浙江省无人机测绘应用现状分析

来丽芳,郭伟,徐攻博

(1.浙江建设职业技术学院,浙江杭州311231；2.浙江省第二测绘院,浙江杭州310012)

0 引言

无人机在起降场地、天气等方面的灵活性与适应性使其引入测绘领域以来，在应急、小面积、特殊地区航摄等方面获得越来越广泛的应用，汶川、舟曲等地的抗灾救灾，都可以看到其身影。国家测绘局于2010年初发布了《关于在全国测绘系统开展固定翼轻型无人飞机航摄系统配备和推广应用的通知》（国测国发［2010］1号），无人机技术开始全面进入我国测绘系统，成为测绘信息化服务中的重要组成部分。

针对浙江省地形复杂、局部地区地物更新变化快、台风、滑坡等自然灾害发生较为频繁等特点，自2009年以来，浙江省测绘与地理信息局利用无人机快速、机动、安全的优点，已经进行了一系列有针对性的试验，从多个方面对无人机航测的能力进行了评估，获得了良好的效果，为在省内全方位推进该技术奠定了基础。

1 浙江省几次主要的无人机测绘应用试验

2009～2010年，浙江省测绘与地理信息局分别在温州、舟山、杭州进行了航测试验。从应急、小城镇规划、特殊地区测绘、国土应用等方面对无人机的应用做了评价和技术储备，并提出了改进方向。

（1）温州新农村及应急测绘试验

2009年5～7月，浙江省测绘与地理信息局在温州泰顺、文成两县进行了无人机应急响应及新农村测绘的试验。

测区地处山区，航测面积总共约10 km2，分三个摄区、两次航飞，一次为阴天，一次为多云。试验区的控制采用了区域网布控的方法，利用DPGrid软件对航摄影像进行匹配与空三加密的处理，JX4进行立体采集。最后获得结果除极小部分植被高覆盖、严重缺乏同名点的地区之外，其余地区三个摄区高程中误差分别为0.51 m、0.28 m、0.79 m。

这次试验是浙江省第一次无人机航测试验，为无人机在浙江省应急救灾、新农村建设等方面后续工作的展开提供了重要参考。

（2）舟山某海岛测量试验

2010年8月，浙江省测绘局协同相关部门在舟山某岛开展了海岛礁的测量试验项目。

海岛地理环境与气候条件都比较特殊，主要面临以下困难：

①没有起飞和降落场地，因此采用了借助弹射架起飞和撞网式回收。

②天气变化比较快，短时间内可能出现阵雨和晴天交替的情况。为抓住航飞时机，需要在起飞地点随时准备起飞，降落后迅速检查相片，根据情况进行补飞。

③海岛上空风速较大，需要加大旁向和航向重叠度，避免出现航摄漏洞。

试验过程中无人机飞行了3个架次，前两次飞行进云。设定绝对航高400 m，旁向、航向重叠度分别为60%和80%，飞行时间80 min，获取航片1218张。

此次航飞为浙江省应急测绘提供了宝贵经验。浙江省主要的地质灾害是台风和泥石流，无人机如何在没有起降场地和天气状况恶劣的条件下顺利完成应急测绘任务，这是应急测绘的意义所在。

（3）杭州双浦镇土地动态监测试验

2010年9月，为配合杭州市国土局的土地动态监测工作，浙江省测绘局在双浦镇何家埠、兰溪口、袁家浦三个村进行了试点航飞。

摄区实地面积8 km2，飞行2个架次，第一次飞行进云。设定绝对航高385 m，旁向、航向重叠度分别为50%和75%，飞行时间56 min，获取航片648张。

此次成果正射影像地面分辨率0.15 m，与前一时期正射影像比对发现各种地类的变化情况。本次试点成果表明，无人机快速、机动、高分辨率的特点能够在国土部门的动态监测工作中发挥快速高效的作用，大大提高了国土部门动态监测的工作效率。

2 应用试验的分析

以上几次试验中，无人机航摄系统都体现出了良好的适应性和高度的灵活性，随着航测理论和计算技术的发展，航摄影像的后处理技术已经大大提高，如DPGrid、Inpho等高自动化的匹配与空三加密软件，能为非常规航摄的无人机相片提供良好的解决方案。但是，通过这些试验，发现在航摄系统方面，作业中还有以下几点需要注意或改进。

（1）低空飞行安全保障

与传统航摄相同，低空飞行的安全问题是各项工作的首位，安全保障工作务必要做到全面、细致、万无一失。每次作业前，应向有关部门递交空运申请，随着国家低空领域的开放，更需要相关部门的统筹安排来保障低空飞行的安全。对无人机各种设备要做到日常保养，飞行前调试与检查，飞行后检修，零件设备临近使用期限后及时更换。雷电、大雨、大风等危险天气时避免飞行作业。避免在人口密集的城市上空作业。在困难作业区域，需要聘请有丰富的无人机飞行经验的操控手指导和辅助作业。

（2）规范化作业

根据测区当地的天气情况选择合适的作业时间，到测区后要实地踏勘选择起降场地。航线设计时要充分考虑作业区域的地理环境和气候特征，制定合理高效的飞行路线、航高、重叠度，避免因为设计失误而造成的补飞重飞。每次飞行完毕后要认真做好各项飞行记录表的整理工作，为后续的故障分析和飞机维护提供重要参考资料。

（3）系统升级

现阶段作业中，浙江省测绘与地理信息局采用的是佳能5DMarkⅡ数码相机，在低空航摄技术不断改进和完善后，可改用更高档的数码相机来提高影像质量。可扩展差分DPS装置提高GPS定位精度，精度可提高到1 m以内。通过升级发动机、自动驾驶仪等硬件设备，能提升飞机的稳定性与安全性。

3 结语

快速、机动的特点使无人机在信息获取方面相对传统测绘有着巨大的优势，面对浙江省经济社会对测绘服务现势性和多样化越来越强劲的需求，无人机航测系统也将在应急响应、规划、特殊地区测绘、国土应用等方面获得广泛的应用。在这个过程中，需要不断总结，不断改进，充分完善和发挥这种测绘新兴技术的优势，促进行业的发展与进步。■