无人机低空遥感技术范文

导语：如何才能写好一篇无人机低空遥感技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：低空无人机 航摄遥感 应用

中图分类号：V2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0046-01

低空无人机航摄遥感是以低速无人驾驶飞机为空中遥感操作平台，用彩色、黑白、红外、摄像等技术从空中拍摄地表地物、地貌影像数据，并用计算机对影像数据信息进行加工处理。汇集了遥感、通讯、GPS差分定位、遥控等技术与计算机软件处理技术的新型应用技术。

随着经济建设的迅速发展，我国诸多部门都已拥有了大量的卫星遥感影像和传统航空摄影数据，但对局部地区急需的实时性、机动性、高分辨率遥感数据的需求趋势也明显增加。相对于传统的以卫星、大飞机为搭载平台的遥感数据和影像资料获取大范围的地理国情信息，低空无人机航摄遥感更具有机动、灵活等优点，使得该系统在小区域测绘和应急数据获取等方面具有独特的优势。

1 广阔的应用领域

随着我国科技的不断进步，信息化建设的快速发展以及政策的正确引导，低空无人机航摄的研究发展在设计、飞行控制、数据传输、信息获取、生产制造及广泛应用等技术领域都取得了很大的进步，满足了实际应用需要。

最近几年，随着国家遥感、测绘技术的大力推动，低空无人机航摄遥感技术逐渐应用于国家基础测绘、数字城市建设、生态环境监测、国土资源治理，矿产资源合理开发利用、土地利用调查、海洋环境监测，水利资源开发利用、农作物监测与评估、自然灾害预防、城市规划与市政建设、森林防火保护、公共安全、国防事业、数字地球等领域。

2 特殊的优势特点

低空无人机航摄遥感具有以下几点。

2.1 快速 高效

针对应急测绘的项目，由于时间紧、任务急、情况特殊等，如：山体滑坡、洪水泛滥、森林救火、海上污染等自然灾害的发生，特别是2008年5月12日四川汶川、北川和2010年4月14日青海玉树发生大地震后，急需灾区实时影像资料用于灾情分析和救援工作的开展，这种紧急情况下，利用低空无人机航摄遥感技术就起到非常重要的作用，能够在最短时间内获取高清晰影像数据，以利于救灾指挥、灾情评估及灾区重建的规划和设计需要。

去年，安徽省测绘局利用低空无人机遥感技术对合肥市周边地区进行秸秆焚烧监察活动。通过获取的正射影像处理和分析，准确评估秸秆焚烧的地点、面积、危害程度等，对合肥市政府有效治理秸秆焚烧对空气、航班的影响起到非常重要的作用。

2.2 机动 灵活

在测绘工作中，低空无人机快速出击的响应能力是应急遥感测绘有力的保障，低空无人机因为机身设备轻便、运输灵活、越野能力强、对起降场地要求低、起降方式多种多样，而且安装、调试、起飞作业快捷等优点，得到广大用户的满意和广泛应用。特别是在山高、地形复杂、客观起降条件差的情况下，使用大飞机航空摄影较为困难的地区，应用低空无人机就可以快速获取高精度、高清新影像数据资料，极大提高测绘成果的实效性，提高了测绘应急保障服务能力。

2.3 分辨率高、处理速度快

低空无人机航摄遥感数据分辨率可达到0.1～0.5 m，相对卫星影像数据具有很大的优越性。数据采集处理速度快，目前可达到一个工作日单机3架次航空摄影100 km2，及时为政府和用户单位提供地理信息数据。去年上半年，我院利用低空无人机航摄遥感技术顺利完成了金寨县天堂寨镇40 km2和金寨县产业园60 km2范围1∶1000比例尺地形图测绘工作。特别是天堂寨镇属于大别山区，测区内地形复杂多样，最高海拔800多米，相对高差200多米，利用常规航空摄影方法在30个工作日内完成测绘任务，显然不可能。因此，我院利用无人机技术在一个工作日内就获取了天堂寨镇40 km2的全部影像数据，再经过数据处理、像控测量、加密、采集、调绘、编辑等工序，最终在预定工期内，将合格的地形图资料提供给天堂寨镇，得到了镇领导的高度评价，为我们测绘行业也赢得了荣誉。

2.4 运行成本低

低空无人机航摄遥感数据不仅具有卫星影像数据的价值，而且具有大飞机航空摄影的快速采集优势。低空无人机不需要大飞机那样的专业停机场和专业的驾驶员班组，储存、运输、飞行作业均方便快捷。而且根据高性能自动处理技术，在短时间内完成航摄数据的预处理，精加工以及数据快速输出等，不仅缩短工期，而且整体费用得以极大的降低。

3 先进的技术水平

低空无人机航摄遥感得到国土资源部、国家测绘地理信息局的大力支持，在全国各省测绘局系统进行全面推广，同时研究单位加大研发力度，逐步建立起了低空无人机服务体系，真正解决运行维护、专业培训、技术更新、售后服务等工作，建立了更加完善的低空无人机系统，整体技术水平和影像数据处理能力都得到很大的提高。

目前，我国低空无人机已广泛应用于工业、农业、交通、水利、国防、土地等行业，特别是低空无人机航摄遥感系统已实现了雪域高原上的航空摄影测量，开创了像青藏高原等特殊地区无人机测绘遥感技术应用的先河。另外，我国低空无人机航摄遥感系统基于GPS导航控制的定点曝光摄影和飞控系统控制的自动旋偏修正技术，采用了高精度几何检校标定的小型数码相机或扫描仪，作为机栽遥感设备，再通过影像自动识别、快速拼接、镶嵌软件，实现影像数据的快速处理，完成的航摄影像数据基本满足1∶500～1∶2000大比例尺测绘需求。当今，我国低空无人机航摄遥感技术已达到国际领先水平。

4 良好的发展前景

目前，我国正处于快速发展时期，各行各业对测绘的需求与日俱增，各领域规划、建设都离不开先进的测绘技术支持，大力开展低空无人机航摄遥感技术推广应用，是更好更快为国民经济建设提供实时地理信息数据的重要手段，为领导决策提供支持和信息服务。另外，以低空无人机航摄遥感为载体，以权威、精准数据为基础，为政府和公众积极参与我国各行各业建设和管理，提供了新颖、直观、可视化的服务平台，对于我国其他行业的发展提供有力的测绘保障。

总之，开展低空无人机航摄遥感技术推广应用，是推进我国测绘科技自主创新的重要举措。随着我国经济建设的发展需求，特别是国土资源部提出国土资源信息化“十二五”规划，建立全国国土资源遥感监测和地理国情监测以及加快推进经济社会各领域信息化建设等要求，今后低空无人机航摄遥感技术的应用空间将更加广阔。

参考文献

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【关键词】无人机遥感技术 水土保持监测

无人机遥感（ Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ） ，是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人机作为空中遥感平台的微型遥感技术，其特点是： 以无人机为空中平台， 遥感传感器获取信息，用计算机对图像信息进行处理， 并按照一定精度要求制作成图像。无人机系统结构简单、使用成本低， 不但能完成有人驾驶飞机执行的任务， 更适用于有人飞机不宜执行的任务， 如危险区域的地质灾害调查、空中救援指挥和环境遥感监测。正由于无人机低空遥感技术的这些特点， 弥补了传统卫星遥感技术的不足， 为水土保持监测领域的技术发展带来了新的契机。

1无人机遥感技术的概况及应用特点

无人机遥感（ Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing） ， 是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS 差分定位技术和遥感应用技术将无人机作为空中遥感平台的微型遥感技术，其特点是： 以无人机为空中平台， 遥感传感器获取信息，用计算机对图像信息进行处理， 并按照一定精度要求制作成图像。无人机系统结构简单、使用成本低， 不但能完成有人驾驶飞机执行的任务。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势，弥补了传统卫星遥感技术的不足。

无人机遥感技术指空中遥感平台的微型遥感技术，此技术以无人机为空中平台，通过

遥感传感器获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人驾驶飞机为航空遥感提供了操作方便， 易于转场的遥感平台。可根据不同的需要选择不同类型的平台。起飞降落受场地限制较小， 在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降， 其稳定性、安全性好， 转场等非常容易。无人机系统由行高度低， 获取的遥感影像拥有较高的图像分辨率。高分辨率航片影像的出现使得在较小空间尺度上观察地表的细节变化、进行大比例尺遥感制图以及监测人为活动对环境的影响成为现实。同时高分辨率航片影像还解决了卫星数据的拍摄盲区、编程时间长、以及在南方地区由于受天气影响， 云量大， 无法获取数据等诸多困难。不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务，目前，无人机遥感技术涉及土地利用监测、水利、电力、突发事件调查等多领域的应用。

2 水土保持监测问题

我国是世界上水土流失最为严重的国家之一， 由于特殊的自然地理和社会经济条件， 使水土流失成为我国主要的环境问题。水土保持监测工作存在着很多问题，阻碍监测工作的顺利进行。对管辖区域的调查方式目前已经普遍被运用，但是这种方法只能针对小范围的地区进行，监测的精确度不够，容易受到人为等因素的影响，不能准确的进行监测工作。在面对大范围的监测目标的时候，人力资源无法进行合理分配，产生人力不足的现象，或者有一些区域是人无法踏足的区域，造成监测困难，无法获得相关区域的数据信息。而卫星遥感技术很容易受到卫星轨道的影响，很难得到及时的补救，再加上经常性的自然因素影响卫星的作业，由于云层的遮挡，造成很多漏洞，严重影响监测的准确性。

3 无人机遥感技术在水土保持监测中的应用

3.1水土流失情况调查

根据《水土保持监测技术规程》（SL277-2002）要求，对区域水土流失情况调查，无人机遥感可以发挥重要作用， 其宏观、快速、动态和经济的特点， 成为土壤侵蚀调查的重要信息源。土壤侵蚀过程极其复杂， 受多种自然和人为因素的综合影响。不同的土壤侵蚀类型影响因子也不同， 对于水蚀来说， 参考通用土壤侵蚀方程各因子指标， 并考虑遥感技术与常规方法相结合。无人机可以在低空、低速的情况下对研究区进行拍摄， 精确计算及绘制出各区的界限。通过设置的标识，可以提取到各区域及植物覆盖范围和土地的利用情况，再进行DEM数据分析，得到坡度信息之后，再综合土壤的侵蚀分类标准、土壤侵蚀方程，得到研究范围内的水土流失状况、强度及分布情况。这对于利用GIS 系统建立研究范围内水土流失本底数据库， 确定土壤侵蚀类型、强度、程度以及地形、植被、管理措施等土壤侵蚀因子的属性提供了数据源。帮助了解区域水土流失发展趋势、发生特点和现状等， 以便做好区域水土保持工作规划，加快水土流失治理。无人机在水土保持监测领域以较低的成本快速清查较大范围的水土流失状况、主要土壤侵蚀影响因子， 为利用GIS 分析研究范围内的水土流失奠定了基础。

3.2生产建设项目水土流失调查

根据监测地点的确定，无人机遥感技术的成果可以充分得到应用。通过拍摄得到的映像信息，再结合项目区域的相关布置图，精确计算及绘制出各个边区的界限。通过设置的标识，可以提取到各个项目区域及划分单元的植物覆盖范围和土地的利用情况，再进行DEM数据分析，得到坡度信息之后再综合土壤的侵蚀分类标准，按照这个标准对土壤的侵蚀度进行科学的划分。对于水土保持措施的监测，相关工作人员可以同样根据图像进行分析，计算出项目区域的工程和植物覆盖的面积，并设立地面的解释标识，对植被的覆盖率进行分析。对于水土保持效益的监测主要是结合以前的传统监测手段，分析已经做出的监测结果。

最后是利用DEM的成果来更新相关项目区域的大比例尺地形图。使用DEM技术和影像的成果，再使用相关的软件来完成对项目区域的三维模型的建立，通过虚拟的漫游技术和客观真实的现象来展现出相关项目的实际状况或者是该项目所在的整个区域范围的实际状况，不仅能够加强观察者的真实感还能十分真实的反应该项目的水土现状以及水土流失和治理的现象，有利于相关部门直面水土现状，更好的治理水土问题，解除相关隐患。

4结语

无人机因其机动灵活的起降方式、低空循迹的自主飞行方式、快速响应的多数据获取能力，其可以搭载高分辨率数码相机进行快速测图亦可搭载视频采集设备，分辨率高、实效性好、应急性强等优势。综合无人机技术的特点和实际应用效果， 该技术将在我国水土保持监测领域中有着相当大的应用前景。作者认为无人机技术结合实地测验完全可以用于水土保持监测工作，并且野外工作量小，监测精度高，可作为今后监测工作的发展方向。

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关键词：无人机遥感测绘技术；工程测绘；应用探究

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

0前言

經济的快速发展促使了人们对于工程测绘质量提出了更高的要求，推动着相关技术的改革和创新，无人机遥感测绘在此背景之下应运而生。作为一种新型测试技术，无人机遥感测绘有着其他手段所无法比拟的优势，涉及了多个层面的内容，对于提高测绘工作的精度和效率都有表现出了很明显的优势，研究无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用的相关问题，对于促进无人机遥感测绘技术更快更好地发展有十分重要的现实意义，下面笔者将针对相关问题展开论述：

1无人机遥感测绘技术简介与发展现状

无人机遥感测绘技术又叫无人机航测遥感技术，是一种借助无线电设备控制无人驾驶的飞行设备，进而快速获取信息的一种新技术，集合了无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、通讯技术、gps差分定位技术等一系列高科技技术，实现了对于国土资源、自然环境等空间遥感信息的智能化、专业化、快速化处理，并能够对相关数据进行处理、建模和分析。整个无人机遥感测绘技术系统包含无人飞行器平台、高分辨率数码传感设备、GPS导航定位系统、数据处理系统等多个部分。

无人机遥感测绘技术应用的时间相对较短，只有几年的时间，但是凭借着其优势，发展速度很快，且应用范围越来越广泛，也带动了无人机产业的快速发展，不仅为工程测绘工作带来了极大的便利，提供了良好的技术支持，还促进了我国经济和科学技术的快速发展。尤其是低空遥感技术的不断发展成熟，与无人机技术进行了完美的结合，实现了无人机的自动导航系统，充分地发挥了优势，得到了十分广泛的应用，并逐渐地走出国门，走向国际市场[1]。

2无人机遥感测绘技术的优劣势分析

无人机遥感测绘技术的优势体现在以下几个方面：

2.1设备操作简单方便，安全可靠

无人机运行通过遥感操作实现，不需要驾驶员亲自驾驶，不仅大大简化了设备结构，而且降低了设备的重量，提高了无人机设备的灵活性，同时工作人员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，处理测量信息效率更高

无人机测绘拍摄的影像有着更高的分辨率，在对复杂测绘数据的分析处理方面十分高效，且与其他技术有很强的兼容性，比如GIS等，进一步提高了效率。

2.3数据信息处理的成本费用更低

无人机系统的整体造价与传统航拍飞机相比要低很多，有关无人机驾驶员的培训工作也相对比较容易，时间更短，且无人机设备通常是由碳纤维复合材料组成，对于设备的后期维护保养工作也比较简单，整体成本更低[2]。

2.4监测范围更大，宏观性更强

通过调整无人机的飞行高度，可以对不同范围的区域进行测绘，飞行高度越高，测绘范围越大，精度相对较低，反之精度较高，也可以采用多架次的无人机配合监测，借助光谱分析来获得监测区域的数据信息。

无人机遥感测绘也存在一定的劣势，比如飞行稳定性、因过分依赖通讯系统而容易扰、传感器控制精度问题等，需要在以后的研究中逐一解决。

3无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用

无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用，大致包括以下几个方面：

3.1无人机航拍技术在工程测绘中的应用

工程测绘过程中存在诸多的不确定因素，比如测绘环境复杂、测绘周期长、测绘难度大等等，无人机航拍可以有效弥补传统测绘方式的缺点和不足，大大降低工程测绘的难度，有效地提高测绘效率，得到清晰精确的影像和数据信息，无人机上自带的相机、扫描仪及计算机系统等可以进行全方位多角度的拍摄，并对数据进行储存和加工，尽可能地将外界因素所带来的不利影响降到最低[3]。

3.2无人机低空航拍技术在工程测绘中的应用

无人机低空航拍技术可以针对测绘环境较差的目标进行测绘，能够有效地提高图像采集的清晰度和精确度，提升测绘应急保障服务水平，保证测绘数据的真实性和可靠性，有效促进国土资源遥感监测和国土资源规划等工作的顺利开展。无人机低空航拍的精确度高、可靠性好、反应灵敏迅速，有着较大的应用范围，值得大力推广，需要进一步做好研发工作，健全相应的服务体系。

3.3无人机数据采集处理技术在工程测绘中的应用

无人机数据的采集处理通常情况下是通过手动和自动两种形式来实现，手动方式通过远程控制无人机遥感技术，来对特定的采集目标进行影像和数据的采集，结合实际需求对无人机的采集方向、角度、维度等进行调整，保证数据采集的准确；自动方式则主要借助设备自带的计算机系统来进行采集并加密，提高测绘数据信息的安全性和可靠性[4]。

4结语

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关键词：无人机；土地综合整治；土地综合整治测量；土地综合整治监管

土地综合整治是国土资源工作的重要组成部分，是确保我国粮食安全、提高粮食综合生产能力的有力支撑，对保证国民经济和社会可持续发展，实现耕地总量动态平衡，加速农业、农村现代化有着不可替代的作用[1，2]。据初步了解，目前全国土地综合整治项目达到l万多个，国家、省、市、县投入土地综合整治项目资金每年达到1000亿元[3，4]。无人机低空遥感技术作为航空遥感中的一支新生力量，刚刚从军用领域扩展到民用产业，是一种新型的低空高分辨率遥感影像数据快速获取系统，具有高机动性、低成本、小型化、专用化、快速、实时对地观测众多的优点，可弥补卫星遥感受气候条件影响大、影像获取周期长、影像分辨率不够等弊端，有望进一步拓展应用到土地综合整治项目的各个环节[5，6，7]。本文立足无人机低空航摄技术的技术特点，结合土地综合整治项目的实际需求，就无人机低空航摄技术在土地综合整治项目中的一体化应用模式进行研究。

1 解决思路

按照项目的进程，土地综合整治项目可以分为选址、可行性研究、规划设计、工程施工、工程验收和工程监管6个工作环节[1]。根据土地综合整治项目的工作环节，无人机低空航摄技术可以按照如下解决思路一体化应用于土地综合整治项目的全过程[8，9，10]。

2 工程试验

2.1 实验区概况

为探索无人机低空航摄技术在土地综合整治项目中一体化应用的可行性，按照图1中提出的解决思路，选取了一土地综合整治项目区作为实验区。试验区内耕地分布集中、水资源丰富，地势平坦，平均海拔约30m，土地综合整治区域面积约35平方公里。

2.2 试验过程

按照土地综合整治项目的进程，整个试验分为以下三个阶段：

（1）土地综合整治规划用图测制阶段。

2011年10月，采用“两外两内”的技术路线应用无人机低空航摄技术获取了整治区内地面分辨率0.14米的航拍影像。在像控测量的基础上，进行空三加密，制作0.14米高分辨率正射影像（DOM）。在立体下采集35平方公里的1：2000地形图，并将内业采集的线划图叠加DOM作为外业调绘底图，按照边调绘边上图的流水化作业模式，完成了整个测区35平方公里1：2000DLG合格产品的生产，如期地移交规划设计部门开展土地综合整治设计。鉴于无人机姿态不是很稳，土地综合整治项目规划设计中对道路、沟渠的高程精度要求较高，为确保成图的精度，对区内道路、水沟等野外补充采集高程点。

（2）土地综合整治项目竣工测量阶段

2012年4月，在土地综合整治施工完毕后，采用无人机低空航摄技术，按照规划设计测量阶段航飞的技术参数，再次获取整治区相同分辨率的航摄影像，并成功地测制了35平方公里满足《湖南省土地综合整治项目竣工测量的要求》的1：2000地形图，制作了0.14米分辨率的DOM。

（3）土地综合整治项目工程量提取分析阶段

基于土地整治规划设计和竣工测量两个不同时相的DOM，采用面向对象的思想，在ERDAS Objective模块下分别设计了基本农田、水利设施、田间道路、防护树木种植等工程量的自动化提取方案，应用于本项目中各项工程量的提取，并采用目视解译方法对自动化提取的结果进行了少量的人机交互处理，得到最终的工程量。将最终提取的结果按类别逐层输出为.shp格式，并利用特征信息转换功能，将每个类别的属性参数写入所输出矢量文件的属性表中，在Arcgis软件中进行工程量统计分析。

2.3 试验结果分析

（1）测图效率分析

如表1所示，与传统全野外数字化测图模式相比，采用无人机低空航摄技术一体化模式大大提高了土地综合整治前期地形图测量和竣工图测量的效率。本文的方法缩短了成图的周期，降低了人工的劳动强度。

（2）设计效果分析

由于DOM影像数据应用到了规划设计中，一改以往单纯地基于地形图进行规划设计的弊端，向设计人员直观地再现土地综合整治区的原貌，降低了设计人员读图需要的时间，促使项目的设计更加地合理、客观、科学，进而提高设计的质量。

（3）竣工成果分析

与传统全野外方式相比，采用本文的工作模式进行竣工测量，除了能提供竣工测量图外，还将提供清晰的正射影像，进一步丰富了传统竣工测量的成果，为土地综合整治项目后期的科学管理提供数据基础。

（4）工程量提取精度分析

为验证工作量提取精度，在项目区内施工前后分别采用传统的方式进行实地调查、测量、记录，提取了基本农田、水利设施、田间道路、防护树木种植等工程量。结果表明，采用传统方法和采用无人机技术提取的工程量高度吻合，但采用无人机技术的工作效率，远远高于传统方法，解决传统方法定位难、丈量难、记录难和分析难的问题。因此，应用无人机低空技术辅助进行土地综合整治项目的工程监管在技术上和经济上是可行的。

3 结语

基于无人机低空航摄技术在土地综合整治项目中具有巨大的应用前景，能够提高规划设计测量和竣工测量中的测图效率，能够提高设计的质量，降低设计人员的工作强度，丰富竣工测量的成果；同时基于高分辨率的无人机影像能够快速提取土地综合整治工程量，用于辅助土地综合整治项目工程量监管，从而提供土地综合整治项目监管工作的水平，有效避免因监管不到位而导致的重大损失，促使土地综合整治项目的监管工作走向科学化、标准化、精细化的轨道。

参考文献

[1]高向军.土地综合整治理论与实践[M].北京：地质出版社，2003.4.

[2]孟宪素，李少帅.遥感技术在土地综合整治复垦开发项目监管工作中的应用实践[J].资源与产业，2009.4，11（2）：66-70.

[3]高世昌，王长江.中国土地开发整理监管工作回顾与展望[J].资源与产业， 2009.8，11（4）：51-54.

[4]刘晓丽，.3S 技术在土地开发整理项目监管中的应用[J]. 吉林农业，2010，（11）：147-148.

[5]韩霁昌，成生权，张红凯. 测绘如何在土地整理中发挥作用[J].中国土地，2003，（7）：39-41.

[6]李忠仁. 测绘在土地开发整理中的应用[C]. 重庆市测绘学会2005-2006年学术论文集，2006：447-449.

[7]汤江龙.土地开发整理中的测绘技术及应用[C].华东六省一市学术交流会，南昌，2007.6：105-109.

[8]郭云开.土地开发整理工程的遥感评价方法研究与应用[D].中南大学，2008.1.

[9]吴云东，张强.立体测绘型双翼民用无人机航空摄影系统的实现与应用[J].测绘科学技术学报，2009.6，V26（3） ：161-164.

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关键词：无人机 航路规划 设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

引言

利用各类型的无人机进行低空大比例尺数码航空摄影测量是近两、三年才开始发展的高新设备和技术，能用于此类作业的机型主要是固定翼无人机和无人直升机。长期以来,航空摄影一直是军队和国家测绘部门、气象部门获取国内地面信息的主要手段。航空摄影是一项涉及多组织多工序协调作业的综合性系统工程,不仅涉及飞行摄影,而且包括技术性很强的规划设计工作。航空摄影规划设计是航空摄影工作中的一项重要内容,其精度高低、自动化程度和设计速度将直接影响航空摄影的质量和效益。

无人机航测发展过程及特点

2.1无人机航测发展过程

无人机起源于第一次世界大战期间，最早被用于战场侦察监视。2005 年，由我国研制的高端多用途无人机遥感系统首飞实验成功，并且，该系统在飞行性能、导航控制精度、通信与装备，以及在系统集成、智能化和高分辨率空间数据获取等方面，达到了实用化水平。2009 年，国家重点项目“高精度轻小型航空遥感系统核心技术及产品”启动会在北京举行，该系统的相关产品已在北京的 “十一五”国家重大科技成就展上亮相。2010 年国家测绘局开始实施已的有关无人机航摄要求的测绘行业标准，包括《数字航摄仪检定规程》、《无人机航摄安全作业基本要求》、《无人机航摄系统技术要求》、《低空数字航空摄影测量内业规范》、《低空数字航空摄影测量外业规范》及《低空数字航空摄影规范》等。低空遥感技术是近年来在遥感技术基础上迅速发展起来的地理信息数据快速获取技术，该技术利用无人飞机平台搭载航空数码相机进行航空摄影，可以进行自动导航，在1000米以下进行低空作业。

2.2无人机特点

作为对地观测技术应用的飞行平台，用以装载各种小型对地观测仪器，可在任何时间飞临任何地点的上空，执行包括科研试验和业务操作等几乎所有类型的遥感飞行任务。作为对地观测应用中最为普通、最易获得的平台，无人机航空遥感技术在世界范围内得到了广泛的应用。据不完全统计，目前世界上 30 多个国家和地区研制出了 50 多种无人机，无人机型号超过 300 余种，55 个国家装备了无人机。

图2.1 无人飞机

图2.2无人机航空摄影系统结构

无人机航测技术作为一项空问数据获取的重要手段，具有适用地形广泛、影像实时传输、高危地区探测、成本低、快速高效、使用机动灵活，以及用于补充地面测量、卫星遥感和有人机航空测量等大、中比例尺测图等优势。虽然无人机具有操作轻便、机动灵活、价格便宜等优点，但由此带来的体积小、载荷轻等缺点，使得无人机遥感影像和普通航空影像之间产生一定的差异，并且对无人机航空摄影测量的操作要求也更为严格。一般来说，无人机遥感系统的主要特点是使用非量测相机、飞行姿态不稳定、像幅小、基高比小、重叠度大等。

三航路规划方法

3.1确定大致的航线覆盖范围和高度

对区域实现航线设计，必须先展开无人机航空拍摄的精确数据。包括航线覆盖范围的大小、行高的大小及精确航线的定位。以航摄比例尺分母m=6 000,像幅0. 25 m×0. 25 m为例,基准面上像幅覆盖为:

0.25×6000=1500（m）

半张像片有效覆盖:

1 500/2-90=660(m)

其中90m为测绘工作边线距像片边缘的实地距离。

以西气东输线路选线航空摄影航线设计为例,根据测绘工作边线距线路中心点的距离不大于400m的要求,则航线偏离线路中心的最大距离为:

660-400=260(m)

这样,就可以绘出一条参考航线,并根据这条参考航线来确定这条航线所覆盖的大致范围。

3.2结合实地 明确实地和环境

确定无人机需要完成任务的区域,明确地形信息以及威胁源分布的状况以及无人机的性能参数等各种实际条件。有时可以在系统中打在电子地图。电子地图在无人机的航路规划中发挥着十分重要的作用，它是融合了计算机图形学、数据库、地理信息系统等各种技术的一种地图表现形式。数字地图是完成这些判断的基本依据,数字地图可以显示出飞行过程中的各种障碍数据，并计算出其具体的地理位置，为无人机顺利完成任务提供可能。可以说，数字地图在整个航路规划的过程中都是特别重要的。目前光栅位图和矢量形式这两种是数字地图的使用格式。如基于图形的航路规划方法中,首先根据一定的规则将飞行环境表示成由一系列飞行航路组成的网络图,然后根据特定的评价函数对网络图进行航路搜索,最后得到连接起始点和目标点的“最优 ”航路。无人机对某区域进项路航规划。某测绘单位对测区面积约为 8km2。测区平均海拔 900 米，处于一个小盆地中央，规划了像片重叠度设计为航向 70％，旁向 40％，地面分辨率 0.1 米，相对航高 547米。正射影像拍摄设计了 11 条航线（图 3-1），每条 26 张，共计 286 张。倾斜影像拍摄设计了 20 条航线，每条 26 张，共计 520 张。两种拍摄的第一条航线都是由北向南，航向都是由西向东。路航规划必须考虑当地的环境、风向、任务拍摄精确程度等。

图3.1 航路规划

3.3采用适当的算法

采用航路规划算法,按任务要求对目标进行分配及对无人机的航路进行规划,在一定环境范围内，规划处可供参考的航行线路。飞行之前的任务级别规划主要通过计算机技术的各种计算，多次长时间地完善得出的最佳航路，有时机内平台还可以依靠携带的电子地图、参数库等显示出实际情况以便做出灵活应对。目前的算法也很多，比较常用的有启发式算法,主要是要缩小搜索范围以把复杂问题简单化，其方式就是利用问题拥有的启发信息来引导搜索，可以计算出无人机的最短路径；用Dijkstra算法进行最优搜索,形成最优路径航路点序列,最终生成水平整体最优航路；还有遗传算法、蚁群算法等。

3.4提交多种路航方案 择优录取

在多种航路规划方案中，选出最好方案。方案应要满足无人机的最小转弯半径、飞行高度等限制性条件。还有较小的雷达发现概率,形成可供无人机飞行的航路。在实际操作中，要分析具体实际情况具备灵活及时的航路重新规划能力。分成任务级和战术级是无人机航路规划的两个级别。两者的最大区别就是任务级别是飞行之前就规划好的，具有参考价值，而后者则是飞行过程中的，会不断地发生变化，具有实用性。

目前无人机所要执行任务越来越复杂,环境的不确定性,对航路规划的要求也将越来越高。不确定环境下的实时航路规划将是未来的研究重点,首要解决弱实时的航路规划,其次要解决战术级的强实时的航路规划问题。当一种方法无法满足航路规划要求时,高效的全局搜索方法和局部搜索方法的混合使用将是一种趋势。

小结

综上所述，无人机航路规划过程复杂,在实际操作中还会遭遇更多的不可预知的环境，需要更加合理和精确的地形库表示系统,并且要更加精确的威胁源表达方式并且要充分考虑无人机的性能因素的限制。希望能为相关领域提供些许参考，以体现笔者成文价值。

参考文献

[1]李素娟. 无人机航路规划及评价方法研究[D].南京航空航天大学,2012.

[2]柳长安. 无人机航路规划方法研究[D].西北工业大学,2003.

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关键词：无人机航测；矿山测绘；应用

无人机航测技术是遥感技术中的一种，继卫星遥感技术、大飞机遥感技术之后的一项新型航空遥感技术，对于我国应急测绘保障、国土资源检测以及一些重大工程项目建设范围中应用十分广泛。由于无人机航测技术在应用过程中具有适用范围广泛、影像实时传输以及能够在高危地区进行检测等这些优势，并且在应用中还具有成本价格低、工作效率高、使用方便灵活等优势得到一些需要行业的青睐，并在日常中不断对该技术进行研发和改进，使其在今后成为主要的航空遥感技术。而这种新型的遥感技术相对于传统的人机航测而言，具有隐蔽性好、事故率低、操作灵活、影像获取方便等各种优势，因此在实际工作应用中十分受到青睐，具有较强的应用优势。

1 无人机航测的概况

无人机航测最早出现在20世纪20年代，但是当时受到科技水平的限制，在日常工作中还未被广泛应用，随着社会科学水平的不断进步和发展，无人机航测技术也在逐渐完善，加之其具有的独特优势，逐渐成为人们日常工作中的重要测绘技术，并在不断完善过程中逐渐扩大应用范围。无人机航测由于其灵活性和事故率低等优势，适合在一些地区范围较小以及飞行较为困难的地区操作，其高分辨率摄像头能够快速实时的将内部情况通过影像传输出来，方便工作人员及时对地形和内部情况进行分析。

无人机航测受地域范围影响较小，同时也不是很容易受到气候条件的限制，因此在具体操作中相对比较方便，能够帮助人们探测到人工无法进入的一些地区，帮助测绘工作更加精准信息。无人机航测的工作中其工作效率和准确率远远高于人工操作，因此在应用中也不用过分担心设备以及外部条件会对人员造成一定的伤害，存在人员安全隐患，由于这些优势的存在，使得无人机航测技术在今后的应用中越来越被重视。

2 无人机航测在矿山测绘中的项目任务

无人机航y由于其自身的优势以及科学技术的发展，其应用范围也在不断扩大，目前无人机航测在矿上测绘中的应用越来越频繁，而在矿上测绘中的应用是要满足发展建设及安全生产的要求。矿山的测绘工作是开发矿山的前提，会影响到今后对矿山进行开发的施工安排，因此对于矿山测绘的精准度要求很高。所以将无人机航测技术应用在矿山测绘中需要加强对该技术的管理，保障测绘出的数据的准确度。由于矿山测绘对于数据的要求，在航测区应该布置大量的地面控制点用来获取全面准确的数据。

对于项目任务的制定一定要考虑到航测矿山区域的地形以及海拔情况，从而根据实际情况制定科学合理的航测方案以及选取适合的航测技术，从而实现获取精准信息的目的。航测项目是开采矿山之前对于施工过程信息获取，方案拟定的前提保障，也是控制整个工程操作方向的关键因素。

3 无人机航测技术的优势

无人机航测技术是相对于人机航测而言的新型技术，也是遥感技术中的一种，其出现具有适用范围广、影像传输实效性高、节省时间以及人工成本低等优势，其适用范围是中比例吃测图。

3.1 应急性能好

在工程测绘过程中，由于工作繁复且工程浩大，在测绘中途常常会出现一些意想不到的情况，而面临一些突发事件，应急反应十分重要。传统的人机航测由于各种限制，使得在出现突发事件时不能够及时采取应对措施从而造成一定资金或者人工方面的损失，而无人机航测技术则能够具体应对突发事件，而整个过程中只需要为其提供一个比较平整的降落地面即可，因此极大的降低了资金、人工方面损失的可能性，大大节省了空间资本。

3.2 作业周期短

作业周期短与其飞行高度有关，其飞行高度一般控制在1000米以下，这样的高度在飞行过程中对于空域要求不高，因此不需要申请空域，而这点极大的提高了工作效率，减少工作阻碍，因此有助于缩短作业周期。

3.3 收集数据信息精准

无人机航测技术能够到人机航测无法到达的地区进行探测，加之其摄像头的分辨率极高，无论是从其飞行条件还是高度来看都能够极大的增强工作效果，因此，用无人机航测技术测绘出来的数据往往准确率极高，有助于矿山开采的具体施工方案的制定。

3.4 操作方便

无论是在技术方面还是机型方面，无人机航测相对于传统的人机航测而言都有很大的进步，因此在操作中也十分便利同时也方便携带。

3.5 节约成本

无人机航测在操作中完全依靠遥控进行，加上其机型较小，因此在操作费用以及人工成本和安全系数方面都具有一定的优势。

4 无人机航测项目实施情况

4.1 航线的设计

对于航测之前，首先是需要针对航测地区进行有关地形地势、面积、海拔高度、自然环境等各方面进行调查和了解，根据航测地区的实际情况制定出科学合理的航图，这其中应该包含有航线的数量、方向、航高、分辨率等，而每一项数据都应该精准合理，通过一些详细的数据信息设计出合理的航线规划。确保在具体的操作实施中保障每条航线收集到的数据信息精准无误。

4.2 地面控制

地面的控制属于内业布点，根据有关规范条文规定，在航测地区需要对地面区域的具体情况进行布设，在具体的操作实施中要根据矿山的实际情况和地形特点来进行野外刺点，从而保障地面没有区域死角，确保最终的航测范围覆盖率百分之百。

4.3 加密结果精度及采集精度评定分析

4.3.1 空中三角测量

空中三角测量法的技术主要是针对数码影像相对较小、地面控制点较少的条件来进行的，通过计算矿山区域中所有影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标，通过将这些收集检测到的数据信息利用相关软件进行处理，从而得到最佳的测量效果。

4.3.2 成果精度分析

根据相应数据测量和计算出的定向点的中误差和最大误差，连接点的中误差和最大误差，根据有关测量规定中的条文，加上计算出来的平差结果来综合分析出矿山区测绘中无人机飞行的高度，并对检测到的影像结果进行精确的检测，按照一定的图测比例要求来检测，可以看出无人机航测对于人机航测而言在影像上更佳清晰明确，数据更加精准，更加适合一些小地区大比例的地形测绘。

5 结束语

由于无人机航测技术的不断完善和改进，加之其自身的一些独特优势，使得该技术在矿山测绘中越来越发挥着重要的作用，矿山测绘中应用无人机航测技术不仅为其节省了一定的人工成本，同时也获取了更加精准的数据信息以及保障了操作人员的人身安全。由于矿山地形等条件的限制，在开采之前一定要结合实际情况进行详细的勘探和数据调查，制定出可行的施工方案。因此无人机航测技术在今后研发中还要不断改进和创新，为我国矿山测绘作出更大的贡献。

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（02）.

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关键词：城市规划；现代测量技术；应用

引言

城市规划是一种对城市发展的战略性指导，是一种空间规划，这种空间规划是人类居住环境层面上的、是以城市层次为主要工作对象的，是实现环境、社会、经济协调可持续发展的重要手段，通过对城市空间资源和土地资源的合理利用来建设适合人类栖息的环境是它的根本目的，城市规划的内涵和外延随着现代社会的发展有了新的变化。所以，只有对城市各种信息进行准确把握和全面了解，才能做出好的城市规划和建设方案。而现代化测量技术为城市规划和建设提供高精度的数据资料，使城市规划建设方案更加科学合理，对充分发挥城市规划对城市发展的战略指导作用具有重要的意义。

一、几种现代测量技术的分析

随着科学技术的不断进步，各种新的现代技术不断涌现，各个领域都应用现代技术进行工作，城市规划领域也不例外，下面我们来分析几种目前在城市规划测量工作中应用范围最广、有效性最大，熟知度最高的现代测量技术。

1、GPS技术（全球定位系统）GPS是全球定位系统的简称，它是一种全新的现代导航与定位技术，可以为全球任意多个用户和任意地点提供瞬时测速服务和三维定位。定位精度高、全天候作业、经济效益好、操作简便、观测时间短等是其显著特点。2、数字化土地测量技术数字化土地测量技术是在原有的地图上通过计算机、绘图仪、数字化软件、数字化仪和扫描仪等进行工作，从而在短时间内获得数字化成果、直接使用测量结果、用计算机模拟信号来进行直观表达、对数字化成果进行更新和维护、根据不同用户的各种需求来对各种数据进行再加工。3、RS技术（遥感技术）RS（遥感）技术它是指在离被测物体很远的位置上使用仪器设备，接收和记录现象或者物体发射或者反射的电磁波信息，经过对信息的分析和加工处理，对现象或者物体的性质以及它的变化进行识别和探测的理论与技术。RS技术的出现,使人类对空间的认识能力进一步扩展，随着遥感技术的不断完善和发展，信息丰富、现势性强、准确等遥感数据的特点进一步突出，从而在环境、测绘、农林、地理、等各个方面广泛应用。4、无人机低空摄影测量技术无人机低空摄影测量技术是指利用无人机对土地进行拍摄之后对影像资料进行研究与分析，从而得出测量数据，它可以将野外操作转变为室内操作，该技术不会受到地形环境的限制，具有一定的技术含量和较高的精准度。随着无人机低空摄影测量技术的日趋成熟以及经济建设的需要，无人机测量以及在多个领域得到广泛应用。5、GIS技术（地理信息系统）GIS技术是地理信息系统的简称，是一种以采集、管理、描述、贮存、和分析地球表面（包括大气层）与空间和地理分布相关的数据的空间信息系统。

二、现代测量技术在城市规划中的应用

1、GPS测量技术在城市规划中的应用

在测量中使用GPS技术，不但操作简单、布局灵活，而且精准度高，大大提高了测量的精度，为测量技术带来了革命性的变化。GPS测量不但不会受到天气、地形等自然环境的影响，而且能够在自然环境恶劣的情况下如期完成测量工作。目前，GPS测量技术的工作效率和经济效益都是常规测量方法的数倍，所以大多数城市都有自己的GPS控制网，来为城市发展提供基本的数据资料。特别是RTK技术的发展，使GPS能够更加快捷高效的获取城市野外数据，GPS技术已经在控制测量、地籍要素测量、放样与施工测量和地形测量等城市基本测量方面得以广泛应用。加之，GPS在车辆监控导航中也得到广泛的应用，使城市交通拥堵问题得到有效的解决，是现代城市交通规划中的一个非常重要的考虑因素。

2、数字化土地测量技术在城市规划中的应用

由于复杂和繁琐的线条、数字和符号、文字使传统测量工作对专业知识具有较高的要求，非专业人事无法看懂这些图文、数据所代表的意义。而数字化土地测量技术具有直观形象的特点，可以在计算机屏幕上对测绘过程中的各种元素进行直观生动的体现，并且随时可以修改和调整测绘产品，具有较强的便利性和快捷性，通俗易懂。特别是现代城市规划与建设对数据的精准性和科学性具有更高的要求，并且需要反复的分析、对比和评估测绘的数据，因此在现代城市规划与建设中应用数字化土地测量技术，不仅能够更直观的分析个数据，而且更有利于比较多种设计方案，从而使测绘结果的准确性和科学性得到有效的保证。3、RS测量技术在城市规划中的应用随着数字化城市的不断深入，数据格式多、数据量大成为城市规划基础数据的特点，这就要求用运一种在数据采集方面有突出优势的技术来满足时展的要求，而RS技术能够满足现代数字化城市的发展需求，RS技术也成为城市规划别重要的数据来源。目前，RS技术在城市规划中主要应用于城市空间布局综合分析和城市规划实施情况动态监测两个方面。4、无人机低空摄影测量技术在城市规划中的应用无人机低空摄影测量技术具有高分辨率、操作灵活、起降方便、成本低廉等特点，在城市规划与市政管理、小区域航空摄影、征迁拆违与应急指挥、危险区域目标摄影、生态环境保护、自然灾害监测评估等领域被广泛应用。无人机低空摄影测量技术可以为城市规划区域的数字高程模型的生产、大比例尺影像地图生产、DLG产品、正射影像制作提供高分辨率，可以对中间设施和区域进行三维数字建模和应急保障，还可以对重点区域实施动态变化监测，满足城市信息化建设对各种类型空间数据的需求。5、GIS测量技术在城市规划中的应用GIS测量技术主要在构建城市基础地理信息数据库、辅助城市规划进行各项专题分析、规划信息的查询与管理、规划成果的网络、实现三维展示与漫游、规划方案比选和分析评价等几个方面得以集中体现。

总结：

在日新月异的城市规划过程中，城市规划和建设工作想着更加规范、科学的方向发展，城市测量更加需要借助先进的科学技术来提高效能，以符合现代化城市规划发展的需求。

参考文献

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关键词：土地规划；俯视土地；管

一提起“土地”，在很多人的固有印象就是传统的农田耕作、开垦、整治，还有城市的建设等，代表的是一种比较枯燥无味的工作和事物。的确，土地作为人类生存、生息、劳作的基础载体，它承载了人类所有的工作和生活的基础。从平面上看，大多数土地的确是枯燥无味的，所望见的不外乎都是农田、树林、耕地、草地还有建筑密集的城市建成区。由于地壳构造的特点，人类暂时无法从地下仰视土地。但是，从空中俯视土地确实一件比较容易的事情，无论是搭乘民航客机或直升机、登高远眺、运用无人机拍摄等手段，都可以从另一个角度对土地获得非常直观的认识，是土地规划工作中一种很好手段。从空中看土地，将有利于用最快的时间对一个区域的土地布局有个完整的印象和认识，发现问题，同时也可以欣赏到土地的美感，一举多得。本文将对比几种俯视土地的方式，并进行对比，分析各自的适用性，为未来的土地规划调研工作提供参考。

1 制高点俯视

在军事活动中一向都非常重视对城市及区域制高点的占领，制高点不仅是获得一个地区军事占据点的重要目标，同时它也是直观了解土地规划布局的重要地点。站在区域的制高点，可以通过肉眼或望远镜等技术手段获得对周边区域的土地规划布局的直观认识，包括城市的河流走向、建筑高度分布、建成区范围、耕地和林地的分布等。

制高点一般包括两类，一是自然的制高点。主要是山峰或丘陵的高处，如广州的摩星岭、深圳的梧桐山等；二是人工建筑的制高点，俗称“地标”，如广州的广州塔或东塔、南京的紫峰大厦、上海的环球金融中心等，开展土地规划调研工作中，如果能准确找到上述的制高点，可以通过制高点先期对区域的土地布局有个整体的认识和了解。制高点俯视可操作性较强，调研成本不高，但也有局限性，其中人工建筑的制高点仅限于大中城市，小城镇不适用，并非所有城镇尤其是农村周边都有山峰或高楼，即使有制高点也因地形等各种原因难以通达等。

2 民航客机鸟瞰

乘坐民航飞机抵达一座城市，比起乘车、船抵达有个显著的优势是：能从整体上对当地的土地布局有个整体的认识，比如城市是靠海还是临江、临山，周边的农田分布情况，在飞机降落时都会一览无余。同时，由机速度快，在乘飞机的时候可以对一个较大的区域，如国家、省份的整体土地布局、土壤特点、农田水利情况有较为直观的认识。尤其是对一些较大范围的无人区，包括沙漠、冻土带、雪峰冰川等，其他交通工具难以到达的地方，采用民航飞机拍摄也是非常方便的。

常见的田块都是方形或不规则形状的居多，但飞机飞越南非的时候，会看见很多圆形的土地地块，这是因为南非地广人稀，采用了自动化指针式喷淋灌溉系统，所以农田是圆的。这样节约了水资源，也提升了农业的现代化水平。

乘坐民航飞机鸟瞰的局限性：经济成本较高，受气象条件、飞行时间和方向等的影响较大，飞行高度很高，不适宜高精度拍摄。

3 通用航空鸟瞰

民航班机飞行速度快，飞行高度较高，航线较为固定，功能主要以长途运输为主，因此，在鸟瞰各地的土地情况时候有较大的局限性。相比之下，通用航空飞行高度较低（多在1000米以下），速度比民航客机慢，功能以观光、农业作业、摄影、短途运输、防洪监测为主，因此更适宜低空拍摄各地的土地分布、布局情况。通用航空包括直升机、小型飞机等，主要运用于人口较少的地区。我国的新疆、内蒙古及广西桂林等少数地方开通了通用航空服务。

乘直升机飞越美国东部纽约州的实拍照片，可以清晰地看出美国村庄建筑布局特点：以低矮房屋为主，绿化以低矮灌木为主，路网为环状+放射状。

通用的航空主要局限性：价格高昂，推广地区不多，受航线方向和气候的约束性较大，不适宜在多数地区使用。

4 无人机拍摄

近年来非常火爆的无人机无疑是最新潮的一种空中拍摄土地的方式。无人机航拍摄影是以无人驾驶飞机作为空中平台，以机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了高空拍摄、遥感技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。

使用无人机进行小区域遥感航拍技术，在实践中取得了明显成效和经验。该技术适应国家经济和文化建设发展的需要，为中小城市特别是城、镇、县、乡等地区经济和文化建设提供了有效的遥感技术服务手段。目前，百度百科已与“大疆创新”大无人机合作，收录无人机拍摄的照片。

在土地规划调研中，无人机也具有很多优势：拍摄的照片清晰、精度高，受场地、航线限制少，价格适中。与飞机不同的是，拍摄者可以根据拍摄的需求，随时调整飞行方向和距离，这是其他飞行工具无法做到的。通过无人机，可以深入受地形条件限制常人难以到达的地方如悬崖、沼泽地、洞穴、冰川、高楼中间地带，这是传统的观测卫星图和地形图、实地调研等无法做到的。无人机不仅可以拍摄陆地国土区域，还可以拍摄水面、海洋等土空间。无人机的主要缺点是电池容量有限，不能进行较长时间和较长距离的拍摄，受拍摄者的活动范围限制，不能深入较大范围的无人区拍摄，主要适用于较小范围内的精准拍摄。

篇9

关键词：工程测量测绘；无人机；航拍技术；要点

1 无人机航拍技术概述

无人机航拍技术，是一种集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。

（一）无人机技术

无人机航拍技术发展的前提是无人机的出现。无人机，顾名思义，是一种不载人的航空器，主要包括固定翼型无人机、无人驾驶直升机两类。之所以可以实现无人驾驶，是由工程师在地面上通过无线电遥控设备操控机载计算机程控系统而进行的。无人机的出现，一开始主要是为了开展有人飞机不宜执行的任务，如危险区域的地质灾害调查、空中救援指挥和环境遥感监测。经过几代产品的更新，无人机由最开始的主要是在军事上的应用后来逐渐发展到用于作战、侦察及民用遥感飞行平台、农业生产等多个领域。在工程测量中运用无人机，能够有效解决小面积低空摄影存在的问题。无人机的实际操作使用步骤主要包括以下几个方面：野外像控点的布设和测量、取得测区资料数据、内业空三加密以及数字测图。

（二）机载遥感设备

要让无人机航拍得以实现，除了无人机这个“空中平台”外，还需要能够获取信息、处理图像信息、并能够按照一定的精度要求制作成像的机载遥感设备，这些机载遥感设备都具有体积小、精度高、储存量大的优点。当前使用的主要有高分辨率CCD数码相机、红外扫描仪、磁测仪等。根据不同类型的遥感任务，选用不同的机载遥感设备。目前，制造的数字航空测量相机已经可以达到很高的像素，能够在航拍时，同时拍摄彩色、红外、全色的高精度航片。此外，科学家们为了能够提高遥感飞行的效率，还同过使用多台哈苏相机进行组合照相。这些机载遥感设备不仅仅能够对工程的静态、物理几何结构，还可以进行一种动态地全过程监测、把握实时的微小变化、通过对观测结果的比较分析，从而对即将出现的问题进行预防、防患于未然，同时能够对物体未来的发展变化趋势进行预测。

（三）无人机影像处理流程

无人机利用机载遥感设备获取影像资料以后，根据POS相关数据，自动建立航带内与航带间的拓扑关系系统网，航带规划设计包括单次航飞时间设计、航飞架次设计和航带带宽划分。而测区范围的规划，首先要设定测量区域最大外接矩形，得出测区四角标注之后，计算航拍次数。根据控制网布设GPS控制点去构建目标区域控制网，根据典型地貌特征点的选择、对测区现场进行均匀布控。然后根据主点坐标、对称畸变参数和CCD非正方形比例参数进行影像比例的纠正。第二步骤，根据区域网平差计算、加密点物方空间坐标解算、影像的外方位元素，计算空中三角测量。最后，进行DEM数据匹配，即进行多模型、多重叠DEM匹配、采集，以测区为单位创建像对正射影像。随后生成DOM成果。

2 无人机航拍技术的要点

（一）无人机航拍的申报

对于无人机航拍，我国出台了专门性的管理政策法规，再加上无人机航拍自身的飞行特征，共同决定了无人机航拍的申报流程的独特性。按照我国的政策法规对无人机进行划定，其属于一种无人驾驶航空器，因此需要按照我国通用航空相关规定进行操作和使用，如果严格按照规定执行的话，只有具备执照的人才能操作无人机进行航拍作业，我国在这方面也不断加强管理的力度，目前主要的负责机构为中国私用航空器拥有者及操作手协会。另外，在操作和使用无人机之前，还需要提前申报空域，并在飞行前的15小时就需要向管理部门申报飞行计划，一般情况下，在发出申报3小时之内就可以得到回复。但是为了确保安全，操作人员还需要在飞行之前再次通过电话进行核实。

（二）航拍画质的稳定

与消费级无人机不同，航拍无人机对画质的要求更高，并不是随便拍出分辨率较高的画面就可以了，而是需要对目标物进行持续的、长时间的拍摄，对拍摄的要求非常高，拍摄角度和距离具有特定的要求，同时对目标凝视和画面防抖都具有较高的要求，这就需要在航拍无人机上安装稳定平台，如陀螺仪稳定的测距仪，这种设备首先在战列舰上出现。由于无人机自身的特点，对陀螺仪的灵活性和稳定性都具有更高的要求，一般在无人机上使用重量小集成度高的微机电MEMS陀螺组件。此设备具有检测平台角度和角速的作用，并将信息反馈给平台驱动电机，这样就可以减轻飞行器姿态变化的影响，保证平台上的摄像机的视轴稳定。

在风力较大的情况下，要想拍出画质较好的影像，就需要熟练应用云台。在无人机飞行过程中，由于风力较大，会执行抗风动作，这就导致机身出现倾斜或旋转的情况，从而摄像头与地平面发生倾斜，导致画面的质量下降。而使用云台，则可以防止无人机倾斜导致摄像机倾斜，从而减少了风力对拍摄造成的不利影响。在无人机上，保证拍摄质量的重要设备为减振垫和减振橡胶。减振垫和减振橡胶具有减少机体振动对飞控部件的影响的作用，防止无人机拍摄出来的画面会产生扭曲现象。

（三）特殊环境中的使用

在低温环境当中，无人机要进行操作需要提前对减振橡胶或者减振柱进行更换，以便减轻低温环境对拍摄质量的不利影响。另外，无人机的锂电池也容易受到低温的影响，温度越低，锂电池的化学活性越低。经过试验发现，当电池温度低于15℃的时候，其化学活性已开始降低，当温度更低的时候，锂电池的放电能力显着下降。因此，为了防止无人机坠毁，在操作无人机的时候，需要在低空悬停1分钟以上，了解无人机在低温环境中的表现情况，从而根据无人机的情况来调整飞行计划。

在高原地区拍摄时，较小的空气密度使无人机的旋翼需要更高的转速来产生足够的升力，此时无人机的耗电速度要比平时快。操作手要注意时刻监控电池状态，以免无人机坠落。另外，高原地区操作手要准备多块电池，随时准备替换。这是因为高原地区风力较强，无人机飞行需要耗费大量的能力。

3 工程测量测绘之无人机航拍技术的运用分析

我们在工程测绘测量中运用无人机航拍技术能够收集更加丰富、更加全面的资料。无人机摄影，可以提供一个不可替代的高位俯角，反映一个地区、一个区域的全貌。还可以对某一具体物体进行高清晰度拍摄，灵活方便。并且随着科技的进步，其拍摄的图像也有分辨率逐步增高、单次航拍时间延长、单次航拍储存信息容量逐渐扩大等趋势。例如无人机可以对矿山进行测量，在煤炭资源开发的同时，加强对矿山周围环境变化的把控，进行有效的监管。既实现了高效率的开采，又实现了环境的保护，双管齐下。无人机还可以加强对矿山整体的整治，以便于对矿山资源的保护。整治自然少不了宏观层面的指导，尤其对矿山这种面积又大，开采过程中还极容易发生环境污染的区域。利用无人机航拍提供的结果，可以有针对性地采取措施，对自然资源进行保护。无人机航拍技术已经成为我国经济建设、社会发展、应急救灾、突发事件处置、数字城市建设、国土资源调查、地质灾害、矿山监测、环境变化监测、工程设计等一系列国家重大需求的重要技术。

4 结束语

综上所述，无人机航拍技术作为一种新型的技术，具有其他产品不具有的突出优势。所以，我国应该加大在无人机技术领域的研究，加强与世界其他国家的经验交流与合作。而无人机航拍技术的运用也为现代工程测量测绘事业提供了便利，成为一种必不可少的手段。我们应该把握这一未来的发展趋势，促进工程测量测绘之无人机航拍技术的发展，从而促进我国经济的飞速发展！

参考文献

[1]骆叔鹏.论无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息，2016，10：119.

篇10

【关键词】无人机；航空摄影测量；无像控；真正摄

无人机航测技术是近年来航空摄影测量及遥感技术发展的主要方向，特别是对大比例尺测图来说，其低成本高效率和易用性，使得无人机航测近年来发展迅速。无像控航空摄影测量和真正摄影像图生成一直以来处于理论研究阶段，目前技术上已经成熟并已投入生产应用。例如德国产的MAVinci Sirius Pro无人飞机配备俄罗斯产的Agisoft Photoscan后处理软件，即可实现无像控、高精度航空摄影测量和真正摄影像图（DOM）生成等功能。作者通过实际应用，验证了该套技术方案的精度，并分析了其技术要点。

1、方案介绍

（1）MAVinci Sirius Pro UAV。MAVinci公司是专门从事无人机系统（UAV）技术研究的公司，位于德国莱门。主要针对建筑工地、管道、矿山和采石场等自动成图技术的研究。目前其产品主要有MAVinci Sirius UAV（天狼星无人机），分Classic、Basic和Pro三个版本。其最大的特点是可精确获取拍摄瞬间像片的姿态数据，从而具备了无像控航测的能力，可极大节省项目成本，尤其在那些难以从地面进入的项目区域，传统方法根本无法实现高精度测图。

MAVinci Sirius Pro UAV无人机是通过精确的时间控制技术和高精度GNSS RTK技术来确定每个曝光点的空间位置坐标，从而完全替代像控点的作用，具备高精度航测能力。

（2）Agisoft Photoscan软件。Agisoft Photoscan是俄罗斯Agisoft公司开发的3D建模软件。它采用最先进的多视图三维重建技术，由数字影像全自动生成高精细3D模型；支持GPU高性能计算，利用分布式网络计算系统，对超大空间范围生成分层级的三维模型，使得浏览和使用数据变得容易和简单；利用其自动生成的密集点云数据和照片纹理，可生成真正摄影像图，使高精度测量和成图成为可能；根据相机影像匹配理论自动计算相机的畸变参数，从而进一步提高三维建模的效率和精度。

2、应用案例分析

该方案在实际生产中，已经应用于大比例尺测图项目。本文选择某测区进行应用验证，并进行精度分析。方案的操作流程如下：

图1 无人机航测流程图

测区使用MAVinci Sirius Pro无人机系统通过航拍采集像片313张，地面分辨率0.045米，飞行面积0.95平方千米，飞行时间20分钟。采用Agisoft Photoscan对采集的像片和高精度空中姿态数据进行全自动处理，最终生成测区密集点云数据、真正摄影像图（DOM）和DEM数据。

外业使用全站仪采集21个明显地物点坐标，主要位于水泥道路的拐角或者路边人工花坛的拐角。在内业处理生成的真正摄影像图DOM数据和密集点云数据上，解析出外业实测点对应位置的三维坐标，从而进行精度比对分析。在外业采集的21个点中，1、12号点在影像上不太明显无法准确解析其坐标，故舍去。其余点位的精度统计情况如下：

表1： 误差统计分析表

从统计结果看，有4个点的高程精度出现粗差情况，原因为实测的点在花池的顶部，而影像解析点位在花池底部，所以高程有粗差存在。在高程精度统计中，将这四个点高程剔除。最后计算出平面距离中误差为0.045米，高程中误差为0.054米。符合大比例测图的精度要求。

3、结论

该套技术方案，解决了航空摄影测量行业一直以来难以逾越的无像控航测成图和真正摄影像图生成的技术难题。MAVinci Sirius Pro无人机结合了精确的时间控制技术和拓普康100赫兹亚厘米级的RTK实时差分技术，获得了像片拍摄瞬间高精度的POS数据，从而解决了无像控航空摄影测量的问题。Agisoft Photoscan软件，采用最先进的多视图三维模型重建技术和GPU高性能计算技术，可全自动生成测区密集点云和真正摄影像成果。这套技术方案是基于单架次飞行范围在2-5平方千米范围内，且航测像片航向重叠率大于85%的条件下实现的。对于更大范围的航测，RTK差分的精度会降低，像片数量会增加，对后处理软件和计算机硬件的处理能力要求更高，该技术方案的成果精度和实用性会降低。随着技术的不断进步，更多新的三维建模技术和更高性能计算机必将出现，该技术方案存在的问题会得到进一步的解决。

参考文献：

[1] 黎彬. 无像控低空无人直升飞行数字摄影测量系统探讨与展望[J]. 测绘技术装备，2013（03）.

[2] 赵生良，陈丰田. Agisoft Photoscan在无人机航空摄影影像数据处理中的应用[J]. 价值工程，2013（20）.