無人機傾斜航攝系統(tǒng)在城市管理方面應用探索

牛麗華 胡俊杰

（中南民族大學電子信息工程學院湖北武漢430079）

無人機傾斜航攝系統(tǒng)在城市管理方面應用探索

牛麗華 胡俊杰

（中南民族大學電子信息工程學院湖北武漢430079）

無人機傾斜航攝是一種新型采集方式與展示技術，它通過傾斜攝影方式全要素、高空360°航拍生成傾斜影像與全景三維影像，經計算機處理與發(fā)布之后形成具有全景展示功能的系統(tǒng)。本文首先介紹該系統(tǒng)采集方式及優(yōu)勢，最后闡述其在城市管理當中的實際應用。

無人機；傾斜航攝；城市管理

1 背景介紹

隨著城市化進程的逐步加快，城市規(guī)模的不斷擴大，城市功能的不斷強化，城市管理面臨的新課題越來越多，城市管理的方式方法也在發(fā)生著明顯的變化，從最初依靠“人海戰(zhàn)術”，由市政、園林、環(huán)衛(wèi)、城管各部門人員自我巡查發(fā)現、自我處置、自我檢査，到運用信息系統(tǒng)實現多渠道發(fā)現、聯動處置、全過程監(jiān)控，從以地面巡査為主，到運用衛(wèi)星影像、傾斜影像識別新增違建，城市管理系統(tǒng)在管理的思路和方法上經歷了由平面向立體、由單一向多維互動的轉變，城市管理的理念在悄然發(fā)生著變化。如今，無人機的應用，又被引進到市政市容管理工作中。由于無人機具有時效性強、機動性好、方便靈活、巡査范圍廣等優(yōu)點，使得其在城市管理中將起到非常重要的補充作用。

2 系統(tǒng)簡介

無人機傾斜航攝系統(tǒng)以旋翼無人機為平臺，一體化集成高清微型單反相機、云臺、時空同步多傳感器集成技術為支撐，獲取高清影像數據，通過配套數據處理和應用軟件，快速生成空中全景影像和傾斜全景影像，對城市的垃圾死角、建筑垃圾亂傾倒、毀綠占綠、違法建筑、工地污染及占道經營整治、市政設施管理、園林綠化等方面進行立體化監(jiān)控，發(fā)現管理死角，為科學管理提供輔助依據。

3 產品配置

無人機傾斜航攝系統(tǒng)將伺服穩(wěn)定平臺、高清單反相機、存儲控制組件集成，具有可靠性高、操作使用簡單、起飛和著陸場地要求低、影像分辨率高等特點，安全且成本低廉。

4 系統(tǒng)優(yōu)勢

無人機傾斜航攝系統(tǒng)綜合考慮相機、飛行控制系統(tǒng)與慣性穩(wěn)定平臺的體積、重量、功耗及技術需求，從設備小型化、整機一體化設計方面入手，解決了航測設備高精度與設備小型化之間的矛盾，整機重量僅2kg，航攝過程實現全自動操作；采用自動拼接技術，快速拼接城市低空全景影像，影像像素高達7000萬。

（1）操作簡單，智能化程度高，機動靈活易維護；

（2）續(xù)航能力強，巡航半徑在30km范圍；

（3）能進行大范圍的無人巡航監(jiān)控，使執(zhí)法隊伍對突發(fā)應急事件的處理更加快捷高效；

（4）節(jié)約了大量的人力成本，提高了工作效率。

5 系統(tǒng)應用

5.1 違章建筑管理

通過無人機傾斜航攝系統(tǒng)，采集處理傾斜影像并建立專題數據庫，通過定期將實際現狀和歷史影像數據進行對比分析，執(zhí)法部門可以準確掌握違章建筑的面積和層數，形成執(zhí)法依據，實現對重點拆違區(qū)域違章建筑的可視化、精細化管理。

無人機傾斜航攝系統(tǒng)的巡查，既對城市管理問題的發(fā)現真正做到了主動發(fā)現、全天候、無死角，又起到了很好的核查作用。無人機傾斜航攝系統(tǒng)解決目前的幾大瓶頸問題：①部分違建十分隱蔽，肉眼難以察覺；②部分建筑天臺只能通過住戶家中進入，執(zhí)法隊員無法進入核實；還有的地方則是覆蓋面積廣、范圍大，人工巡查效率低下。

5.2 建筑垃圾管理

目前，隨著城市的高速發(fā)展，城市建設的工作無時無刻不在進行，在城市里隨處可見工地現場、工地垃圾亂堆放，大部分未經任何處理便被施工單位運到郊外或鄉(xiāng)村，采用露天堆放或填埋的方式處理，不僅占用大量土地資源，也消耗大量的清運經費。隨著監(jiān)管力度的加強，一些建筑垃圾越倒越偏僻，有的地方甚至連路都沒有，普通汽車根本無法通過；有的地方用圍墻、鐵絲網層層攔起，人車很難入內。這些情況對城市的市容市貌和管理工作帶來了很多的不便，更對市民造成了極大的影響。無人機傾斜航攝系統(tǒng)針對城管執(zhí)法中經常遇到的取證難、市容“死角”建筑垃圾亂堆放等問題，對建筑工地和建筑垃圾亂堆放問題進行全面監(jiān)控，航拍發(fā)現問題后，屬城管管轄的立即查處，屬其他部門管轄的發(fā)函給各權屬單位，及時把垃圾清運，防止再次污染環(huán)境。

5.3 占道經營管理

流動攤點和“店外店”的占道經營，導致周邊交通嚴重堵塞，污染環(huán)境，影響市民生活質量，對市民的正常出行造成不良影響。城管執(zhí)法隊對該種現象進行多次執(zhí)法但收效甚微。無人機傾斜航攝系統(tǒng)能對非法占道經營進行現場取證。能進行大范圍的無人巡航監(jiān)控，使執(zhí)法大隊對突發(fā)應急事件的處理更加快捷高效。節(jié)約了大量的人力成本，提高了工作效率。

5.4 毀綠占綠管理

近兩年，非法侵占綠地和破壞樹木，毆打園林綠化人員、非法阻撓綠化施工的事件時有發(fā)生。為有效遏制毀綠、占綠行為，保護綠化苗木健康成長，城管執(zhí)法局可基于無人機傾斜航攝系統(tǒng)摸底排查轄區(qū)內公園、居住區(qū)、山頭、道路、河道、單位和居民庭院等綠地被占用、毀壞情況，制定綠地整改方案，監(jiān)督恢復綠地。

5.5 城市綠化管理

通過無人機傾斜航攝系統(tǒng)快速生成整個城市影像圖，對城市的綠地進行地物識別、提取，然后根據提取的綠地計算其實際面積，并且可以計算出整個城市的綠化覆蓋度。依據城市綠化覆蓋度可以對城市的綠化工作做出總結，進而可以對下一步的綠化工作進行規(guī)劃和部署。依據求出的綠化面積可以計算出實際需要的灑水量，結合園林綠化灑水車的載水量，優(yōu)化灑水車的加水量及次數，提高工作效率。

P231

A

1004-7344（2016）30-0266-01

中南民族大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃基金支持“空地一體化全景三維系統(tǒng)研究與應用”（XCYSJ1501）。

2016-10-7