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篇1

關(guān)鍵詞：低空無人機(jī) 航攝遙感 應(yīng)用

中圖分類號：V2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0046-01

低空無人機(jī)航攝遙感是以低速無人駕駛飛機(jī)為空中遙感操作平臺，用彩色、黑白、紅外、攝像等技術(shù)從空中拍攝地表地物、地貌影像數(shù)據(jù)，并用計(jì)算機(jī)對影像數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理。匯集了遙感、通訊、GPS差分定位、遙控等技術(shù)與計(jì)算機(jī)軟件處理技術(shù)的新型應(yīng)用技術(shù)。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，我國諸多部門都已擁有了大量的衛(wèi)星遙感影像和傳統(tǒng)航空攝影數(shù)據(jù)，但對局部地區(qū)急需的實(shí)時性、機(jī)動性、高分辨率遙感數(shù)據(jù)的需求趨勢也明顯增加。相對于傳統(tǒng)的以衛(wèi)星、大飛機(jī)為搭載平臺的遙感數(shù)據(jù)和影像資料獲取大范圍的地理國情信息，低空無人機(jī)航攝遙感更具有機(jī)動、靈活等優(yōu)點(diǎn)，使得該系統(tǒng)在小區(qū)域測繪和應(yīng)急數(shù)據(jù)獲取等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

1 廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域

隨著我國科技的不斷進(jìn)步，信息化建設(shè)的快速發(fā)展以及政策的正確引導(dǎo)，低空無人機(jī)航攝的研究發(fā)展在設(shè)計(jì)、飛行控制、數(shù)據(jù)傳輸、信息獲取、生產(chǎn)制造及廣泛應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域都取得了很大的進(jìn)步，滿足了實(shí)際應(yīng)用需要。

最近幾年，隨著國家遙感、測繪技術(shù)的大力推動，低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)逐漸應(yīng)用于國家基礎(chǔ)測繪、數(shù)字城市建設(shè)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、國土資源治理，礦產(chǎn)資源合理開發(fā)利用、土地利用調(diào)查、海洋環(huán)境監(jiān)測，水利資源開發(fā)利用、農(nóng)作物監(jiān)測與評估、自然災(zāi)害預(yù)防、城市規(guī)劃與市政建設(shè)、森林防火保護(hù)、公共安全、國防事業(yè)、數(shù)字地球等領(lǐng)域。

2 特殊的優(yōu)勢特點(diǎn)

低空無人機(jī)航攝遙感具有以下幾點(diǎn)。

2.1 快速 高效

針對應(yīng)急測繪的項(xiàng)目，由于時間緊、任務(wù)急、情況特殊等，如：山體滑坡、洪水泛濫、森林救火、海上污染等自然災(zāi)害的發(fā)生，特別是2008年5月12日四川汶川、北川和2010年4月14日青海玉樹發(fā)生大地震后，急需災(zāi)區(qū)實(shí)時影像資料用于災(zāi)情分析和救援工作的開展，這種緊急情況下，利用低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)就起到非常重要的作用，能夠在最短時間內(nèi)獲取高清晰影像數(shù)據(jù)，以利于救災(zāi)指揮、災(zāi)情評估及災(zāi)區(qū)重建的規(guī)劃和設(shè)計(jì)需要。

去年，安徽省測繪局利用低空無人機(jī)遙感技術(shù)對合肥市周邊地區(qū)進(jìn)行秸稈焚燒監(jiān)察活動。通過獲取的正射影像處理和分析，準(zhǔn)確評估秸稈焚燒的地點(diǎn)、面積、危害程度等，對合肥市政府有效治理秸稈焚燒對空氣、航班的影響起到非常重要的作用。

2.2 機(jī)動 靈活

在測繪工作中，低空無人機(jī)快速出擊的響應(yīng)能力是應(yīng)急遙感測繪有力的保障，低空無人機(jī)因?yàn)闄C(jī)身設(shè)備輕便、運(yùn)輸靈活、越野能力強(qiáng)、對起降場地要求低、起降方式多種多樣，而且安裝、調(diào)試、起飛作業(yè)快捷等優(yōu)點(diǎn)，得到廣大用戶的滿意和廣泛應(yīng)用。特別是在山高、地形復(fù)雜、客觀起降條件差的情況下，使用大飛機(jī)航空攝影較為困難的地區(qū)，應(yīng)用低空無人機(jī)就可以快速獲取高精度、高清新影像數(shù)據(jù)資料，極大提高測繪成果的實(shí)效性，提高了測繪應(yīng)急保障服務(wù)能力。

2.3 分辨率高、處理速度快

低空無人機(jī)航攝遙感數(shù)據(jù)分辨率可達(dá)到0.1～0.5 m，相對衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)具有很大的優(yōu)越性。數(shù)據(jù)采集處理速度快，目前可達(dá)到一個工作日單機(jī)3架次航空攝影100 km2，及時為政府和用戶單位提供地理信息數(shù)據(jù)。去年上半年，我院利用低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)順利完成了金寨縣天堂寨鎮(zhèn)40 km2和金寨縣產(chǎn)業(yè)園60 km2范圍1∶1000比例尺地形圖測繪工作。特別是天堂寨鎮(zhèn)屬于大別山區(qū)，測區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜多樣，最高海拔800多米，相對高差200多米，利用常規(guī)航空攝影方法在30個工作日內(nèi)完成測繪任務(wù)，顯然不可能。因此，我院利用無人機(jī)技術(shù)在一個工作日內(nèi)就獲取了天堂寨鎮(zhèn)40 km2的全部影像數(shù)據(jù)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理、像控測量、加密、采集、調(diào)繪、編輯等工序，最終在預(yù)定工期內(nèi)，將合格的地形圖資料提供給天堂寨鎮(zhèn)，得到了鎮(zhèn)領(lǐng)導(dǎo)的高度評價，為我們測繪行業(yè)也贏得了榮譽(yù)。

2.4 運(yùn)行成本低

低空無人機(jī)航攝遙感數(shù)據(jù)不僅具有衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的價值，而且具有大飛機(jī)航空攝影的快速采集優(yōu)勢。低空無人機(jī)不需要大飛機(jī)那樣的專業(yè)停機(jī)場和專業(yè)的駕駛員班組，儲存、運(yùn)輸、飛行作業(yè)均方便快捷。而且根據(jù)高性能自動處理技術(shù)，在短時間內(nèi)完成航攝數(shù)據(jù)的預(yù)處理，精加工以及數(shù)據(jù)快速輸出等，不僅縮短工期，而且整體費(fèi)用得以極大的降低。

3 先進(jìn)的技術(shù)水平

低空無人機(jī)航攝遙感得到國土資源部、國家測繪地理信息局的大力支持，在全國各省測繪局系統(tǒng)進(jìn)行全面推廣，同時研究單位加大研發(fā)力度，逐步建立起了低空無人機(jī)服務(wù)體系，真正解決運(yùn)行維護(hù)、專業(yè)培訓(xùn)、技術(shù)更新、售后服務(wù)等工作，建立了更加完善的低空無人機(jī)系統(tǒng)，整體技術(shù)水平和影像數(shù)據(jù)處理能力都得到很大的提高。

目前，我國低空無人機(jī)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、水利、國防、土地等行業(yè)，特別是低空無人機(jī)航攝遙感系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了雪域高原上的航空攝影測量，開創(chuàng)了像青藏高原等特殊地區(qū)無人機(jī)測繪遙感技術(shù)應(yīng)用的先河。另外，我國低空無人機(jī)航攝遙感系統(tǒng)基于GPS導(dǎo)航控制的定點(diǎn)曝光攝影和飛控系統(tǒng)控制的自動旋偏修正技術(shù)，采用了高精度幾何檢校標(biāo)定的小型數(shù)碼相機(jī)或掃描儀，作為機(jī)栽遙感設(shè)備，再通過影像自動識別、快速拼接、鑲嵌軟件，實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的快速處理，完成的航攝影像數(shù)據(jù)基本滿足1∶500～1∶2000大比例尺測繪需求。當(dāng)今，我國低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

4 良好的發(fā)展前景

目前，我國正處于快速發(fā)展時期，各行各業(yè)對測繪的需求與日俱增，各領(lǐng)域規(guī)劃、建設(shè)都離不開先進(jìn)的測繪技術(shù)支持，大力開展低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)推廣應(yīng)用，是更好更快為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供實(shí)時地理信息數(shù)據(jù)的重要手段，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供支持和信息服務(wù)。另外，以低空無人機(jī)航攝遙感為載體，以權(quán)威、精準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，為政府和公眾積極參與我國各行各業(yè)建設(shè)和管理，提供了新穎、直觀、可視化的服務(wù)平臺，對于我國其他行業(yè)的發(fā)展提供有力的測繪保障。

總之，開展低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)推廣應(yīng)用，是推進(jìn)我國測繪科技自主創(chuàng)新的重要舉措。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展需求，特別是國土資源部提出國土資源信息化“十二五”規(guī)劃，建立全國國土資源遙感監(jiān)測和地理國情監(jiān)測以及加快推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域信息化建設(shè)等要求，今后低空無人機(jī)航攝遙感技術(shù)的應(yīng)用空間將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】無人機(jī)遙感技術(shù) 水土保持監(jiān)測

無人機(jī)遙感（ Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ） ，是通過無線電遙控設(shè)備或機(jī)載計(jì)算機(jī)程控系統(tǒng)進(jìn)行操控的不載人飛行器。無人機(jī)作為空中遙感平臺的微型遙感技術(shù)，其特點(diǎn)是： 以無人機(jī)為空中平臺， 遙感傳感器獲取信息，用計(jì)算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理， 并按照一定精度要求制作成圖像。無人機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低， 不但能完成有人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)， 更適用于有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)， 如危險區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、空中救援指揮和環(huán)境遙感監(jiān)測。正由于無人機(jī)低空遙感技術(shù)的這些特點(diǎn)， 彌補(bǔ)了傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感技術(shù)的不足， 為水土保持監(jiān)測領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展帶來了新的契機(jī)。

1無人機(jī)遙感技術(shù)的概況及應(yīng)用特點(diǎn)

無人機(jī)遙感（ Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing） ， 是利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS 差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)將無人機(jī)作為空中遙感平臺的微型遙感技術(shù)，其特點(diǎn)是： 以無人機(jī)為空中平臺， 遙感傳感器獲取信息，用計(jì)算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理， 并按照一定精度要求制作成圖像。無人機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低， 不但能完成有人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)。無人機(jī)遙感系統(tǒng)由于具有機(jī)動、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感技術(shù)的不足。

無人機(jī)遙感技術(shù)指空中遙感平臺的微型遙感技術(shù)，此技術(shù)以無人機(jī)為空中平臺，通過

遙感傳感器獲取信息，用計(jì)算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。無人駕駛飛機(jī)為航空遙感提供了操作方便， 易于轉(zhuǎn)場的遙感平臺。可根據(jù)不同的需要選擇不同類型的平臺。起飛降落受場地限制較小， 在操場、公路或其它較開闊的地面均可起降， 其穩(wěn)定性、安全性好， 轉(zhuǎn)場等非常容易。無人機(jī)系統(tǒng)由行高度低， 獲取的遙感影像擁有較高的圖像分辨率。高分辨率航片影像的出現(xiàn)使得在較小空間尺度上觀察地表的細(xì)節(jié)變化、進(jìn)行大比例尺遙感制圖以及監(jiān)測人為活動對環(huán)境的影響成為現(xiàn)實(shí)。同時高分辨率航片影像還解決了衛(wèi)星數(shù)據(jù)的拍攝盲區(qū)、編程時間長、以及在南方地區(qū)由于受天氣影響， 云量大， 無法獲取數(shù)據(jù)等諸多困難。不但能完成有人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)，更適用于有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，目前，無人機(jī)遙感技術(shù)涉及土地利用監(jiān)測、水利、電力、突發(fā)事件調(diào)查等多領(lǐng)域的應(yīng)用。

2 水土保持監(jiān)測問題

我國是世界上水土流失最為嚴(yán)重的國家之一， 由于特殊的自然地理和社會經(jīng)濟(jì)條件， 使水土流失成為我國主要的環(huán)境問題。水土保持監(jiān)測工作存在著很多問題，阻礙監(jiān)測工作的順利進(jìn)行。對管轄區(qū)域的調(diào)查方式目前已經(jīng)普遍被運(yùn)用，但是這種方法只能針對小范圍的地區(qū)進(jìn)行，監(jiān)測的精確度不夠，容易受到人為等因素的影響，不能準(zhǔn)確的進(jìn)行監(jiān)測工作。在面對大范圍的監(jiān)測目標(biāo)的時候，人力資源無法進(jìn)行合理分配，產(chǎn)生人力不足的現(xiàn)象，或者有一些區(qū)域是人無法踏足的區(qū)域，造成監(jiān)測困難，無法獲得相關(guān)區(qū)域的數(shù)據(jù)信息。而衛(wèi)星遙感技術(shù)很容易受到衛(wèi)星軌道的影響，很難得到及時的補(bǔ)救，再加上經(jīng)常性的自然因素影響衛(wèi)星的作業(yè)，由于云層的遮擋，造成很多漏洞，嚴(yán)重影響監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

3 無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1水土流失情況調(diào)查

根據(jù)《水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》（SL277-2002）要求，對區(qū)域水土流失情況調(diào)查，無人機(jī)遙感可以發(fā)揮重要作用， 其宏觀、快速、動態(tài)和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)， 成為土壤侵蝕調(diào)查的重要信息源。土壤侵蝕過程極其復(fù)雜， 受多種自然和人為因素的綜合影響。不同的土壤侵蝕類型影響因子也不同， 對于水蝕來說， 參考通用土壤侵蝕方程各因子指標(biāo)， 并考慮遙感技術(shù)與常規(guī)方法相結(jié)合。無人機(jī)可以在低空、低速的情況下對研究區(qū)進(jìn)行拍攝， 精確計(jì)算及繪制出各區(qū)的界限。通過設(shè)置的標(biāo)識，可以提取到各區(qū)域及植物覆蓋范圍和土地的利用情況，再進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)分析，得到坡度信息之后，再綜合土壤的侵蝕分類標(biāo)準(zhǔn)、土壤侵蝕方程，得到研究范圍內(nèi)的水土流失狀況、強(qiáng)度及分布情況。這對于利用GIS 系統(tǒng)建立研究范圍內(nèi)水土流失本底數(shù)據(jù)庫， 確定土壤侵蝕類型、強(qiáng)度、程度以及地形、植被、管理措施等土壤侵蝕因子的屬性提供了數(shù)據(jù)源。幫助了解區(qū)域水土流失發(fā)展趨勢、發(fā)生特點(diǎn)和現(xiàn)狀等， 以便做好區(qū)域水土保持工作規(guī)劃，加快水土流失治理。無人機(jī)在水土保持監(jiān)測領(lǐng)域以較低的成本快速清查較大范圍的水土流失狀況、主要土壤侵蝕影響因子， 為利用GIS 分析研究范圍內(nèi)的水土流失奠定了基礎(chǔ)。

3.2生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失調(diào)查

根據(jù)監(jiān)測地點(diǎn)的確定，無人機(jī)遙感技術(shù)的成果可以充分得到應(yīng)用。通過拍攝得到的映像信息，再結(jié)合項(xiàng)目區(qū)域的相關(guān)布置圖，精確計(jì)算及繪制出各個邊區(qū)的界限。通過設(shè)置的標(biāo)識，可以提取到各個項(xiàng)目區(qū)域及劃分單元的植物覆蓋范圍和土地的利用情況，再進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)分析，得到坡度信息之后再綜合土壤的侵蝕分類標(biāo)準(zhǔn)，按照這個標(biāo)準(zhǔn)對土壤的侵蝕度進(jìn)行科學(xué)的劃分。對于水土保持措施的監(jiān)測，相關(guān)工作人員可以同樣根據(jù)圖像進(jìn)行分析，計(jì)算出項(xiàng)目區(qū)域的工程和植物覆蓋的面積，并設(shè)立地面的解釋標(biāo)識，對植被的覆蓋率進(jìn)行分析。對于水土保持效益的監(jiān)測主要是結(jié)合以前的傳統(tǒng)監(jiān)測手段，分析已經(jīng)做出的監(jiān)測結(jié)果。

最后是利用DEM的成果來更新相關(guān)項(xiàng)目區(qū)域的大比例尺地形圖。使用DEM技術(shù)和影像的成果，再使用相關(guān)的軟件來完成對項(xiàng)目區(qū)域的三維模型的建立，通過虛擬的漫游技術(shù)和客觀真實(shí)的現(xiàn)象來展現(xiàn)出相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)際狀況或者是該項(xiàng)目所在的整個區(qū)域范圍的實(shí)際狀況，不僅能夠加強(qiáng)觀察者的真實(shí)感還能十分真實(shí)的反應(yīng)該項(xiàng)目的水土現(xiàn)狀以及水土流失和治理的現(xiàn)象，有利于相關(guān)部門直面水土現(xiàn)狀，更好的治理水土問題，解除相關(guān)隱患。

4結(jié)語

無人機(jī)因其機(jī)動靈活的起降方式、低空循跡的自主飛行方式、快速響應(yīng)的多數(shù)據(jù)獲取能力，其可以搭載高分辨率數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行快速測圖亦可搭載視頻采集設(shè)備，分辨率高、實(shí)效性好、應(yīng)急性強(qiáng)等優(yōu)勢。綜合無人機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用效果， 該技術(shù)將在我國水土保持監(jiān)測領(lǐng)域中有著相當(dāng)大的應(yīng)用前景。作者認(rèn)為無人機(jī)技術(shù)結(jié)合實(shí)地測驗(yàn)完全可以用于水土保持監(jiān)測工作，并且野外工作量小，監(jiān)測精度高，可作為今后監(jiān)測工作的發(fā)展方向。

篇3

關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感測繪技術(shù)；工程測繪；應(yīng)用探究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.125

0前言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促使了人們對于工程測繪質(zhì)量提出了更高的要求，推動著相關(guān)技術(shù)的改革和創(chuàng)新，無人機(jī)遙感測繪在此背景之下應(yīng)運(yùn)而生。作為一種新型測試技術(shù)，無人機(jī)遙感測繪有著其他手段所無法比擬的優(yōu)勢，涉及了多個層面的內(nèi)容，對于提高測繪工作的精度和效率都有表現(xiàn)出了很明顯的優(yōu)勢，研究無人機(jī)遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用的相關(guān)問題，對于促進(jìn)無人機(jī)遙感測繪技術(shù)更快更好地發(fā)展有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，下面筆者將針對相關(guān)問題展開論述：

1無人機(jī)遙感測繪技術(shù)簡介與發(fā)展現(xiàn)狀

無人機(jī)遙感測繪技術(shù)又叫無人機(jī)航測遙感技術(shù)，是一種借助無線電設(shè)備控制無人駕駛的飛行設(shè)備，進(jìn)而快速獲取信息的一種新技術(shù)，集合了無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、gps差分定位技術(shù)等一系列高科技技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對于國土資源、自然環(huán)境等空間遙感信息的智能化、專業(yè)化、快速化處理，并能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、建模和分析。整個無人機(jī)遙感測繪技術(shù)系統(tǒng)包含無人飛行器平臺、高分辨率數(shù)碼傳感設(shè)備、GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等多個部分。

無人機(jī)遙感測繪技術(shù)應(yīng)用的時間相對較短，只有幾年的時間，但是憑借著其優(yōu)勢，發(fā)展速度很快，且應(yīng)用范圍越來越廣泛，也帶動了無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，不僅為工程測繪工作帶來了極大的便利，提供了良好的技術(shù)支持，還促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。尤其是低空遙感技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，與無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行了完美的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)的自動導(dǎo)航系統(tǒng)，充分地發(fā)揮了優(yōu)勢，得到了十分廣泛的應(yīng)用，并逐漸地走出國門，走向國際市場[1]。

2無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的優(yōu)劣勢分析

無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1設(shè)備操作簡單方便，安全可靠

無人機(jī)運(yùn)行通過遙感操作實(shí)現(xiàn)，不需要駕駛員親自駕駛，不僅大大簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，而且降低了設(shè)備的重量，提高了無人機(jī)設(shè)備的靈活性，同時工作人員的人身安全得到了充分的保障，提高了可靠性。

2.2影像清晰，處理測量信息效率更高

無人機(jī)測繪拍攝的影像有著更高的分辨率，在對復(fù)雜測繪數(shù)據(jù)的分析處理方面十分高效，且與其他技術(shù)有很強(qiáng)的兼容性，比如GIS等，進(jìn)一步提高了效率。

2.3數(shù)據(jù)信息處理的成本費(fèi)用更低

無人機(jī)系統(tǒng)的整體造價與傳統(tǒng)航拍飛機(jī)相比要低很多，有關(guān)無人機(jī)駕駛員的培訓(xùn)工作也相對比較容易，時間更短，且無人機(jī)設(shè)備通常是由碳纖維復(fù)合材料組成，對于設(shè)備的后期維護(hù)保養(yǎng)工作也比較簡單，整體成本更低[2]。

2.4監(jiān)測范圍更大，宏觀性更強(qiáng)

通過調(diào)整無人機(jī)的飛行高度，可以對不同范圍的區(qū)域進(jìn)行測繪，飛行高度越高，測繪范圍越大，精度相對較低，反之精度較高，也可以采用多架次的無人機(jī)配合監(jiān)測，借助光譜分析來獲得監(jiān)測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息。

無人機(jī)遙感測繪也存在一定的劣勢，比如飛行穩(wěn)定性、因過分依賴通訊系統(tǒng)而容易擾、傳感器控制精度問題等，需要在以后的研究中逐一解決。

3無人機(jī)遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

無人機(jī)遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用，大致包括以下幾個方面：

3.1無人機(jī)航拍技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

工程測繪過程中存在諸多的不確定因素，比如測繪環(huán)境復(fù)雜、測繪周期長、測繪難度大等等，無人機(jī)航拍可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)測繪方式的缺點(diǎn)和不足，大大降低工程測繪的難度，有效地提高測繪效率，得到清晰精確的影像和數(shù)據(jù)信息，無人機(jī)上自帶的相機(jī)、掃描儀及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等可以進(jìn)行全方位多角度的拍攝，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和加工，盡可能地將外界因素所帶來的不利影響降到最低[3]。

3.2無人機(jī)低空航拍技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

無人機(jī)低空航拍技術(shù)可以針對測繪環(huán)境較差的目標(biāo)進(jìn)行測繪，能夠有效地提高圖像采集的清晰度和精確度，提升測繪應(yīng)急保障服務(wù)水平，保證測繪數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，有效促進(jìn)國土資源遙感監(jiān)測和國土資源規(guī)劃等工作的順利開展。無人機(jī)低空航拍的精確度高、可靠性好、反應(yīng)靈敏迅速，有著較大的應(yīng)用范圍，值得大力推廣，需要進(jìn)一步做好研發(fā)工作，健全相應(yīng)的服務(wù)體系。

3.3無人機(jī)數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

無人機(jī)數(shù)據(jù)的采集處理通常情況下是通過手動和自動兩種形式來實(shí)現(xiàn)，手動方式通過遠(yuǎn)程控制無人機(jī)遙感技術(shù)，來對特定的采集目標(biāo)進(jìn)行影像和數(shù)據(jù)的采集，結(jié)合實(shí)際需求對無人機(jī)的采集方向、角度、維度等進(jìn)行調(diào)整，保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確；自動方式則主要借助設(shè)備自帶的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行采集并加密，提高測繪數(shù)據(jù)信息的安全性和可靠性[4]。

4結(jié)語

篇4

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；土地綜合整治；土地綜合整治測量；土地綜合整治監(jiān)管

土地綜合整治是國土資源工作的重要組成部分，是確保我國糧食安全、提高糧食綜合生產(chǎn)能力的有力支撐，對保證國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)耕地總量動態(tài)平衡，加速農(nóng)業(yè)、農(nóng)村現(xiàn)代化有著不可替代的作用[1，2]。據(jù)初步了解，目前全國土地綜合整治項(xiàng)目達(dá)到l萬多個，國家、省、市、縣投入土地綜合整治項(xiàng)目資金每年達(dá)到1000億元[3，4]。無人機(jī)低空遙感技術(shù)作為航空遙感中的一支新生力量，剛剛從軍用領(lǐng)域擴(kuò)展到民用產(chǎn)業(yè)，是一種新型的低空高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)快速獲取系統(tǒng)，具有高機(jī)動性、低成本、小型化、專用化、快速、實(shí)時對地觀測眾多的優(yōu)點(diǎn)，可彌補(bǔ)衛(wèi)星遙感受氣候條件影響大、影像獲取周期長、影像分辨率不夠等弊端，有望進(jìn)一步拓展應(yīng)用到土地綜合整治項(xiàng)目的各個環(huán)節(jié)[5，6，7]。本文立足無人機(jī)低空航攝技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合土地綜合整治項(xiàng)目的實(shí)際需求，就無人機(jī)低空航攝技術(shù)在土地綜合整治項(xiàng)目中的一體化應(yīng)用模式進(jìn)行研究。

1 解決思路

按照項(xiàng)目的進(jìn)程，土地綜合整治項(xiàng)目可以分為選址、可行性研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程施工、工程驗(yàn)收和工程監(jiān)管6個工作環(huán)節(jié)[1]。根據(jù)土地綜合整治項(xiàng)目的工作環(huán)節(jié)，無人機(jī)低空航攝技術(shù)可以按照如下解決思路一體化應(yīng)用于土地綜合整治項(xiàng)目的全過程[8，9，10]。

2 工程試驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)概況

為探索無人機(jī)低空航攝技術(shù)在土地綜合整治項(xiàng)目中一體化應(yīng)用的可行性，按照圖1中提出的解決思路，選取了一土地綜合整治項(xiàng)目區(qū)作為實(shí)驗(yàn)區(qū)。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)耕地分布集中、水資源豐富，地勢平坦，平均海拔約30m，土地綜合整治區(qū)域面積約35平方公里。

2.2 試驗(yàn)過程

按照土地綜合整治項(xiàng)目的進(jìn)程，整個試驗(yàn)分為以下三個階段：

（1）土地綜合整治規(guī)劃用圖測制階段。

2011年10月，采用“兩外兩內(nèi)”的技術(shù)路線應(yīng)用無人機(jī)低空航攝技術(shù)獲取了整治區(qū)內(nèi)地面分辨率0.14米的航拍影像。在像控測量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行空三加密，制作0.14米高分辨率正射影像（DOM）。在立體下采集35平方公里的1：2000地形圖，并將內(nèi)業(yè)采集的線劃圖疊加DOM作為外業(yè)調(diào)繪底圖，按照邊調(diào)繪邊上圖的流水化作業(yè)模式，完成了整個測區(qū)35平方公里1：2000DLG合格產(chǎn)品的生產(chǎn)，如期地移交規(guī)劃設(shè)計(jì)部門開展土地綜合整治設(shè)計(jì)。鑒于無人機(jī)姿態(tài)不是很穩(wěn)，土地綜合整治項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)中對道路、溝渠的高程精度要求較高，為確保成圖的精度，對區(qū)內(nèi)道路、水溝等野外補(bǔ)充采集高程點(diǎn)。

（2）土地綜合整治項(xiàng)目竣工測量階段

2012年4月，在土地綜合整治施工完畢后，采用無人機(jī)低空航攝技術(shù)，按照規(guī)劃設(shè)計(jì)測量階段航飛的技術(shù)參數(shù)，再次獲取整治區(qū)相同分辨率的航攝影像，并成功地測制了35平方公里滿足《湖南省土地綜合整治項(xiàng)目竣工測量的要求》的1：2000地形圖，制作了0.14米分辨率的DOM。

（3）土地綜合整治項(xiàng)目工程量提取分析階段

基于土地整治規(guī)劃設(shè)計(jì)和竣工測量兩個不同時相的DOM，采用面向?qū)ο蟮乃枷?，在ERDAS Objective模塊下分別設(shè)計(jì)了基本農(nóng)田、水利設(shè)施、田間道路、防護(hù)樹木種植等工程量的自動化提取方案，應(yīng)用于本項(xiàng)目中各項(xiàng)工程量的提取，并采用目視解譯方法對自動化提取的結(jié)果進(jìn)行了少量的人機(jī)交互處理，得到最終的工程量。將最終提取的結(jié)果按類別逐層輸出為.shp格式，并利用特征信息轉(zhuǎn)換功能，將每個類別的屬性參數(shù)寫入所輸出矢量文件的屬性表中，在Arcgis軟件中進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)分析。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

（1）測圖效率分析

如表1所示，與傳統(tǒng)全野外數(shù)字化測圖模式相比，采用無人機(jī)低空航攝技術(shù)一體化模式大大提高了土地綜合整治前期地形圖測量和竣工圖測量的效率。本文的方法縮短了成圖的周期，降低了人工的勞動強(qiáng)度。

（2）設(shè)計(jì)效果分析

由于DOM影像數(shù)據(jù)應(yīng)用到了規(guī)劃設(shè)計(jì)中，一改以往單純地基于地形圖進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的弊端，向設(shè)計(jì)人員直觀地再現(xiàn)土地綜合整治區(qū)的原貌，降低了設(shè)計(jì)人員讀圖需要的時間，促使項(xiàng)目的設(shè)計(jì)更加地合理、客觀、科學(xué)，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

（3）竣工成果分析

與傳統(tǒng)全野外方式相比，采用本文的工作模式進(jìn)行竣工測量，除了能提供竣工測量圖外，還將提供清晰的正射影像，進(jìn)一步豐富了傳統(tǒng)竣工測量的成果，為土地綜合整治項(xiàng)目后期的科學(xué)管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（4）工程量提取精度分析

為驗(yàn)證工作量提取精度，在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)施工前后分別采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行實(shí)地調(diào)查、測量、記錄，提取了基本農(nóng)田、水利設(shè)施、田間道路、防護(hù)樹木種植等工程量。結(jié)果表明，采用傳統(tǒng)方法和采用無人機(jī)技術(shù)提取的工程量高度吻合，但采用無人機(jī)技術(shù)的工作效率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法，解決傳統(tǒng)方法定位難、丈量難、記錄難和分析難的問題。因此，應(yīng)用無人機(jī)低空技術(shù)輔助進(jìn)行土地綜合整治項(xiàng)目的工程監(jiān)管在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可行的。

3 結(jié)語

基于無人機(jī)低空航攝技術(shù)在土地綜合整治項(xiàng)目中具有巨大的應(yīng)用前景，能夠提高規(guī)劃設(shè)計(jì)測量和竣工測量中的測圖效率，能夠提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，豐富竣工測量的成果；同時基于高分辨率的無人機(jī)影像能夠快速提取土地綜合整治工程量，用于輔助土地綜合整治項(xiàng)目工程量監(jiān)管，從而提供土地綜合整治項(xiàng)目監(jiān)管工作的水平，有效避免因監(jiān)管不到位而導(dǎo)致的重大損失，促使土地綜合整治項(xiàng)目的監(jiān)管工作走向科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化的軌道。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：無人機(jī) 航路規(guī)劃 設(shè)計(jì)

中圖分類號： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

利用各類型的無人機(jī)進(jìn)行低空大比例尺數(shù)碼航空攝影測量是近兩、三年才開始發(fā)展的高新設(shè)備和技術(shù)，能用于此類作業(yè)的機(jī)型主要是固定翼無人機(jī)和無人直升機(jī)。長期以來,航空攝影一直是軍隊(duì)和國家測繪部門、氣象部門獲取國內(nèi)地面信息的主要手段。航空攝影是一項(xiàng)涉及多組織多工序協(xié)調(diào)作業(yè)的綜合性系統(tǒng)工程,不僅涉及飛行攝影,而且包括技術(shù)性很強(qiáng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。航空攝影規(guī)劃設(shè)計(jì)是航空攝影工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,其精度高低、自動化程度和設(shè)計(jì)速度將直接影響航空攝影的質(zhì)量和效益。

無人機(jī)航測發(fā)展過程及特點(diǎn)

2.1無人機(jī)航測發(fā)展過程

無人機(jī)起源于第一次世界大戰(zhàn)期間，最早被用于戰(zhàn)場偵察監(jiān)視。2005 年，由我國研制的高端多用途無人機(jī)遙感系統(tǒng)首飛實(shí)驗(yàn)成功，并且，該系統(tǒng)在飛行性能、導(dǎo)航控制精度、通信與裝備，以及在系統(tǒng)集成、智能化和高分辨率空間數(shù)據(jù)獲取等方面，達(dá)到了實(shí)用化水平。2009 年，國家重點(diǎn)項(xiàng)目“高精度輕小型航空遙感系統(tǒng)核心技術(shù)及產(chǎn)品”啟動會在北京舉行，該系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品已在北京的 “十一五”國家重大科技成就展上亮相。2010 年國家測繪局開始實(shí)施已的有關(guān)無人機(jī)航攝要求的測繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括《數(shù)字航攝儀檢定規(guī)程》、《無人機(jī)航攝安全作業(yè)基本要求》、《無人機(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求》、《低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》、《低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》及《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》等。低空遙感技術(shù)是近年來在遙感技術(shù)基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來的地理信息數(shù)據(jù)快速獲取技術(shù)，該技術(shù)利用無人飛機(jī)平臺搭載航空數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行航空攝影，可以進(jìn)行自動導(dǎo)航，在1000米以下進(jìn)行低空作業(yè)。

2.2無人機(jī)特點(diǎn)

作為對地觀測技術(shù)應(yīng)用的飛行平臺，用以裝載各種小型對地觀測儀器，可在任何時間飛臨任何地點(diǎn)的上空，執(zhí)行包括科研試驗(yàn)和業(yè)務(wù)操作等幾乎所有類型的遙感飛行任務(wù)。作為對地觀測應(yīng)用中最為普通、最易獲得的平臺，無人機(jī)航空遙感技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上 30 多個國家和地區(qū)研制出了 50 多種無人機(jī)，無人機(jī)型號超過 300 余種，55 個國家裝備了無人機(jī)。

圖2.1 無人飛機(jī)

圖2.2無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

無人機(jī)航測技術(shù)作為一項(xiàng)空問數(shù)據(jù)獲取的重要手段，具有適用地形廣泛、影像實(shí)時傳輸、高危地區(qū)探測、成本低、快速高效、使用機(jī)動靈活，以及用于補(bǔ)充地面測量、衛(wèi)星遙感和有人機(jī)航空測量等大、中比例尺測圖等優(yōu)勢。雖然無人機(jī)具有操作輕便、機(jī)動靈活、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但由此帶來的體積小、載荷輕等缺點(diǎn)，使得無人機(jī)遙感影像和普通航空影像之間產(chǎn)生一定的差異，并且對無人機(jī)航空攝影測量的操作要求也更為嚴(yán)格。一般來說，無人機(jī)遙感系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是使用非量測相機(jī)、飛行姿態(tài)不穩(wěn)定、像幅小、基高比小、重疊度大等。

三航路規(guī)劃方法

3.1確定大致的航線覆蓋范圍和高度

對區(qū)域?qū)崿F(xiàn)航線設(shè)計(jì)，必須先展開無人機(jī)航空拍攝的精確數(shù)據(jù)。包括航線覆蓋范圍的大小、行高的大小及精確航線的定位。以航攝比例尺分母m=6 000,像幅0. 25 m×0. 25 m為例,基準(zhǔn)面上像幅覆蓋為:

0.25×6000=1500（m）

半張像片有效覆蓋:

1 500/2-90=660(m)

其中90m為測繪工作邊線距像片邊緣的實(shí)地距離。

以西氣東輸線路選線航空攝影航線設(shè)計(jì)為例,根據(jù)測繪工作邊線距線路中心點(diǎn)的距離不大于400m的要求,則航線偏離線路中心的最大距離為:

660-400=260(m)

這樣,就可以繪出一條參考航線,并根據(jù)這條參考航線來確定這條航線所覆蓋的大致范圍。

3.2結(jié)合實(shí)地 明確實(shí)地和環(huán)境

確定無人機(jī)需要完成任務(wù)的區(qū)域,明確地形信息以及威脅源分布的狀況以及無人機(jī)的性能參數(shù)等各種實(shí)際條件。有時可以在系統(tǒng)中打在電子地圖。電子地圖在無人機(jī)的航路規(guī)劃中發(fā)揮著十分重要的作用，它是融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)等各種技術(shù)的一種地圖表現(xiàn)形式。數(shù)字地圖是完成這些判斷的基本依據(jù),數(shù)字地圖可以顯示出飛行過程中的各種障礙數(shù)據(jù)，并計(jì)算出其具體的地理位置，為無人機(jī)順利完成任務(wù)提供可能。可以說，數(shù)字地圖在整個航路規(guī)劃的過程中都是特別重要的。目前光柵位圖和矢量形式這兩種是數(shù)字地圖的使用格式。如基于圖形的航路規(guī)劃方法中,首先根據(jù)一定的規(guī)則將飛行環(huán)境表示成由一系列飛行航路組成的網(wǎng)絡(luò)圖,然后根據(jù)特定的評價函數(shù)對網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行航路搜索,最后得到連接起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的“最優(yōu) ”航路。無人機(jī)對某區(qū)域進(jìn)項(xiàng)路航規(guī)劃。某測繪單位對測區(qū)面積約為 8km2。測區(qū)平均海拔 900 米，處于一個小盆地中央，規(guī)劃了像片重疊度設(shè)計(jì)為航向 70％，旁向 40％，地面分辨率 0.1 米，相對航高 547米。正射影像拍攝設(shè)計(jì)了 11 條航線（圖 3-1），每條 26 張，共計(jì) 286 張。傾斜影像拍攝設(shè)計(jì)了 20 條航線，每條 26 張，共計(jì) 520 張。兩種拍攝的第一條航線都是由北向南，航向都是由西向東。路航規(guī)劃必須考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、風(fēng)向、任務(wù)拍攝精確程度等。

圖3.1 航路規(guī)劃

3.3采用適當(dāng)?shù)乃惴?/p>

采用航路規(guī)劃算法,按任務(wù)要求對目標(biāo)進(jìn)行分配及對無人機(jī)的航路進(jìn)行規(guī)劃,在一定環(huán)境范圍內(nèi)，規(guī)劃處可供參考的航行線路。飛行之前的任務(wù)級別規(guī)劃主要通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的各種計(jì)算，多次長時間地完善得出的最佳航路，有時機(jī)內(nèi)平臺還可以依靠攜帶的電子地圖、參數(shù)庫等顯示出實(shí)際情況以便做出靈活應(yīng)對。目前的算法也很多，比較常用的有啟發(fā)式算法,主要是要縮小搜索范圍以把復(fù)雜問題簡單化，其方式就是利用問題擁有的啟發(fā)信息來引導(dǎo)搜索，可以計(jì)算出無人機(jī)的最短路徑；用Dijkstra算法進(jìn)行最優(yōu)搜索,形成最優(yōu)路徑航路點(diǎn)序列,最終生成水平整體最優(yōu)航路；還有遺傳算法、蟻群算法等。

3.4提交多種路航方案 擇優(yōu)錄取

在多種航路規(guī)劃方案中，選出最好方案。方案應(yīng)要滿足無人機(jī)的最小轉(zhuǎn)彎半徑、飛行高度等限制性條件。還有較小的雷達(dá)發(fā)現(xiàn)概率,形成可供無人機(jī)飛行的航路。在實(shí)際操作中，要分析具體實(shí)際情況具備靈活及時的航路重新規(guī)劃能力。分成任務(wù)級和戰(zhàn)術(shù)級是無人機(jī)航路規(guī)劃的兩個級別。兩者的最大區(qū)別就是任務(wù)級別是飛行之前就規(guī)劃好的，具有參考價值，而后者則是飛行過程中的，會不斷地發(fā)生變化，具有實(shí)用性。

目前無人機(jī)所要執(zhí)行任務(wù)越來越復(fù)雜,環(huán)境的不確定性,對航路規(guī)劃的要求也將越來越高。不確定環(huán)境下的實(shí)時航路規(guī)劃將是未來的研究重點(diǎn),首要解決弱實(shí)時的航路規(guī)劃,其次要解決戰(zhàn)術(shù)級的強(qiáng)實(shí)時的航路規(guī)劃問題。當(dāng)一種方法無法滿足航路規(guī)劃要求時,高效的全局搜索方法和局部搜索方法的混合使用將是一種趨勢。

小結(jié)

綜上所述，無人機(jī)航路規(guī)劃過程復(fù)雜,在實(shí)際操作中還會遭遇更多的不可預(yù)知的環(huán)境，需要更加合理和精確的地形庫表示系統(tǒng),并且要更加精確的威脅源表達(dá)方式并且要充分考慮無人機(jī)的性能因素的限制。希望能為相關(guān)領(lǐng)域提供些許參考，以體現(xiàn)筆者成文價值。

參考文獻(xiàn)

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[2]柳長安. 無人機(jī)航路規(guī)劃方法研究[D].西北工業(yè)大學(xué),2003.

篇6

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測；礦山測繪；應(yīng)用

無人機(jī)航測技術(shù)是遙感技術(shù)中的一種，繼衛(wèi)星遙感技術(shù)、大飛機(jī)遙感技術(shù)之后的一項(xiàng)新型航空遙感技術(shù)，對于我國應(yīng)急測繪保障、國土資源檢測以及一些重大工程項(xiàng)目建設(shè)范圍中應(yīng)用十分廣泛。由于無人機(jī)航測技術(shù)在應(yīng)用過程中具有適用范圍廣泛、影像實(shí)時傳輸以及能夠在高危地區(qū)進(jìn)行檢測等這些優(yōu)勢，并且在應(yīng)用中還具有成本價格低、工作效率高、使用方便靈活等優(yōu)勢得到一些需要行業(yè)的青睞，并在日常中不斷對該技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn)，使其在今后成為主要的航空遙感技術(shù)。而這種新型的遙感技術(shù)相對于傳統(tǒng)的人機(jī)航測而言，具有隱蔽性好、事故率低、操作靈活、影像獲取方便等各種優(yōu)勢，因此在實(shí)際工作應(yīng)用中十分受到青睞，具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢。

1 無人機(jī)航測的概況

無人機(jī)航測最早出現(xiàn)在20世紀(jì)20年代，但是當(dāng)時受到科技水平的限制，在日常工作中還未被廣泛應(yīng)用，隨著社會科學(xué)水平的不斷進(jìn)步和發(fā)展，無人機(jī)航測技術(shù)也在逐漸完善，加之其具有的獨(dú)特優(yōu)勢，逐漸成為人們?nèi)粘９ぷ髦械闹匾獪y繪技術(shù)，并在不斷完善過程中逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍。無人機(jī)航測由于其靈活性和事故率低等優(yōu)勢，適合在一些地區(qū)范圍較小以及飛行較為困難的地區(qū)操作，其高分辨率攝像頭能夠快速實(shí)時的將內(nèi)部情況通過影像傳輸出來，方便工作人員及時對地形和內(nèi)部情況進(jìn)行分析。

無人機(jī)航測受地域范圍影響較小，同時也不是很容易受到氣候條件的限制，因此在具體操作中相對比較方便，能夠幫助人們探測到人工無法進(jìn)入的一些地區(qū)，幫助測繪工作更加精準(zhǔn)信息。無人機(jī)航測的工作中其工作效率和準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工操作，因此在應(yīng)用中也不用過分擔(dān)心設(shè)備以及外部條件會對人員造成一定的傷害，存在人員安全隱患，由于這些優(yōu)勢的存在，使得無人機(jī)航測技術(shù)在今后的應(yīng)用中越來越被重視。

2 無人機(jī)航測在礦山測繪中的項(xiàng)目任務(wù)

無人機(jī)航y(tǒng)由于其自身的優(yōu)勢以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，目前無人機(jī)航測在礦上測繪中的應(yīng)用越來越頻繁，而在礦上測繪中的應(yīng)用是要滿足發(fā)展建設(shè)及安全生產(chǎn)的要求。礦山的測繪工作是開發(fā)礦山的前提，會影響到今后對礦山進(jìn)行開發(fā)的施工安排，因此對于礦山測繪的精準(zhǔn)度要求很高。所以將無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用在礦山測繪中需要加強(qiáng)對該技術(shù)的管理，保障測繪出的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。由于礦山測繪對于數(shù)據(jù)的要求，在航測區(qū)應(yīng)該布置大量的地面控制點(diǎn)用來獲取全面準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

對于項(xiàng)目任務(wù)的制定一定要考慮到航測礦山區(qū)域的地形以及海拔情況，從而根據(jù)實(shí)際情況制定科學(xué)合理的航測方案以及選取適合的航測技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)獲取精準(zhǔn)信息的目的。航測項(xiàng)目是開采礦山之前對于施工過程信息獲取，方案擬定的前提保障，也是控制整個工程操作方向的關(guān)鍵因素。

3 無人機(jī)航測技術(shù)的優(yōu)勢

無人機(jī)航測技術(shù)是相對于人機(jī)航測而言的新型技術(shù)，也是遙感技術(shù)中的一種，其出現(xiàn)具有適用范圍廣、影像傳輸實(shí)效性高、節(jié)省時間以及人工成本低等優(yōu)勢，其適用范圍是中比例吃測圖。

3.1 應(yīng)急性能好

在工程測繪過程中，由于工作繁復(fù)且工程浩大，在測繪中途常常會出現(xiàn)一些意想不到的情況，而面臨一些突發(fā)事件，應(yīng)急反應(yīng)十分重要。傳統(tǒng)的人機(jī)航測由于各種限制，使得在出現(xiàn)突發(fā)事件時不能夠及時采取應(yīng)對措施從而造成一定資金或者人工方面的損失，而無人機(jī)航測技術(shù)則能夠具體應(yīng)對突發(fā)事件，而整個過程中只需要為其提供一個比較平整的降落地面即可，因此極大的降低了資金、人工方面損失的可能性，大大節(jié)省了空間資本。

3.2 作業(yè)周期短

作業(yè)周期短與其飛行高度有關(guān)，其飛行高度一般控制在1000米以下，這樣的高度在飛行過程中對于空域要求不高，因此不需要申請空域，而這點(diǎn)極大的提高了工作效率，減少工作阻礙，因此有助于縮短作業(yè)周期。

3.3 收集數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)

無人機(jī)航測技術(shù)能夠到人機(jī)航測無法到達(dá)的地區(qū)進(jìn)行探測，加之其攝像頭的分辨率極高，無論是從其飛行條件還是高度來看都能夠極大的增強(qiáng)工作效果，因此，用無人機(jī)航測技術(shù)測繪出來的數(shù)據(jù)往往準(zhǔn)確率極高，有助于礦山開采的具體施工方案的制定。

3.4 操作方便

無論是在技術(shù)方面還是機(jī)型方面，無人機(jī)航測相對于傳統(tǒng)的人機(jī)航測而言都有很大的進(jìn)步，因此在操作中也十分便利同時也方便攜帶。

3.5 節(jié)約成本

無人機(jī)航測在操作中完全依靠遙控進(jìn)行，加上其機(jī)型較小，因此在操作費(fèi)用以及人工成本和安全系數(shù)方面都具有一定的優(yōu)勢。

4 無人機(jī)航測項(xiàng)目實(shí)施情況

4.1 航線的設(shè)計(jì)

對于航測之前，首先是需要針對航測地區(qū)進(jìn)行有關(guān)地形地勢、面積、海拔高度、自然環(huán)境等各方面進(jìn)行調(diào)查和了解，根據(jù)航測地區(qū)的實(shí)際情況制定出科學(xué)合理的航圖，這其中應(yīng)該包含有航線的數(shù)量、方向、航高、分辨率等，而每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都應(yīng)該精準(zhǔn)合理，通過一些詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息設(shè)計(jì)出合理的航線規(guī)劃。確保在具體的操作實(shí)施中保障每條航線收集到的數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)無誤。

4.2 地面控制

地面的控制屬于內(nèi)業(yè)布點(diǎn)，根據(jù)有關(guān)規(guī)范條文規(guī)定，在航測地區(qū)需要對地面區(qū)域的具體情況進(jìn)行布設(shè)，在具體的操作實(shí)施中要根據(jù)礦山的實(shí)際情況和地形特點(diǎn)來進(jìn)行野外刺點(diǎn)，從而保障地面沒有區(qū)域死角，確保最終的航測范圍覆蓋率百分之百。

4.3 加密結(jié)果精度及采集精度評定分析

4.3.1 空中三角測量

空中三角測量法的技術(shù)主要是針對數(shù)碼影像相對較小、地面控制點(diǎn)較少的條件來進(jìn)行的，通過計(jì)算礦山區(qū)域中所有影像的外方位元素和所有加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)，通過將這些收集檢測到的數(shù)據(jù)信息利用相關(guān)軟件進(jìn)行處理，從而得到最佳的測量效果。

4.3.2 成果精度分析

根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)測量和計(jì)算出的定向點(diǎn)的中誤差和最大誤差，連接點(diǎn)的中誤差和最大誤差，根據(jù)有關(guān)測量規(guī)定中的條文，加上計(jì)算出來的平差結(jié)果來綜合分析出礦山區(qū)測繪中無人機(jī)飛行的高度，并對檢測到的影像結(jié)果進(jìn)行精確的檢測，按照一定的圖測比例要求來檢測，可以看出無人機(jī)航測對于人機(jī)航測而言在影像上更佳清晰明確，數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，更加適合一些小地區(qū)大比例的地形測繪。

5 結(jié)束語

由于無人機(jī)航測技術(shù)的不斷完善和改進(jìn)，加之其自身的一些獨(dú)特優(yōu)勢，使得該技術(shù)在礦山測繪中越來越發(fā)揮著重要的作用，礦山測繪中應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)不僅為其節(jié)省了一定的人工成本，同時也獲取了更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息以及保障了操作人員的人身安全。由于礦山地形等條件的限制，在開采之前一定要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的勘探和數(shù)據(jù)調(diào)查，制定出可行的施工方案。因此無人機(jī)航測技術(shù)在今后研發(fā)中還要不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，為我國礦山測繪作出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王洛飛.無人機(jī)低空攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景[J].測繪與空間地理信息，2014（02）.

篇7

關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃；現(xiàn)代測量技術(shù)；應(yīng)用

引言

城市規(guī)劃是一種對城市發(fā)展的戰(zhàn)略性指導(dǎo)，是一種空間規(guī)劃，這種空間規(guī)劃是人類居住環(huán)境層面上的、是以城市層次為主要工作對象的，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，通過對城市空間資源和土地資源的合理利用來建設(shè)適合人類棲息的環(huán)境是它的根本目的，城市規(guī)劃的內(nèi)涵和外延隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展有了新的變化。所以，只有對城市各種信息進(jìn)行準(zhǔn)確把握和全面了解，才能做出好的城市規(guī)劃和建設(shè)方案。而現(xiàn)代化測量技術(shù)為城市規(guī)劃和建設(shè)提供高精度的數(shù)據(jù)資料，使城市規(guī)劃建設(shè)方案更加科學(xué)合理，對充分發(fā)揮城市規(guī)劃對城市發(fā)展的戰(zhàn)略指導(dǎo)作用具有重要的意義。

一、幾種現(xiàn)代測量技術(shù)的分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新的現(xiàn)代技術(shù)不斷涌現(xiàn)，各個領(lǐng)域都應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行工作，城市規(guī)劃領(lǐng)域也不例外，下面我們來分析幾種目前在城市規(guī)劃測量工作中應(yīng)用范圍最廣、有效性最大，熟知度最高的現(xiàn)代測量技術(shù)。

1、GPS技術(shù)（全球定位系統(tǒng)）GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，它是一種全新的現(xiàn)代導(dǎo)航與定位技術(shù)，可以為全球任意多個用戶和任意地點(diǎn)提供瞬時測速服務(wù)和三維定位。定位精度高、全天候作業(yè)、經(jīng)濟(jì)效益好、操作簡便、觀測時間短等是其顯著特點(diǎn)。2、數(shù)字化土地測量技術(shù)數(shù)字化土地測量技術(shù)是在原有的地圖上通過計(jì)算機(jī)、繪圖儀、數(shù)字化軟件、數(shù)字化儀和掃描儀等進(jìn)行工作，從而在短時間內(nèi)獲得數(shù)字化成果、直接使用測量結(jié)果、用計(jì)算機(jī)模擬信號來進(jìn)行直觀表達(dá)、對數(shù)字化成果進(jìn)行更新和維護(hù)、根據(jù)不同用戶的各種需求來對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工。3、RS技術(shù)（遙感技術(shù)）RS（遙感）技術(shù)它是指在離被測物體很遠(yuǎn)的位置上使用儀器設(shè)備，接收和記錄現(xiàn)象或者物體發(fā)射或者反射的電磁波信息，經(jīng)過對信息的分析和加工處理，對現(xiàn)象或者物體的性質(zhì)以及它的變化進(jìn)行識別和探測的理論與技術(shù)。RS技術(shù)的出現(xiàn),使人類對空間的認(rèn)識能力進(jìn)一步擴(kuò)展，隨著遙感技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，信息豐富、現(xiàn)勢性強(qiáng)、準(zhǔn)確等遙感數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)一步突出，從而在環(huán)境、測繪、農(nóng)林、地理、等各個方面廣泛應(yīng)用。4、無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)是指利用無人機(jī)對土地進(jìn)行拍攝之后對影像資料進(jìn)行研究與分析，從而得出測量數(shù)據(jù)，它可以將野外操作轉(zhuǎn)變?yōu)槭覂?nèi)操作，該技術(shù)不會受到地形環(huán)境的限制，具有一定的技術(shù)含量和較高的精準(zhǔn)度。隨著無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)的日趨成熟以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，無人機(jī)測量以及在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。5、GIS技術(shù)（地理信息系統(tǒng)）GIS技術(shù)是地理信息系統(tǒng)的簡稱，是一種以采集、管理、描述、貯存、和分析地球表面（包括大氣層）與空間和地理分布相關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。

二、現(xiàn)代測量技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

1、GPS測量技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

在測量中使用GPS技術(shù)，不但操作簡單、布局靈活，而且精準(zhǔn)度高，大大提高了測量的精度，為測量技術(shù)帶來了革命性的變化。GPS測量不但不會受到天氣、地形等自然環(huán)境的影響，而且能夠在自然環(huán)境惡劣的情況下如期完成測量工作。目前，GPS測量技術(shù)的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益都是常規(guī)測量方法的數(shù)倍，所以大多數(shù)城市都有自己的GPS控制網(wǎng)，來為城市發(fā)展提供基本的數(shù)據(jù)資料。特別是RTK技術(shù)的發(fā)展，使GPS能夠更加快捷高效的獲取城市野外數(shù)據(jù)，GPS技術(shù)已經(jīng)在控制測量、地籍要素測量、放樣與施工測量和地形測量等城市基本測量方面得以廣泛應(yīng)用。加之，GPS在車輛監(jiān)控導(dǎo)航中也得到廣泛的應(yīng)用，使城市交通擁堵問題得到有效的解決，是現(xiàn)代城市交通規(guī)劃中的一個非常重要的考慮因素。

2、數(shù)字化土地測量技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

由于復(fù)雜和繁瑣的線條、數(shù)字和符號、文字使傳統(tǒng)測量工作對專業(yè)知識具有較高的要求，非專業(yè)人事無法看懂這些圖文、數(shù)據(jù)所代表的意義。而數(shù)字化土地測量技術(shù)具有直觀形象的特點(diǎn)，可以在計(jì)算機(jī)屏幕上對測繪過程中的各種元素進(jìn)行直觀生動的體現(xiàn)，并且隨時可以修改和調(diào)整測繪產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的便利性和快捷性，通俗易懂。特別是現(xiàn)代城市規(guī)劃與建設(shè)對數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和科學(xué)性具有更高的要求，并且需要反復(fù)的分析、對比和評估測繪的數(shù)據(jù)，因此在現(xiàn)代城市規(guī)劃與建設(shè)中應(yīng)用數(shù)字化土地測量技術(shù)，不僅能夠更直觀的分析個數(shù)據(jù)，而且更有利于比較多種設(shè)計(jì)方案，從而使測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性得到有效的保證。3、RS測量技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用隨著數(shù)字化城市的不斷深入，數(shù)據(jù)格式多、數(shù)據(jù)量大成為城市規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，這就要求用運(yùn)一種在數(shù)據(jù)采集方面有突出優(yōu)勢的技術(shù)來滿足時展的要求，而RS技術(shù)能夠滿足現(xiàn)代數(shù)字化城市的發(fā)展需求，RS技術(shù)也成為城市規(guī)劃別重要的數(shù)據(jù)來源。目前，RS技術(shù)在城市規(guī)劃中主要應(yīng)用于城市空間布局綜合分析和城市規(guī)劃實(shí)施情況動態(tài)監(jiān)測兩個方面。4、無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)具有高分辨率、操作靈活、起降方便、成本低廉等特點(diǎn)，在城市規(guī)劃與市政管理、小區(qū)域航空攝影、征遷拆違與應(yīng)急指揮、危險區(qū)域目標(biāo)攝影、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、自然災(zāi)害監(jiān)測評估等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)可以為城市規(guī)劃區(qū)域的數(shù)字高程模型的生產(chǎn)、大比例尺影像地圖生產(chǎn)、DLG產(chǎn)品、正射影像制作提供高分辨率，可以對中間設(shè)施和區(qū)域進(jìn)行三維數(shù)字建模和應(yīng)急保障，還可以對重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤﹦討B(tài)變化監(jiān)測，滿足城市信息化建設(shè)對各種類型空間數(shù)據(jù)的需求。5、GIS測量技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用GIS測量技術(shù)主要在構(gòu)建城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、輔助城市規(guī)劃進(jìn)行各項(xiàng)專題分析、規(guī)劃信息的查詢與管理、規(guī)劃成果的網(wǎng)絡(luò)、實(shí)現(xiàn)三維展示與漫游、規(guī)劃方案比選和分析評價等幾個方面得以集中體現(xiàn)。

總結(jié)：

在日新月異的城市規(guī)劃過程中，城市規(guī)劃和建設(shè)工作想著更加規(guī)范、科學(xué)的方向發(fā)展，城市測量更加需要借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來提高效能，以符合現(xiàn)代化城市規(guī)劃發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：土地規(guī)劃；俯視土地；管

一提起“土地”，在很多人的固有印象就是傳統(tǒng)的農(nóng)田耕作、開墾、整治，還有城市的建設(shè)等，代表的是一種比較枯燥無味的工作和事物。的確，土地作為人類生存、生息、勞作的基礎(chǔ)載體，它承載了人類所有的工作和生活的基礎(chǔ)。從平面上看，大多數(shù)土地的確是枯燥無味的，所望見的不外乎都是農(nóng)田、樹林、耕地、草地還有建筑密集的城市建成區(qū)。由于地殼構(gòu)造的特點(diǎn)，人類暫時無法從地下仰視土地。但是，從空中俯視土地確實(shí)一件比較容易的事情，無論是搭乘民航客機(jī)或直升機(jī)、登高遠(yuǎn)眺、運(yùn)用無人機(jī)拍攝等手段，都可以從另一個角度對土地獲得非常直觀的認(rèn)識，是土地規(guī)劃工作中一種很好手段。從空中看土地，將有利于用最快的時間對一個區(qū)域的土地布局有個完整的印象和認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)問題，同時也可以欣賞到土地的美感，一舉多得。本文將對比幾種俯視土地的方式，并進(jìn)行對比，分析各自的適用性，為未來的土地規(guī)劃調(diào)研工作提供參考。

1 制高點(diǎn)俯視

在軍事活動中一向都非常重視對城市及區(qū)域制高點(diǎn)的占領(lǐng)，制高點(diǎn)不僅是獲得一個地區(qū)軍事占據(jù)點(diǎn)的重要目標(biāo)，同時它也是直觀了解土地規(guī)劃布局的重要地點(diǎn)。站在區(qū)域的制高點(diǎn)，可以通過肉眼或望遠(yuǎn)鏡等技術(shù)手段獲得對周邊區(qū)域的土地規(guī)劃布局的直觀認(rèn)識，包括城市的河流走向、建筑高度分布、建成區(qū)范圍、耕地和林地的分布等。

制高點(diǎn)一般包括兩類，一是自然的制高點(diǎn)。主要是山峰或丘陵的高處，如廣州的摩星嶺、深圳的梧桐山等；二是人工建筑的制高點(diǎn)，俗稱“地標(biāo)”，如廣州的廣州塔或東塔、南京的紫峰大廈、上海的環(huán)球金融中心等，開展土地規(guī)劃調(diào)研工作中，如果能準(zhǔn)確找到上述的制高點(diǎn)，可以通過制高點(diǎn)先期對區(qū)域的土地布局有個整體的認(rèn)識和了解。制高點(diǎn)俯視可操作性較強(qiáng)，調(diào)研成本不高，但也有局限性，其中人工建筑的制高點(diǎn)僅限于大中城市，小城鎮(zhèn)不適用，并非所有城鎮(zhèn)尤其是農(nóng)村周邊都有山峰或高樓，即使有制高點(diǎn)也因地形等各種原因難以通達(dá)等。

2 民航客機(jī)鳥瞰

乘坐民航飛機(jī)抵達(dá)一座城市，比起乘車、船抵達(dá)有個顯著的優(yōu)勢是：能從整體上對當(dāng)?shù)氐耐恋夭季钟袀€整體的認(rèn)識，比如城市是靠海還是臨江、臨山，周邊的農(nóng)田分布情況，在飛機(jī)降落時都會一覽無余。同時，由機(jī)速度快，在乘飛機(jī)的時候可以對一個較大的區(qū)域，如國家、省份的整體土地布局、土壤特點(diǎn)、農(nóng)田水利情況有較為直觀的認(rèn)識。尤其是對一些較大范圍的無人區(qū)，包括沙漠、凍土帶、雪峰冰川等，其他交通工具難以到達(dá)的地方，采用民航飛機(jī)拍攝也是非常方便的。

常見的田塊都是方形或不規(guī)則形狀的居多，但飛機(jī)飛越南非的時候，會看見很多圓形的土地地塊，這是因?yàn)槟戏堑貜V人稀，采用了自動化指針式噴淋灌溉系統(tǒng)，所以農(nóng)田是圓的。這樣節(jié)約了水資源，也提升了農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平。

乘坐民航飛機(jī)鳥瞰的局限性：經(jīng)濟(jì)成本較高，受氣象條件、飛行時間和方向等的影響較大，飛行高度很高，不適宜高精度拍攝。

3 通用航空鳥瞰

民航班機(jī)飛行速度快，飛行高度較高，航線較為固定，功能主要以長途運(yùn)輸為主，因此，在鳥瞰各地的土地情況時候有較大的局限性。相比之下，通用航空飛行高度較低（多在1000米以下），速度比民航客機(jī)慢，功能以觀光、農(nóng)業(yè)作業(yè)、攝影、短途運(yùn)輸、防洪監(jiān)測為主，因此更適宜低空拍攝各地的土地分布、布局情況。通用航空包括直升機(jī)、小型飛機(jī)等，主要運(yùn)用于人口較少的地區(qū)。我國的新疆、內(nèi)蒙古及廣西桂林等少數(shù)地方開通了通用航空服務(wù)。

乘直升機(jī)飛越美國東部紐約州的實(shí)拍照片，可以清晰地看出美國村莊建筑布局特點(diǎn)：以低矮房屋為主，綠化以低矮灌木為主，路網(wǎng)為環(huán)狀+放射狀。

通用的航空主要局限性：價格高昂，推廣地區(qū)不多，受航線方向和氣候的約束性較大，不適宜在多數(shù)地區(qū)使用。

4 無人機(jī)拍攝

近年來非?；鸨臒o人機(jī)無疑是最新潮的一種空中拍攝土地的方式。無人機(jī)航拍攝影是以無人駕駛飛機(jī)作為空中平臺，以機(jī)載遙感設(shè)備，如高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)、輕型光學(xué)相機(jī)、紅外掃描儀等獲取信息，用計(jì)算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。全系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和最優(yōu)化組合方面具有突出的特點(diǎn)，是集成了高空拍攝、遙感技術(shù)、視頻影像微波傳輸和計(jì)算機(jī)影像信息處理的新型應(yīng)用技術(shù)。

使用無人機(jī)進(jìn)行小區(qū)域遙感航拍技術(shù)，在實(shí)踐中取得了明顯成效和經(jīng)驗(yàn)。該技術(shù)適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)和文化建設(shè)發(fā)展的需要，為中小城市特別是城、鎮(zhèn)、縣、鄉(xiāng)等地區(qū)經(jīng)濟(jì)和文化建設(shè)提供了有效的遙感技術(shù)服務(wù)手段。目前，百度百科已與“大疆創(chuàng)新”大無人機(jī)合作，收錄無人機(jī)拍攝的照片。

在土地規(guī)劃調(diào)研中，無人機(jī)也具有很多優(yōu)勢：拍攝的照片清晰、精度高，受場地、航線限制少，價格適中。與飛機(jī)不同的是，拍攝者可以根據(jù)拍攝的需求，隨時調(diào)整飛行方向和距離，這是其他飛行工具無法做到的。通過無人機(jī)，可以深入受地形條件限制常人難以到達(dá)的地方如懸崖、沼澤地、洞穴、冰川、高樓中間地帶，這是傳統(tǒng)的觀測衛(wèi)星圖和地形圖、實(shí)地調(diào)研等無法做到的。無人機(jī)不僅可以拍攝陸地國土區(qū)域，還可以拍攝水面、海洋等土空間。無人機(jī)的主要缺點(diǎn)是電池容量有限，不能進(jìn)行較長時間和較長距離的拍攝，受拍攝者的活動范圍限制，不能深入較大范圍的無人區(qū)拍攝，主要適用于較小范圍內(nèi)的精準(zhǔn)拍攝。

篇9

關(guān)鍵詞：工程測量測繪；無人機(jī)；航拍技術(shù)；要點(diǎn)

1 無人機(jī)航拍技術(shù)概述

無人機(jī)航拍技術(shù)，是一種集成了高空拍攝、遙控、遙測技術(shù)、視頻影像微波傳輸和計(jì)算機(jī)影像信息處理的新型應(yīng)用技術(shù)。

（一）無人機(jī)技術(shù)

無人機(jī)航拍技術(shù)發(fā)展的前提是無人機(jī)的出現(xiàn)。無人機(jī)，顧名思義，是一種不載人的航空器，主要包括固定翼型無人機(jī)、無人駕駛直升機(jī)兩類。之所以可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛，是由工程師在地面上通過無線電遙控設(shè)備操控機(jī)載計(jì)算機(jī)程控系統(tǒng)而進(jìn)行的。無人機(jī)的出現(xiàn)，一開始主要是為了開展有人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，如危險區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、空中救援指揮和環(huán)境遙感監(jiān)測。經(jīng)過幾代產(chǎn)品的更新，無人機(jī)由最開始的主要是在軍事上的應(yīng)用后來逐漸發(fā)展到用于作戰(zhàn)、偵察及民用遙感飛行平臺、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域。在工程測量中運(yùn)用無人機(jī)，能夠有效解決小面積低空攝影存在的問題。無人機(jī)的實(shí)際操作使用步驟主要包括以下幾個方面：野外像控點(diǎn)的布設(shè)和測量、取得測區(qū)資料數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)空三加密以及數(shù)字測圖。

（二）機(jī)載遙感設(shè)備

要讓無人機(jī)航拍得以實(shí)現(xiàn)，除了無人機(jī)這個“空中平臺”外，還需要能夠獲取信息、處理圖像信息、并能夠按照一定的精度要求制作成像的機(jī)載遙感設(shè)備，這些機(jī)載遙感設(shè)備都具有體積小、精度高、儲存量大的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前使用的主要有高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)、紅外掃描儀、磁測儀等。根據(jù)不同類型的遙感任務(wù)，選用不同的機(jī)載遙感設(shè)備。目前，制造的數(shù)字航空測量相機(jī)已經(jīng)可以達(dá)到很高的像素，能夠在航拍時，同時拍攝彩色、紅外、全色的高精度航片。此外，科學(xué)家們?yōu)榱四軌蛱岣哌b感飛行的效率，還同過使用多臺哈蘇相機(jī)進(jìn)行組合照相。這些機(jī)載遙感設(shè)備不僅僅能夠?qū)こ痰撵o態(tài)、物理幾何結(jié)構(gòu)，還可以進(jìn)行一種動態(tài)地全過程監(jiān)測、把握實(shí)時的微小變化、通過對觀測結(jié)果的比較分析，從而對即將出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)防、防患于未然，同時能夠?qū)ξ矬w未來的發(fā)展變化趨勢進(jìn)行預(yù)測。

（三）無人機(jī)影像處理流程

無人機(jī)利用機(jī)載遙感設(shè)備獲取影像資料以后，根據(jù)POS相關(guān)數(shù)據(jù)，自動建立航帶內(nèi)與航帶間的拓?fù)潢P(guān)系系統(tǒng)網(wǎng)，航帶規(guī)劃設(shè)計(jì)包括單次航飛時間設(shè)計(jì)、航飛架次設(shè)計(jì)和航帶帶寬劃分。而測區(qū)范圍的規(guī)劃，首先要設(shè)定測量區(qū)域最大外接矩形，得出測區(qū)四角標(biāo)注之后，計(jì)算航拍次數(shù)。根據(jù)控制網(wǎng)布設(shè)GPS控制點(diǎn)去構(gòu)建目標(biāo)區(qū)域控制網(wǎng)，根據(jù)典型地貌特征點(diǎn)的選擇、對測區(qū)現(xiàn)場進(jìn)行均勻布控。然后根據(jù)主點(diǎn)坐標(biāo)、對稱畸變參數(shù)和CCD非正方形比例參數(shù)進(jìn)行影像比例的糾正。第二步驟，根據(jù)區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算、加密點(diǎn)物方空間坐標(biāo)解算、影像的外方位元素，計(jì)算空中三角測量。最后，進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)匹配，即進(jìn)行多模型、多重疊DEM匹配、采集，以測區(qū)為單位創(chuàng)建像對正射影像。隨后生成DOM成果。

2 無人機(jī)航拍技術(shù)的要點(diǎn)

（一）無人機(jī)航拍的申報

對于無人機(jī)航拍，我國出臺了專門性的管理政策法規(guī)，再加上無人機(jī)航拍自身的飛行特征，共同決定了無人機(jī)航拍的申報流程的獨(dú)特性。按照我國的政策法規(guī)對無人機(jī)進(jìn)行劃定，其屬于一種無人駕駛航空器，因此需要按照我國通用航空相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作和使用，如果嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行的話，只有具備執(zhí)照的人才能操作無人機(jī)進(jìn)行航拍作業(yè)，我國在這方面也不斷加強(qiáng)管理的力度，目前主要的負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)為中國私用航空器擁有者及操作手協(xié)會。另外，在操作和使用無人機(jī)之前，還需要提前申報空域，并在飛行前的15小時就需要向管理部門申報飛行計(jì)劃，一般情況下，在發(fā)出申報3小時之內(nèi)就可以得到回復(fù)。但是為了確保安全，操作人員還需要在飛行之前再次通過電話進(jìn)行核實(shí)。

（二）航拍畫質(zhì)的穩(wěn)定

與消費(fèi)級無人機(jī)不同，航拍無人機(jī)對畫質(zhì)的要求更高，并不是隨便拍出分辨率較高的畫面就可以了，而是需要對目標(biāo)物進(jìn)行持續(xù)的、長時間的拍攝，對拍攝的要求非常高，拍攝角度和距離具有特定的要求，同時對目標(biāo)凝視和畫面防抖都具有較高的要求，這就需要在航拍無人機(jī)上安裝穩(wěn)定平臺，如陀螺儀穩(wěn)定的測距儀，這種設(shè)備首先在戰(zhàn)列艦上出現(xiàn)。由于無人機(jī)自身的特點(diǎn)，對陀螺儀的靈活性和穩(wěn)定性都具有更高的要求，一般在無人機(jī)上使用重量小集成度高的微機(jī)電MEMS陀螺組件。此設(shè)備具有檢測平臺角度和角速的作用，并將信息反饋給平臺驅(qū)動電機(jī)，這樣就可以減輕飛行器姿態(tài)變化的影響，保證平臺上的攝像機(jī)的視軸穩(wěn)定。

在風(fēng)力較大的情況下，要想拍出畫質(zhì)較好的影像，就需要熟練應(yīng)用云臺。在無人機(jī)飛行過程中，由于風(fēng)力較大，會執(zhí)行抗風(fēng)動作，這就導(dǎo)致機(jī)身出現(xiàn)傾斜或旋轉(zhuǎn)的情況，從而攝像頭與地平面發(fā)生傾斜，導(dǎo)致畫面的質(zhì)量下降。而使用云臺，則可以防止無人機(jī)傾斜導(dǎo)致攝像機(jī)傾斜，從而減少了風(fēng)力對拍攝造成的不利影響。在無人機(jī)上，保證拍攝質(zhì)量的重要設(shè)備為減振墊和減振橡膠。減振墊和減振橡膠具有減少機(jī)體振動對飛控部件的影響的作用，防止無人機(jī)拍攝出來的畫面會產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象。

（三）特殊環(huán)境中的使用

在低溫環(huán)境當(dāng)中，無人機(jī)要進(jìn)行操作需要提前對減振橡膠或者減振柱進(jìn)行更換，以便減輕低溫環(huán)境對拍攝質(zhì)量的不利影響。另外，無人機(jī)的鋰電池也容易受到低溫的影響，溫度越低，鋰電池的化學(xué)活性越低。經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池溫度低于15℃的時候，其化學(xué)活性已開始降低，當(dāng)溫度更低的時候，鋰電池的放電能力顯著下降。因此，為了防止無人機(jī)墜毀，在操作無人機(jī)的時候，需要在低空懸停1分鐘以上，了解無人機(jī)在低溫環(huán)境中的表現(xiàn)情況，從而根據(jù)無人機(jī)的情況來調(diào)整飛行計(jì)劃。

在高原地區(qū)拍攝時，較小的空氣密度使無人機(jī)的旋翼需要更高的轉(zhuǎn)速來產(chǎn)生足夠的升力，此時無人機(jī)的耗電速度要比平時快。操作手要注意時刻監(jiān)控電池狀態(tài)，以免無人機(jī)墜落。另外，高原地區(qū)操作手要準(zhǔn)備多塊電池，隨時準(zhǔn)備替換。這是因?yàn)楦咴貐^(qū)風(fēng)力較強(qiáng)，無人機(jī)飛行需要耗費(fèi)大量的能力。

3 工程測量測繪之無人機(jī)航拍技術(shù)的運(yùn)用分析

我們在工程測繪測量中運(yùn)用無人機(jī)航拍技術(shù)能夠收集更加豐富、更加全面的資料。無人機(jī)攝影，可以提供一個不可替代的高位俯角，反映一個地區(qū)、一個區(qū)域的全貌。還可以對某一具體物體進(jìn)行高清晰度拍攝，靈活方便。并且隨著科技的進(jìn)步，其拍攝的圖像也有分辨率逐步增高、單次航拍時間延長、單次航拍儲存信息容量逐漸擴(kuò)大等趨勢。例如無人機(jī)可以對礦山進(jìn)行測量，在煤炭資源開發(fā)的同時，加強(qiáng)對礦山周圍環(huán)境變化的把控，進(jìn)行有效的監(jiān)管。既實(shí)現(xiàn)了高效率的開采，又實(shí)現(xiàn)了環(huán)境的保護(hù)，雙管齊下。無人機(jī)還可以加強(qiáng)對礦山整體的整治，以便于對礦山資源的保護(hù)。整治自然少不了宏觀層面的指導(dǎo)，尤其對礦山這種面積又大，開采過程中還極容易發(fā)生環(huán)境污染的區(qū)域。利用無人機(jī)航拍提供的結(jié)果，可以有針對性地采取措施，對自然資源進(jìn)行保護(hù)。無人機(jī)航拍技術(shù)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展、應(yīng)急救災(zāi)、突發(fā)事件處置、數(shù)字城市建設(shè)、國土資源調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害、礦山監(jiān)測、環(huán)境變化監(jiān)測、工程設(shè)計(jì)等一系列國家重大需求的重要技術(shù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，無人機(jī)航拍技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，具有其他產(chǎn)品不具有的突出優(yōu)勢。所以，我國應(yīng)該加大在無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的研究，加強(qiáng)與世界其他國家的經(jīng)驗(yàn)交流與合作。而無人機(jī)航拍技術(shù)的運(yùn)用也為現(xiàn)代工程測量測繪事業(yè)提供了便利，成為一種必不可少的手段。我們應(yīng)該把握這一未來的發(fā)展趨勢，促進(jìn)工程測量測繪之無人機(jī)航拍技術(shù)的發(fā)展，從而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展！

參考文獻(xiàn)

[1]駱叔鵬.論無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2016，10：119.

篇10

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)；航空攝影測量；無像控；真正攝

無人機(jī)航測技術(shù)是近年來航空攝影測量及遙感技術(shù)發(fā)展的主要方向，特別是對大比例尺測圖來說，其低成本高效率和易用性，使得無人機(jī)航測近年來發(fā)展迅速。無像控航空攝影測量和真正攝影像圖生成一直以來處于理論研究階段，目前技術(shù)上已經(jīng)成熟并已投入生產(chǎn)應(yīng)用。例如德國產(chǎn)的MAVinci Sirius Pro無人飛機(jī)配備俄羅斯產(chǎn)的Agisoft Photoscan后處理軟件，即可實(shí)現(xiàn)無像控、高精度航空攝影測量和真正攝影像圖（DOM）生成等功能。作者通過實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了該套技術(shù)方案的精度，并分析了其技術(shù)要點(diǎn)。

1、方案介紹

（1）MAVinci Sirius Pro UAV。MAVinci公司是專門從事無人機(jī)系統(tǒng)（UAV）技術(shù)研究的公司，位于德國萊門。主要針對建筑工地、管道、礦山和采石場等自動成圖技術(shù)的研究。目前其產(chǎn)品主要有MAVinci Sirius UAV（天狼星無人機(jī)），分Classic、Basic和Pro三個版本。其最大的特點(diǎn)是可精確獲取拍攝瞬間像片的姿態(tài)數(shù)據(jù)，從而具備了無像控航測的能力，可極大節(jié)省項(xiàng)目成本，尤其在那些難以從地面進(jìn)入的項(xiàng)目區(qū)域，傳統(tǒng)方法根本無法實(shí)現(xiàn)高精度測圖。

MAVinci Sirius Pro UAV無人機(jī)是通過精確的時間控制技術(shù)和高精度GNSS RTK技術(shù)來確定每個曝光點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)，從而完全替代像控點(diǎn)的作用，具備高精度航測能力。

（2）Agisoft Photoscan軟件。Agisoft Photoscan是俄羅斯Agisoft公司開發(fā)的3D建模軟件。它采用最先進(jìn)的多視圖三維重建技術(shù)，由數(shù)字影像全自動生成高精細(xì)3D模型；支持GPU高性能計(jì)算，利用分布式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)，對超大空間范圍生成分層級的三維模型，使得瀏覽和使用數(shù)據(jù)變得容易和簡單；利用其自動生成的密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)和照片紋理，可生成真正攝影像圖，使高精度測量和成圖成為可能；根據(jù)相機(jī)影像匹配理論自動計(jì)算相機(jī)的畸變參數(shù)，從而進(jìn)一步提高三維建模的效率和精度。

2、應(yīng)用案例分析

該方案在實(shí)際生產(chǎn)中，已經(jīng)應(yīng)用于大比例尺測圖項(xiàng)目。本文選擇某測區(qū)進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，并進(jìn)行精度分析。方案的操作流程如下：

圖1 無人機(jī)航測流程圖

測區(qū)使用MAVinci Sirius Pro無人機(jī)系統(tǒng)通過航拍采集像片313張，地面分辨率0.045米，飛行面積0.95平方千米，飛行時間20分鐘。采用Agisoft Photoscan對采集的像片和高精度空中姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行全自動處理，最終生成測區(qū)密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)、真正攝影像圖（DOM）和DEM數(shù)據(jù)。

外業(yè)使用全站儀采集21個明顯地物點(diǎn)坐標(biāo)，主要位于水泥道路的拐角或者路邊人工花壇的拐角。在內(nèi)業(yè)處理生成的真正攝影像圖DOM數(shù)據(jù)和密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)上，解析出外業(yè)實(shí)測點(diǎn)對應(yīng)位置的三維坐標(biāo)，從而進(jìn)行精度比對分析。在外業(yè)采集的21個點(diǎn)中，1、12號點(diǎn)在影像上不太明顯無法準(zhǔn)確解析其坐標(biāo)，故舍去。其余點(diǎn)位的精度統(tǒng)計(jì)情況如下：

表1： 誤差統(tǒng)計(jì)分析表

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，有4個點(diǎn)的高程精度出現(xiàn)粗差情況，原因?yàn)閷?shí)測的點(diǎn)在花池的頂部，而影像解析點(diǎn)位在花池底部，所以高程有粗差存在。在高程精度統(tǒng)計(jì)中，將這四個點(diǎn)高程剔除。最后計(jì)算出平面距離中誤差為0.045米，高程中誤差為0.054米。符合大比例測圖的精度要求。

3、結(jié)論

該套技術(shù)方案，解決了航空攝影測量行業(yè)一直以來難以逾越的無像控航測成圖和真正攝影像圖生成的技術(shù)難題。MAVinci Sirius Pro無人機(jī)結(jié)合了精確的時間控制技術(shù)和拓普康100赫茲亞厘米級的RTK實(shí)時差分技術(shù)，獲得了像片拍攝瞬間高精度的POS數(shù)據(jù)，從而解決了無像控航空攝影測量的問題。Agisoft Photoscan軟件，采用最先進(jìn)的多視圖三維模型重建技術(shù)和GPU高性能計(jì)算技術(shù)，可全自動生成測區(qū)密集點(diǎn)云和真正攝影像成果。這套技術(shù)方案是基于單架次飛行范圍在2-5平方千米范圍內(nèi)，且航測像片航向重疊率大于85%的條件下實(shí)現(xiàn)的。對于更大范圍的航測，RTK差分的精度會降低，像片數(shù)量會增加，對后處理軟件和計(jì)算機(jī)硬件的處理能力要求更高，該技術(shù)方案的成果精度和實(shí)用性會降低。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，更多新的三維建模技術(shù)和更高性能計(jì)算機(jī)必將出現(xiàn)，該技術(shù)方案存在的問題會得到進(jìn)一步的解決。

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