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1、 浅析无人机航空摄影测量技术的应用 摘要：随着我国经济建设的快速发展，在大部分地区已经拥有卫星遥感影像和传统航空影像数据的情况下，对局部区域的实时性、机动性、高分辨率、及高精度的遥感影像数据的需求明显迅猛增加，比如重点地区的实时监控，国土资源详查，资源和生态环境调查、检测与评估、电子政务、数字城市、以及重大工程建设都需要实时性强、高空间分辨率的遥感数据，此时无人机以其特有的优势逐步走入了人们的视线。关键词：无人机，高分辨率，高精度；0、引言航空摄影是快速获取地理信息的重要技术手段，是测制和更新国家地形图以及建立地理信息数据库的重要资料源，在空间信息的获取与更新中起着不可替代的作用。然而传统的航
2、空摄影测量虽已广泛应用，但仍存在不少问题，集中表现如下：(1)灵活性不足(2)受云层阻扰的机率太大(3)难以获取城市三维建模所需的多角度、高分辨率影像。此时无人机以其机动灵活、简单可靠，性能优异，分辨率高，成本低廉的特点逐渐走入了人们的视线。无人驾驶飞机简称“无人机（UAV）”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。1、无人机遥感的现状分析目前比较常见的UAV有固定翼无人机，多旋翼无人机和无人飞艇三大类。固定翼无人机通过动力系统和机翼的滑行实
3、现起降和飞行，遥控飞行和程控飞行均容易实现，抗风能力也比较强，类型较多，能同时搭载多种遥感传感器。固定翼型无人机的起降需要比较空旷的场地，比较适合污染源及扩散态势监测、矿山资源监测、海洋环境监测、林业和草场监测、土地利用监测以及水利、电力等领域的应用。多旋翼无人机的技术优势是能够定点起飞、降落，空中悬停,对起降场地的条件要求不高，其飞行也是通过无线电遥控或通过机载计算机实现程控。2、无人机航空摄影测量的应用2.1无人机航测在数字城市三维建模与纹理采集中的应用利用无人机低空航测系统可获取多角度的遥感影像，解决了普通航摄和地面摄影无法拍摄到的“死角”。利用航摄影像可生成DEM和DOM，从影像中提取
4、建筑物纹理，从而进行三维建模。2003年对威海市建成区61平方公里进行了航摄，获取建筑物纹理，对2万余栋房屋进行了三维建模。2.2无人机航测在气象监测中的应用无人气象飞机可装载遥感设备对温度、湿度、压强等气象参数进行遥感测定，而且这方面的研究取得了一定的成果。在世界气象组织(WMO)大气探测委员会和国际科学联盟理事会支持下，国外提出了微型无人驾驶探空飞机发展计划。我国利用GPS导航无人机携带数字电子探空仪在河北省怀来县和南昌北郊南昌新机场两地进行了1000m和3000m的高度探测试验，并将风速测量结果与探空站雷达测得的结果进行比较和两种测量技术所得的结果非常接近，且温度、气压、湿度和测量精度也
5、都达到设计指标。利用微小型无人机探测气象参数，该方法可以在空中长时间、大区域连续监测天气变化得到高精度测量结果。2.3无人机航测在资源调查与监测中应用无人机航空摄影测量在资源调查与监测方面的应用主要是土地、资源调查与分类，环境监测等。国土和规划部门利用无人机航测系统获取不同时期（如每季度航摄一次）的影像，制作数字正射影像（DOM）和数字地表模型（DSM），通过比较不同时期的DSM得到变化检测结果，用DOM与之叠加，自动发现土地利用的变化情况。2002年广西气象减灾研究所利用装载佳能EoS300D型数码照相机的无人机对广西武鸣县进行土地资源调查，得到的武鸣县城区域土地利用遥感图。经实地取样测量检
6、验定位平均偏差1m，最大偏差2m，水平方向上长度变形小于1，基本没有角度变形。台湾大学理学院空间信息研究中心利用无人机拍摄低空大比例尺图像，配合FORMOSAT2分类进行异常提取，解译桃园县非法废弃堆积物(固体垃圾等)，用于环境污染和执法调查。2004年4月，广西气象台以1200m的飞行高度对武汉市东湖南半部的“雁中咀”、“磨山”附近水域进行无人机航空摄影测量监测，得到三个区域的湖水水色的差异情况图，并分析了东湖南半部水域水质情况。2.4无人机航测在突发事件处理中的应用如何应对突发事件(如交通火灾、大型输油管道火灾、森林火灾、核电站险情救援等)常常是个令人头疼的问题，无人机以其高机动性能为人们
7、应对突发事件提供了新的途径。当火灾现场情况复杂或者受现场环境限制时，消防员无法靠近现场作战，指挥员无法了解现场情况，无法制定快速有效的作战方案。无人机最突出的优点在于它可以用最短的时间，最大限度地接近灾情现场，提供最直接、最真实的第一手数据，观测到消防人员无法抵达的区域，监视灾情发展为制定有效的作战方案提供依据。美国运输部示范性地建立了基于无人机的遥感系统，将其应用于快速获取道路运输网络的图像并对所得信息进行快速分析，应用无人机取得近实时遥感影像对地震后出现问题的道路、桥梁进行评估，用以快速确定震后救灾的路线。美国利用无人机航空摄影测量在北卡罗莱纳洲进行自然灾害调查，通过正射影像处理与分析准确
8、评估厂房和村庄的损失，显示了无人机航空摄影测量具有的快速反映能力，为灾害的治理提供了及时、准确的数据。日本减灾组织使用RPHl和YANMAHA无人机携带高精度数码摄像机和雷达扫描仪对正在喷发的火山进行调查，抵达人们难以进入的地区快速获取现场实况，对灾情进行评估。我国开发了一套微型无人机空中火情监测系统，并开发了相应的地面监测软件，经过试验该系统已具备单架次可完成半径30km以内，面积80100km2林区巡护任务。无人机也可应用于我国防汛检查中，可以立体地查看蓄滞洪区的地形、地貌、水库、堤防险工险段。遇到险情时，可以实时传递影像等信息，监视险情发展，为防汛决策提供准确的信息，大大地降低防汛人员工
9、作的风险，有效地提高工作效率。利用无人机进行地质灾害监测、服务于抗灾救灾工作。例如北京测科空间信息技术有限公司的CK-GY系列无人机参加了09年武隆鸡尾山矿区山体滑坡监测等一系列抗灾救灾工作，获取的灾区影像清晰、数据处理的精度高，获得了国土资源部、国家地震局、国家测绘局、民政部减灾中心等单位的一致认可。2.5无人机航测在环保领域的应用无人机航空摄影测量数据的应用可以对环境监测提供有效的解决方案。利用多种类型的中、高分辨率遥感影像可以对土地覆盖和利用情况、水环境以及环境变化情况提供定量和直观的判断依据。并为各级环境监测部门及环境信息化建设提供一体化的解决方案,同时满足环境应急响应的需求。3、结论
10、无人机航空摄影测量作为一项空间数据获取的重要手段，具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、机动灵活等优点,是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充，和卫星遥感与有人机航空遥感相结合，可以形成高中低平台、粗中细分辨率互补的立体监测体系，满足社会经济快速发展所需的高时效性应急监测。无人机航空摄影测量的技术已发展到可直接用于航测生产的阶段，有希望利用这项新兴技术开拓及时测绘与精细测绘的新市场，成为卫星遥感与有人飞机大航空遥感的另辟新天地的有效补充手段。作为一种新型的遥感数据获取手段，无人机航摄必将成为现代国家对地观测体系中不可或缺的重要组成部分，并将越来越广泛地应用于民用生活。参考文献:1范承啸，熊志军无人机遥感技术现状与应用J，测绘科学,2009(3):452樊江川无人机航空摄影测量技术研究D北京林业大学,2014. -全文完-
