無人機低空航攝技術在地形測繪中的應用分析

周永波+李帥+張敏

摘要：科學技術的進步在人民生活、工作以及國防軍事等方面有著諸多應用，已經越來越多的應用到生活中的各個領域，科技的普及帶來了生活的極大便利。本文主要探究的是低空無人機航攝技術在地形測繪等領域的應用普及，以及對關于無人機技術對測繪的應用問題的相關探討分析，因為無人機測繪技術擁有廣大的應用前景和巨大的市場潛力，將對我國地形測繪的數據處理和圖像獲取產生重要影響。

關鍵詞：無人機；航攝；地形測繪

1引言

由于無人機的高安全性和在航攝數據采集方面杰出的性能，與傳統拍攝技術相比，無人機航攝對時間空間沒有限制，在應急處理和小面積采集數據有著先天優勢。此外無人機成本也比較低，更加安全高效，覆蓋范圍較大，精準作業能力強，因此越來越多的地形測繪任務中出現了無人機的身影。

2無人機低空航攝技術簡介和應用發展現狀

無人機低空航攝技術利用遙感技術操控運行，可以通過搭載不同分辨率的數碼相機、攝像機等數字設備進行遠程拍攝采集任務，并且與地面控制人員進行遠程同步遙感傳輸，后期人員將收到的數據進行整理和修正編輯，最終呈現的信息將用于地理信息數據記錄和應急調查監測。

我國無人機發展起步較慢，在世界范圍內既有全球鷹搭載SAR進行遙感航攝，也有低空無人機加載高精度POS，但在國內范圍而言，由于POS高昂的造價限制，目前加載高精度POS的無人機尚不多見。但是我國無人機技術發展勢頭猛，經過四十幾年的不斷鉆研，我國的科研人員已經研制出具有民用商用價值的無人機測繪系統和數據處理平臺，從二零零九年開始，國家測繪局遙感院制定戰略計劃，將發展無人機作為我國地理測繪事業的重點發展對象，聯合國內具有杰出遙感技術專業的著名學府和研究機構共同技術鉆研無人機技術，取得了重大進展。如今我國測繪相關機構普遍應用的UAVR S-10B等不同型號的無人機都是基于國內機構測試研發并進行應用的，國產無人機發展到現在已經擁有了全球領先是全球領先的無人飛行器控制系統及無人機解決方案的研發和生產商，中國生產的無人機也已經遍布全球100多個國家。

在我國地理測繪領域，衛星遙感技術一直是獲得國家地理大面積圖像的首選技術，衛星在大比例數字化測量地理信息的地位無人能出其右，但是在小比例方面的測量就難以進行突破，因為高精度的測量成本高，如果人為拍攝周期長，沒有安全保障。無人機技術的發展填補了這一空白，在1：500至1：2000的高清測繪中，無人機的表現堪稱完美。超低空飛行，除了極端天氣外，無人機可以使用大多數天氣場景，且由于無人機不需要人為駕駛，體積小，飛行靈活，不需要專用機場，起降簡單，操作容易，有機動快速的響應能力，獲取地面影像的速度非常快。

無人機航攝系統大體可分為兩部分，空中部分和地面部分。空中部分主要是無人機系統，包括無人機設備、數碼相機、攝錄機器、GPS裝置、通訊天線設備：地面部分主要是手持控制設備、計算機、地面GPS、通訊設備。無人機工作流程為，先進行測區的勘探技術設計，然后對低空無人機航攝進行航線的規劃和被測區域劃分，接著進行航空拍攝和像控布設與量測，然后進行區域網空加密，數字工作站采集測圖，然后進行測繪及補測，后期人員運用計算機編輯成圖并進行數據檢查和質檢，最后形成成果提交。

3低空無人機航攝技術的優勢和特點

3.1靈活高效、方便快捷。

在無人機低空航攝具有高效快速、機動靈活的特點，在安全性上能夠確保，因為不需要人工駕駛所以安全系數高，而且在遇到一些突發天氣的時候能夠繼續作業，除了少數極端天氣之外，無人機都能夠輕松應付，限制性小。在遇到突發情況的是i后，無人機的應急處理能力就能夠體現出來，無論是在普通的地理測繪收集數據還是在突發事件需要進行偵測情況，在惡劣的自然地理條件下無人機都能夠處理。突發事件的要求就是時間緊任務急，無人機的應用正好可以滿足需要，在一些刑偵和軍事領域，無人機更是有著不俗的表現。無人機能夠在發生自然災害的時候立即啟動，拍攝現場畫面傳回控制室，以供指揮人員進行處理。無人機體積小操作簡單，控制人員經過一定時間的培訓就能夠熟練操控無人機，培養成本小，培養周期短。因為體積小、重量輕，所以在起降過程中對于地形要求很小，機器的組成比起一般設備也比較簡單，方便技術人員進行及時的檢修和排錯。

3.2經濟環保、低空作業。

無人機能夠進行超低空巡航拍攝，且不會對測區周圍環境造成損害，因為機器全部為電控，不會產生對環境影響的物質。低空作業好處是能夠進行近距離拍攝，對于地理高精度地形測繪是非常重要的，云層的遮擋也不會有影響，借助技術手段，圖像的清晰度可以通過搭載不同類型的拍攝機器采集完成，在現代通訊的發展條件下，無人機拍攝的圖像等數據能夠即使傳送到地面控制人員的計算機中，便于技術人員及時處理圖像信息，以防拍攝失誤需要補測的情況，因此可以大大降低運行成本，補測情況少，地形測繪的周期大大縮短。

4無人機低空航攝技術前景展望

中國無人機技術的發展經過幾十年的積累，已經具有一定規模，并且帶動了許多機構的配套研發，無人機研究機構逐漸增多，行業規范逐漸形成，規模逐漸增大，行業標準越來越高，政府相關部門的扶持和應用使得無人機在公共保障和應急處置上的作用舉足輕重，尤其是在地震、泥石流等自然災害發生時，無人機航攝技術的強機動性和小地理限制性能夠在短時間內幫助救援人員制定處置方案，對人民的生命財產安全提供了一條綠色通道。我們可以看到無人機抵抗航攝技術在地理測繪方面的應用將進一步發展，不斷為國家建設提供實時的地理信息采集，幫助制定更合理科學的決策。