模的过程中，该项技术不仅省掉了地面的拍照环节，还提高了建筑物纹理的采集效率。

结语

如今，科技在高速的发展，我国对无人机也越来越重视，应用的范围在逐渐扩大，现在，在农业的生产中，安全防护等方面都应用到了无人机，尤其在城市测绘的保障中，无人机低空摄影测量的应用，不仅使测量更准确、更高效，还具有很好的经济性，为数字化城市的进程，提供了科技的保障。

参考文献

[1]王洛飞.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景[J].测绘与空间地理信息,2014,(2):217-219,222.

[2]周晓敏,赵力彬,张新利等.低空无人机影像处理技术及方法探讨[J].测绘与空间地理信息,2012,35(2):182-184.

[3]王梦茹,杨力,孙聃石等.低空摄影测量无人机航迹规划的设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2016,(10):110-113.