無人機攝影測量及在城市規劃中的應用

張治拉 王子軍

前言

地區城市化水平的提升對城市規劃工作提出了更高要求，因此為從根本上實現城市可持續發展，現階段相關工作人員也應從高效利用無人機攝影測量技術入手，進一步完善就優化城市規劃方案，推動城市又好又快的發展進程。

1 概述無人機技術

1.1 無人機的發展

就目前來看，無人機在我國已有十幾年的發展歷程，其中所涉及到的關鍵性技術也已逐漸趨向于成熟化。其中，無人機系統具有成本較低、操作靈活以及適應性強等特征，因此可被廣泛引用于攜帶重要設備完成特殊任務中，例如空中寂監測、空中轉信與救援等活動，并在有效處理自災害以及社會安全事件等方面發揮出了積極的作用[1]。無人機最大優勢是避免操作人員遇到危險情況以及體能的限制，因此可應用在風險度較高或工作量巨大的工作中。

1.2 無人機的分類

隨著無人機技術的快速發展，其也被應用在了各領域之中，并基于不同工作需求衍生出了多種形態。不同無人機在尺寸、質量、航程以及飛行高度等方面具有明顯的差異性，而基于此些差異性，無人機可分為以下兩種：①軍用無人機。主要應用與戰爭時期的前線攻擊任務；②民用無人機。主要應用災情監視、交通巡邏以及航空攝影等方面。

現階段無人機技術也趨于可持續化，即開發太陽能無人機技術，最大化的提升無人機在實際應用期間各類資源的利用率，實現經濟利益最大化的發展目標。

2 無人機攝影測量

2.1 無人機攝影測量實際操作

無人機攝影測量工作主要以小組形式完成，即三至五個人分成一個測量小組，肩負起無人機攝影測量期間的職責，對后期測量數據進行實時的檢測，并在保障數據準確后進行后續的工作。

2.2 無人機攝影測量主要流程

在無人機攝影測量期間，可進行大范圍或某地區的景物拍攝，并以此獲取到高精度的航拍影像，提升實際測量階段的精準性?，F階段無人機攝影測量中的主要流程主要分為以下幾種：①選取野外拍攝地點；②測量精準數據[2]；③對數據進行內業加密處理；④依據數據繪制數字地圖。而在此些測量流程內，關鍵性技術為對數據的加密處理，其可輸出更為精準的坐標，并對角元素軟件進行匹配，并使得平面間距更加符合預設的規程。

2.3 無人機攝影測量的特征

無人機攝影測量主要由無線電通訊系統、GNSS定位系統以及信息系統構成，與測量手段相比，無人機主要具有以下優勢：

（1）信息具有高度時效性。通過無人機系統對地面進行航測的過程中大多處于低空飛行狀態，可更好的適應飛行環境以及抵御大氣制約因素，從而更快的獲取到地面信息，提升信息準確性；

（2）測量結果分辨率較高。在無人機攝影測量中，主要攜帶高精度的數碼攝影設備，因此其不僅可以滿足豎直平面攝影，更加可在低空中以多角度拍攝出建筑物的高分辨率紋理影像[3]。同時，無人機所具備的垂直與傾斜攝影優勢，也極大程度上的改善了原有衛星遙感拍攝中建筑物被遮擋問題；

（3）受天氣影響小。無人機攝影測量技術相較于原有測量技術而言，飛行高度一般在云層之下，因此受到天氣因素影響程度較小，僅需要依照預先設計好的航線就可實現自動航行，同時飛行設備所需成本較為低廉，故可大量應用在城市規劃中；

（4）安全性高。無人機攝影測量期間無需操作人員，因此即使飛行系統出現故障也不會對工作人員造成任何風險性。

圖1

3 無人機攝影測量在城市規劃中的具體應用

3.1 建立城市現狀模型

將無人機攝影測量技術應用在城市規劃過程中時，可快速建立起城市現狀模型。具體而言，將攝影測量設備安裝在無人機中，并使其在所需測量的城市上空進行全景拍攝，將所獲取到的拍攝數據及信息傳輸到建模系統中，完成快速建模的任務。與此同時，利用無人機攝影測量所獲取到測量內容也能夠進行城市局部地區的三維模型建立，促進城市規劃工作數字化發展進程。

3.2 定位紋理及配準輪廓線

利用無人機攝影測量中影像方位元素系數，對原始物的模型進行投影處理，從而準確獲得到區域間的繪制信息。在實際工作中，地物本身的空間坐標也會出現一定誤差，并對后期模型投影的準確性以及真實性產生一定的不良影響[4]。因此這就需要相關工作者在定位紋理時也應進行輪廓線的配準，從而提升建筑物輪廓線的清晰度，為城市規劃工作提供重要的參考資料。

3.3 城市規劃的審批

在城市規劃審批工作中，也可利用無人機攝影測量技術，對測量環境下城市規劃的要點進行總體布局分析，并通過對所構建起的虛擬環境對城市規劃區域以及城市周邊地區的各項發展指標，諸如建筑密度、土地資源容積率等的進行明確，從根本上提升城市建設工程的審批質量及效率，提升地區間整體城市規劃水平。

3.4 數字地圖的繪制

結合無人機攝影測量的實際測量數據，利用此些數據進行科學性的建模以及圖像的深入分析，從而運用三角測量體系構建更為完整的立體模型，最后對融入的參數數據進行要點匹配，繪制數字地圖[4]。值得注意的是，在此項工作中，相關工作人員需做好地圖細節的處理工作，提升后期對接工作中的精準性以及所繪制數字地理圖像的全面性。

4 無人機攝影測量在城市規劃應用前景的分析

4.1 調控影片

將無人機攝影測量實際應用在城市規劃中時，可基于現有技術，增設影片調控裝置，提升實際測量水平，同時采用攝影測量所獲得的攝影資料都應整合到導航系統，從而換算測量數值，對地區間的地形特征進行更好的掌握。而在控制點設置時，應添加明確的參照物以便能夠更為清楚的標識其的特征。

4.2 測量空中三角

在應用無人機攝影測量技術的測量的空中三角時，也可借助數碼系統內部新裝置用來設定定位，提升的預測干預的精準性，使其更加適用于銜接航帶以及經銜接測量模型之中。同時，在連接新設備后，也應調試測量的圖像控制點。在實際測量過程中會因各種因素難以拍攝到地區地形架構，因此利用無人機攝影測量技術也應進行及時的補測，并對測量結果進行對比分析。

4.3 立體采編

在無人機攝影測量之后，也應結合測量數據進行的立體采編。通過獲取到的精準數據以及地物形態特征提取到有用的立體信息。同時，在立體采編的過程中，也應對線性地物中的各類參數數據進行的檢測，以此從根本上保障立體采編中的精準性。由此可見，由于無人機攝影測量不會受到地形環境的制約，并具有高度的準確性，因此在城市規劃中具有廣闊的應用空間。

5 總結

總而言之，無人機攝影測量技術的高效應用能夠從根本上提升城市規劃水平，取得良好測量效果。同時，無人機攝影測量中精準、快速且安全優勢也是其為城市規劃區域提供具有較高分辨率得規劃產品，為切實促進地區城市化、現代化發展奠定了堅實的基礎。