無人機傾斜攝影與三維激光掃描技術在城市更新工作中的應用

孫佳龍 陳森

摘 要：在對比較寬廣的地區進行測圖時，使用單點測量這種傳統的測量方法比較費時費力且效率較低，這種測量方法在實際的使用過程中已經慢慢的被淘汰掉了。隨著時代的進步，科技的發展，無人機傾斜攝影與三維激光掃描技術的出現逐漸取代了單點測量的地位。三維激光掃描輔助無人機傾斜攝影進行測圖，可以對數據全方位的進行一個完善的采集，還提高了測量數據的精確度和測量效率。

關鍵詞：三維激光掃描技術;城市更新;基礎調查

一、無人機與三維激光掃描技術在城市更新中的應用

在對城市的基礎數據進行采集時，我們發現數據采集的地區大多都是居民的生活區域，建筑物較多，且建筑地形較為復雜，在采集數據時比較麻煩，數據的種類繁多。我們需要采集1：500比例大小的房屋大小數據，這一測量任務比較繁重，但是空地一體化測量技術可以很好的解決這一問題。

采用空地一體化測量技術完成一平方公里范圍內房屋的數據測量大概需要15天左右的時間。其中前期的計算機數據處理需要5天左右，工作人員外出實地考察，采集RTK數據等工作需要4天左右，另外需要6天完成矢量化及房屋面積統計。而采用傳統的數據采集方法完成一平方公里的數據采集大概需要一個月左右，而且投入的工作人員的人數要多得多。無人機和三維激光掃描技術需要6個人就能完成，而傳統的方法則需要30人才能完成相同工作量的工作任務。相比之下，采用無人機和三維激光掃描技術的工作效率很高。

不僅在對1：500的房屋和地形數據的采集有重大的意義，無人機和三位激光掃描技術仍能在對重要保護文物、重要建筑的多方面測和建筑的質量檢測上均有實際的操作意義。

二、基于無人機和三維激光掃描技術的房屋數據采集

（一）基于無人機技術的底圖測繪及高程數據網的建立

對于廣州市“城中村”的數據采集，我們采用無人機對城中村所在的區域進行航空拍攝，拍攝完成后，我們再對數據進行處理后期生成數據三維模型。經過無人機采集數據后進行檢測，我們得出無人機正射生成的影像和實際的誤差小于0.30m，邊長的誤差小于0. 25m，高度誤差低于 0. 20m。這些誤差均在1∶ 500 比例圖形可接受的誤差范圍內。通過無人機采集到的正射影像和 1∶ 500 地形圖作為調查地的基礎依據圖，為順利開展后續的工作打好基礎。生成的全自動化的數據三維模型，實現了城市建設，管理和發展的三維效果，為信息自動化廣州的發展提供了真實可靠的城市建模。

無人機采集到的建筑物的高程數據后，進行數據的提取和分類后，然后整理入庫，形成了一個高程數據網。高程數據網建成的好處在于我們可以直觀的了解到精準的高程數據。其中城中村內違章改造的建筑物我們可以很清楚的觀察到，這樣有利于對其進行整改。也有利于通過模型對城中村的發展方向和趨勢進行決策。人工進行數據的采集要投入大量的人力物力，無人機的出現，大大提高了數據采集的工作效率，為政府健康發展廣州新區老區的建設提供有利的科學依據。

（二）基于地面三維激光掃描技術的歷史文物數據調查

廣州市有著深厚的歷史底蘊，每個區都有很多的歷史文保和古樹名木需要保護。廣州市城市更新基礎數據調查工作就包含了對歷史文保和古樹名木數據的收集，其中包括祠堂、古樹、古建筑等。采集的數據包括這些文物的年代、大小、完整度、歷史價值等。使用地面三維激光掃描的方法獲取歷史文物的三維點云數據，同時拍攝照片。數據信息上傳到數據庫后，進行分類整理最終形成數據調查的基礎信息的其中一項。

三、精度驗證

在對城市更新基礎數據進行調查采集時，對采集物的平面數據的精確度要求較高，而對采集物的高程數據精確度沒有規定特殊的要求。所以在數據采集的后期，在對采集的數據進行抽樣檢查時，主要檢查的是所采集的平面數據。空地一體化測繪技術生產的1：500地形圖成果中的明顯地物點作為外界成果坐標，此坐標的檢查必須細致和高精度，和實際的坐標誤差不得超過4CM。抽檢記錄表見表1。

四、結語

本文通過對無人機傾斜攝影與地面三維激光掃描優缺點的分析，以效率較高的無人機傾斜攝影技術為基礎，地面三維激光掃描技術作輔助和補充，兩種測量技術交替使用，相互補缺短板，提高采集數據的精準度，減少員工的投入，減少戶外人工工作量。與傳統的測量技術相比，大大提高了測量效率和精度，在測量做業上具有跨時代的意義。

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作者簡介：孫佳龍1，（1990-），男，廣東揭陽，大學本科，從事城市更新三舊改造工作，陳森2（1992-）， 男，廣東雷州，大學本科，測繪工程助理工程師，從事城市更新基礎數據調查工作。