無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量及在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

張 攀

鄭州經(jīng)開(kāi)規(guī)劃勘測(cè)有限公司

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量及在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

張 攀

鄭州經(jīng)開(kāi)規(guī)劃勘測(cè)有限公司

隨著數(shù)字地球研究的深入和地表形態(tài)變化周期的加快，地理信息的現(xiàn)勢(shì)性越來(lái)越受到重視，要求也越來(lái)越高。無(wú)人機(jī)是由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、機(jī)上不載人、由遙控設(shè)備操控、可反復(fù)使用的飛行器。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的逐步成熟，為針對(duì)不同任務(wù)的需求，目前無(wú)人機(jī)的類(lèi)型大致有無(wú)人直升機(jī)、無(wú)人固定翼機(jī)、無(wú)人多旋翼飛行器、無(wú)人飛艇、無(wú)人傘翼機(jī)和撲翼式微型無(wú)人機(jī)六種，每種類(lèi)型的無(wú)人機(jī)都有各自的優(yōu)勢(shì)?？傮w來(lái)說(shuō)無(wú)人機(jī)表現(xiàn)出了體積小、重量輕、反應(yīng)迅速、飛行條件低等優(yōu)勢(shì)。

無(wú)人機(jī)；攝影測(cè)量；城市規(guī)劃應(yīng)用

引言

無(wú)人機(jī)的動(dòng)力以及控制和通信技術(shù)的成熟化發(fā)展，這一技術(shù)在空間探測(cè)感知領(lǐng)域當(dāng)中得到了進(jìn)一步應(yīng)用，對(duì)城市測(cè)繪工作的順利開(kāi)展以及質(zhì)量的保障起到了積極作用。在具體的城市測(cè)繪工作開(kāi)展過(guò)程中，無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成為比較關(guān)鍵的技術(shù)之一，在對(duì)測(cè)繪的工作整體水平提高上比較有利，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量的研究，對(duì)城市測(cè)繪保障目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有積極意義。

1 城市測(cè)繪中無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量發(fā)展情況

無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量的技術(shù)發(fā)展比較迅速，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，我國(guó)的一些單位對(duì)無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，在導(dǎo)航以及通信等技術(shù)水平上也不斷的提高，功能也不斷的完善化，無(wú)人機(jī)已經(jīng)不再是作為靶機(jī)，成為多種功能為一體的應(yīng)用型技術(shù)設(shè)備。無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)和遠(yuǎn)程遙感技術(shù)等進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，在技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)上比較突出，主要是通過(guò)飛行平臺(tái)和地面配套設(shè)備所構(gòu)成，在飛行平臺(tái)系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)以及影響獲得設(shè)備等都是關(guān)鍵的子系統(tǒng)。在和地面配套設(shè)備的結(jié)合下，就能對(duì)攝影圖像信息進(jìn)行綜合處理。根據(jù)相應(yīng)的資料顯示，對(duì)無(wú)人機(jī)研究國(guó)家的數(shù)量在不斷的增加，掌握無(wú)人機(jī)的低空攝影技術(shù)就能對(duì)國(guó)際綜合競(jìng)爭(zhēng)力提高打下基礎(chǔ)。我國(guó)在對(duì)無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量的領(lǐng)域研究已經(jīng)有了新的進(jìn)展，并在實(shí)際的城市測(cè)繪工作當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著積極的作用。

2 無(wú)人低空攝影測(cè)量影像數(shù)據(jù)具體應(yīng)用

2.1 前期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段

經(jīng)過(guò)無(wú)人機(jī)航空攝影和自動(dòng)化航片處理可以得到 DEM(數(shù)字高程模型)、DSM(數(shù)字表面模型)、DOM(數(shù)字正攝影像圖)、Mesh 模型數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)人工的數(shù)據(jù)提取可進(jìn)一步得到研究范圍的現(xiàn)勢(shì) DLG(數(shù)字線劃圖)，根據(jù)研究的內(nèi)容和深度可以提取滿(mǎn)足不同需求的線劃圖，并對(duì)其附上研究所需要的屬性信息，以方便下一步的分析使用。在公共空間研究中，關(guān)注的信息和數(shù)據(jù)主要是各類(lèi)公共空間，因此在人工提取數(shù)字線劃圖的過(guò)程中，主要提取各類(lèi)公共空間的數(shù)據(jù)，包括其位置、面積等信息。

2.2 可以利用無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量進(jìn)行三維數(shù)字建模

運(yùn)用地面攝影技術(shù)和普通航空拍攝技術(shù)進(jìn)行拍攝的過(guò)程中，存在一些死角，這些死角會(huì)對(duì)城市測(cè)繪效果產(chǎn)生不良影響。運(yùn)用無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量則可以對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行多角度的拍攝，且獲得的遙感影像分別率較高。通過(guò)所得的影像進(jìn)行 DOM 和 DSM的生成，進(jìn)而進(jìn)行三維數(shù)字建模。在三維數(shù)字建模的過(guò)程中，運(yùn)用無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)可以省掉地面拍照的工序，提升了建筑物紋理采集的效率。

2.3 無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量可以為城市規(guī)劃區(qū)域提供分辨率高的測(cè)繪產(chǎn)品

隨著城市建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市規(guī)劃工作對(duì)測(cè)繪產(chǎn)品的分辨率、比例尺以及精度網(wǎng)格等方面提出了更高的要求。運(yùn)用傳統(tǒng)的遙感技術(shù)以及普通的航空攝影技術(shù)所獲得的測(cè)繪產(chǎn)品無(wú)法滿(mǎn)足上述要求。就數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品的比例尺而言，實(shí)際的成圖要求為1：500～1：2000，而目前高分辨率衛(wèi)星影像的分辨率接近0.5m，仍然無(wú)法滿(mǎn)足城市規(guī)劃區(qū)域的使用要求。無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用可以為城市規(guī)劃區(qū)域提供數(shù)字線劃圖DLG、正射影像DOM等相關(guān)測(cè)繪產(chǎn)品，這些測(cè)繪產(chǎn)品的使用會(huì)對(duì)城市規(guī)劃建設(shè)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

2.4 運(yùn)用到緊急實(shí)施檢測(cè)

無(wú)人機(jī)實(shí)施低空攝像、測(cè)算的運(yùn)用面積持續(xù)增大，不單能夠?qū)Τ鞘袑?shí)施測(cè)算，在城市保證內(nèi)，還凸顯了極大的功能。某省份內(nèi)部的水文機(jī)構(gòu)借助無(wú)人機(jī)實(shí)施低空攝像、測(cè)算技術(shù)，融合運(yùn)用超聲波型監(jiān)測(cè)與測(cè)速器設(shè)施，實(shí)施防汛緊急檢測(cè)。無(wú)人機(jī)擔(dān)負(fù)了對(duì)地形實(shí)施航拍測(cè)算，借助通訊渠道，把實(shí)地測(cè)算的視頻或是圖片隨時(shí)傳遞至指揮處，方便指揮處可以確定整個(gè)狀況，協(xié)同遙控船，依據(jù)設(shè)計(jì)路徑行走以收獲測(cè)算數(shù)值，計(jì)算機(jī)能夠展示出測(cè)算數(shù)值，以提升數(shù)值探究的成效與質(zhì)量。借助各機(jī)構(gòu)的密切協(xié)作，促使空中配合地面完全包圍得以實(shí)現(xiàn)，迅速結(jié)束對(duì)水文狀況實(shí)施檢測(cè)，收獲流量與水位數(shù)值訊息。借助此訓(xùn)練，增強(qiáng)了無(wú)人機(jī)實(shí)施低空攝像、測(cè)算技術(shù)工作者本身的能力，給合理緊急檢測(cè)予以了根本保證。

2.5 運(yùn)用到智慧型城市實(shí)施構(gòu)建

借助無(wú)人機(jī)實(shí)施低空攝像、測(cè)算，對(duì)智慧型城市實(shí)施構(gòu)建，促使城市測(cè)算保證得以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)對(duì)如下幾點(diǎn)增強(qiáng)控制。①對(duì)三維型模型實(shí)施創(chuàng)建。借助無(wú)人機(jī)在城市的上空實(shí)施測(cè)算，能夠收獲各類(lèi)圖像訊息，更好地凸顯城市全貌，不會(huì)出現(xiàn)漏洞，將圖片當(dāng)作前提對(duì)城市三維型模型加以創(chuàng)建，能夠明晰地把物品紋理加以體現(xiàn)，減少人為操作的工作總量，保證測(cè)算的成效。②對(duì)測(cè)算位置實(shí)施選擇。借助無(wú)人機(jī)實(shí)施低空攝像、測(cè)算期間，應(yīng)依據(jù)具體需求對(duì)測(cè)算地區(qū)實(shí)施劃分，在測(cè)算地區(qū)中科學(xué)選取測(cè)算位置，以更好對(duì)測(cè)算進(jìn)程加以把控。應(yīng)選取具備代表性的位置以當(dāng)作測(cè)算位置，例如建筑物，并嚴(yán)謹(jǐn)依據(jù)測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)施測(cè)算，以保證測(cè)算的正確性。③對(duì)圖片實(shí)施處理。借助無(wú)人機(jī)實(shí)施低空攝像、測(cè)算以前，應(yīng)對(duì)攝影設(shè)施實(shí)施檢測(cè)與調(diào)節(jié)，例如，對(duì)鏡頭加以裝配并調(diào)節(jié)角度等，科學(xué)調(diào)節(jié)位置，并實(shí)施穩(wěn)固，防止鏡頭出現(xiàn)移動(dòng)問(wèn)題，降低了圖片的明晰度。在后階段實(shí)施處理期間，應(yīng)對(duì)圖片實(shí)施調(diào)節(jié)，例如色澤與大小等，以保證圖片的實(shí)用性。

結(jié)束語(yǔ)

總之，無(wú)人機(jī)實(shí)施低空測(cè)算、攝像技術(shù)是新型測(cè)算方法之一，其被研發(fā)是時(shí)代的進(jìn)步，其本身包括的優(yōu)點(diǎn)，給工作者實(shí)施測(cè)算工作予以了更多方便，同時(shí)降低了各類(lèi)投入支出，防止資源過(guò)度耗費(fèi)，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在測(cè)算行業(yè)內(nèi)必定會(huì)獲得穩(wěn)步提升。

[1]孫亮，等.基于無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)測(cè)繪大比例尺地形圖的可行性研究[J].價(jià)值工程，2017(8)：209－212.

[2]王洛飛.無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量在城市測(cè)繪保障中的應(yīng)用前景[J].測(cè)繪與空間地理信息，2014，02：217～219+222.