無人機遙感測量技術(shù)在應(yīng)急測繪保障及城市測繪工作中的作用

王婷

（遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧沈陽 110032）

當(dāng)自然災(zāi)害及其他緊急情況發(fā)生時，通訊中斷，道路交通阻斷，常規(guī)的應(yīng)急措施很難迅速有效地完成突發(fā)狀況監(jiān)測、應(yīng)急測繪工作。近年來，無人機遙感測量技術(shù)的迅速發(fā)展，為自然災(zāi)害及其他緊急情況的應(yīng)急救援提供了有力保障。無人機以其靈活性高、操作方便、風(fēng)險較小等優(yōu)點，搭載激光雷達(dá)或傳感器，快速獲取時效性強、分辨率高的遙感影像數(shù)據(jù)，為及時開展應(yīng)急保障工作、準(zhǔn)確定位受災(zāi)救援位置、了解實地情況，提供真實準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，被應(yīng)急測繪保障、災(zāi)情評估、城市測繪等許多領(lǐng)域所應(yīng)用。

應(yīng)急保障工作前需要先調(diào)查災(zāi)區(qū)受災(zāi)范圍及受災(zāi)程度等，傳統(tǒng)的應(yīng)急方法一般采用人工測量，人工測量不僅效率低而且受限性大，復(fù)雜場地難以作業(yè)，增加作業(yè)人員的風(fēng)險，迅速采集受災(zāi)現(xiàn)場數(shù)據(jù)會非常困難，無法實現(xiàn)快速應(yīng)急保障，而且高空定點觀測是人工測量無法實現(xiàn)的。運用無人機在上空進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，可以不被地面環(huán)境干擾而獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為全面開展應(yīng)急搶險工作提供決策訊息。同時降低了應(yīng)急測量作業(yè)人員的風(fēng)險，相較于人工救援工作的開展，作業(yè)效率大大提高。

一、無人機遙感測量技術(shù)

無人機技術(shù)的研發(fā)，解決了地質(zhì)勘察、應(yīng)急測繪、農(nóng)業(yè)保障等許多領(lǐng)域的問題，無論是在高樓聳立、街路地形復(fù)雜的城市測繪，還是自然災(zāi)害導(dǎo)致道路交通阻斷的應(yīng)急搶險測繪工作，應(yīng)用無人機無疑是解決了城市測繪及應(yīng)急保障的大問題，使得測繪工作“精準(zhǔn)化”、“高效化”，因此對無人機遙感測量技術(shù)在城市應(yīng)急測繪保障中的作用進(jìn)行分析具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1.使用現(xiàn)狀

無人機遙感測量技術(shù)在應(yīng)急測繪保障中的地位，處于衛(wèi)星測繪與人工測繪之間，衛(wèi)星測繪的成本較高，無人機遙感測量相比較衛(wèi)星測繪而言有成本上的優(yōu)勢，同時也突破了復(fù)雜地勢環(huán)境下人工測繪的觀測障礙。我國在無人機制造方面是強國，運用大量國內(nèi)外、各業(yè)界應(yīng)用的寶貴經(jīng)驗，生產(chǎn)出一些馳名中外的無人機品牌。目前已經(jīng)通過區(qū)域和品牌的優(yōu)勢，將無人機遙感測量技術(shù)應(yīng)用于城市觀測和應(yīng)急保障系統(tǒng)的建設(shè)工作中，完成了無人機遙感測量在城市測繪及應(yīng)急保障工作中的初步應(yīng)用。

2.技術(shù)特點

（1）測繪成本較低

目前無人機遙感測量的飛行高度一般在距離地面500~1000米之間，與衛(wèi)星遙感和航空拍攝相比較，飛行高度會低一些，那么所呈現(xiàn)的拍攝效果和測繪精度就會更高一些，目前無人機低空航拍的影像分辨率是0.1~0.5米，這個分辨率的影像數(shù)據(jù)是能夠達(dá)到當(dāng)前城市應(yīng)急測繪的要求，同時相比較于衛(wèi)星遙感和航空拍攝，達(dá)到同樣精度標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，測繪成本會低很多，而且無人機及其所搭載的激光雷達(dá)或傳感器等測繪系統(tǒng)，維修養(yǎng)護的成本比衛(wèi)星遙感和飛機航空拍攝的成本要低。操作無人機的人員需要持證上崗，操作人員的培訓(xùn)及考取資格所發(fā)生的費用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于衛(wèi)星遙感操作和飛機操作人員的成本費用。

（2）工作效率較高

相比較衛(wèi)星遙感和飛機航空拍攝，無人機攝影測量獲取數(shù)據(jù)的工作效率會高一些。首先，目前衛(wèi)星遙感測繪和航空拍攝會受云層遮擋情況的干擾，在云層比較厚的時間段是沒有辦法進(jìn)行測繪的，而低空無人機獲取數(shù)據(jù)不受云層厚度的影響，可以保障測繪工作的正常進(jìn)行。其次，飛機航空拍攝受到起飛的地點和空中管制等因素的影響，空中拍攝的時間是有限的，拍攝時間不長，而無人機不受其他因素干擾，只要備用電力充足，就可實現(xiàn)24小時不間斷測繪工作，獲取更多影像數(shù)據(jù)信息。

（3）安全性和靈活性更高

每年無人機操作人員都要進(jìn)行無人機操作資格考取及相關(guān)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，無人機由人工進(jìn)行操作，操作人員和測繪區(qū)域范圍的安全性很高，目前無人機普遍都具有穩(wěn)定性高、自動回落、斷電降落等特性，在天氣條件惡劣的情況下也不會受天氣原因而影響攝影測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。而且在無人機拍攝測繪的過程中，出現(xiàn)超出遙控界線，遙控設(shè)備斷電等意外情況，無人機也會完成自動降落以及回落至起飛地點的操作，保證無人機不受遙控設(shè)備斷電而摔落損毀，保證測繪任務(wù)范圍內(nèi)的安全，保證攝影測量數(shù)據(jù)不受損失。

無人機的外型小巧輕便，靈活性高，在城市測繪中可以自如穿梭在建筑物、立交橋、高壓電線路之間，極大的拓展了測繪工作的涵蓋領(lǐng)域，在地形地貌十分復(fù)雜的突發(fā)情況下的應(yīng)急測繪保障工作中，其應(yīng)用優(yōu)勢更加突出。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

1.城市的區(qū)域信息更新

隨著城市的飛速發(fā)展，道路、橋梁、現(xiàn)代化建筑的建設(shè)發(fā)展，可以說每年都在更新變化中，那么城市區(qū)域信息更新的測繪工作頻率也大大提高，所以無人機航攝測繪在城市區(qū)域信息更新中的作用十分重要。根據(jù)測繪范圍的大小和測繪精準(zhǔn)度的要求，可以將無人機飛行的高度設(shè)置在500~1000米，設(shè)定地面的幾個起點，無人機的測繪設(shè)備為頂點，根據(jù)測繪區(qū)域范圍周邊的有代表性的建筑物創(chuàng)建三維測繪空間模型，利用無人機影像設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)資料的獲取，掌握城市測繪情況以及地質(zhì)勘察情況等重要信息。

2.應(yīng)急測繪保障的信息獲取

如果發(fā)生自然災(zāi)害等緊急情況，那么快速精準(zhǔn)的獲取災(zāi)害實地情況是非常重要的環(huán)節(jié)，無人機航攝測繪在突發(fā)情況的應(yīng)急保障中的作用十分重要。無人機在緊急監(jiān)測信息的快速準(zhǔn)確傳輸能力上是非常強大的，在地質(zhì)災(zāi)害等緊急情況發(fā)生之后，無人機可以輕松到達(dá)人力所不能到達(dá)的地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測，準(zhǔn)確細(xì)致、全面精準(zhǔn)地掌握災(zāi)害區(qū)域的實時情況。無人機不受道路阻斷和地形復(fù)雜的影響，可以快速進(jìn)入受災(zāi)的核心地區(qū)，觀察災(zāi)情的受災(zāi)程度，并判斷災(zāi)害造成的生命財產(chǎn)損失，為后續(xù)開展救援搶險工作提供準(zhǔn)確的、及時的信息數(shù)據(jù)。

3.三維模型城市系統(tǒng)的信息更新

城市三維模型管理系統(tǒng)在城市建設(shè)方面有著重要應(yīng)用，無人機航攝測量技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢，為三維模型城市管理系統(tǒng)的信息進(jìn)行及時更新。

無人機在測繪區(qū)域內(nèi)從3~4個不同角度進(jìn)行航攝測繪就能夠?qū)崿F(xiàn)三維模型的構(gòu)建。在影像處理方面，無人機飛行高度所拍攝到的影像更接近于人類在高處俯視的圖像效果，拍攝到的影像資料和信息數(shù)據(jù)不必經(jīng)過復(fù)雜的信息處理就能夠應(yīng)用進(jìn)城市管理信息系統(tǒng)中，有一些拍攝的視頻影像可以直接作為城市管理信息系統(tǒng)的內(nèi)容進(jìn)行使用。

三、結(jié)語

隨著自然情況的不斷變化和社會環(huán)境的快速發(fā)展，各種突發(fā)狀況時有發(fā)生，無人機遙感系統(tǒng)及無人機遙感測量技術(shù)以其快捷靈便的特性，越來越多的被測繪單位、地質(zhì)勘探等單位所應(yīng)用，運用到應(yīng)急保障和城市測繪工作中。隨著無人機遙感技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人機遙感影像系統(tǒng)將在應(yīng)急搶險救緩、城市信息更新、監(jiān)測重點領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用。無人機遙感攝影測量技術(shù)是將無人機攝影技術(shù)、測量測繪技術(shù)和遙感信息系統(tǒng)結(jié)合在一起，這樣結(jié)合解決了應(yīng)急保障及現(xiàn)代測繪等工作精準(zhǔn)、及時、全方位的需求，大大地提高了城市測繪及應(yīng)急保障的工作效率，提高測繪數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度，為我國城市測繪規(guī)劃、建設(shè)管理及應(yīng)急測繪保障提供了高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)技術(shù)支持。