遥感无人机在城市规划中的应用体会

文/毛亚洲 长沙市规划勘测设计研究院 湖南长沙 410007

遥感无人机在城市规划中的应用体会

文/毛亚洲 长沙市规划勘测设计研究院 湖南长沙 410007

随着我国城市化进程的不断加速，各地基础工程建设项目不断增加，而进行基础工程建设，首先应当进行地形测量和工程测量，这也是当前城市规划测量的重要组成内容。遥感无人机航测技术是近几年新发展起来的一项航空遥感技术，其在国土资源监测﹑城市规划测绘以及工程测量等方面的应用越来越广泛。本文结合笔者相关工作经验，主要对遥感无人机在城市规划测绘中的应用展开探讨。

遥感无人机；城市规划测绘；航测技术

遥感无人机最突出的优势便是能空中悬停和垂直起降，工作时既不受场地的限制，也能够获取比较清晰﹑直观﹑准确的影像信息，因此在城市规划测绘工作中得到了重用。

一、遥感无人机航测技术的发展

进入21世纪之后，数字信息技术和计算机智能技术得到了长足发展，并且它们在航天﹑广播电视以及测量测绘等诸多行业中的应用越来越广泛，随着无人航空器在微型化方面取得重大突破，遥感无人机航测终于从梦想变成了现实。

遥感无人机具体指的是由无线电遥控设备或者是自身程序控制装置进行远距离操控且无人驾驶的小型飞行器，其最早出现在上世纪二十年代，当时作为训练的靶机来使用。

近年来，随着GPS技术的不断发展，自主导航设备更趋低廉化和微型化，再加上无人机制造技术的不断成熟，使得遥感无人机在民用领域内被推广开来。与此同时，摄像技术的高速发展使航测走向了数字化发展道路，数码摄影器材的重量和体积大幅度减小，如今5000万像素的数码相机重量不超过1kg，普通民用遥感无人机的重量也不过几十千克，数码摄影设备和遥感无人机的完美结合。

二、遥感无人机航测的关键技术

（一）无人机飞行控制技术

遥感无人机作为一种微型飞行器，在飞行过程中不仅容易受到自身物理特性的限制，同时还容易受到气流﹑雷雨等外部环境的干扰，所以说飞行控制技术在确保无人机安全性﹑稳定性方面至关重要。遥感无人机的飞行控制系统包括姿态控制﹑高度控制和位置控制三大部分。姿态控制主要由加速度计﹑陀螺仪以及磁强计输出的加速度﹑角速度﹑磁强信息融合等获得的姿态估计反馈信息，然后对反馈信息实施计算并输出三个姿态控制参量，最终由姿态控制参量参与转速分配以完成姿态控制；高度控制主要包括对无人机爬升速度和高度的控制，具体通过GPS﹑加速度计﹑超声测距传感器﹑气压计数据等控制旋翼转速实现高度控制；而位置控制主要是对无人机速度和位置进行控制，其通过GPS和光流传感器获取无人机速度﹑位置信息，进而完成位置控制。

（二）机载摄影测量技术

当前遥感无人机搭载的摄影测量设备多为高像素的数码摄影设备，其成像质量决定了测量的准确性，是无人机城市测量系统最为核心的技术。除了获取高精度的影像信息之外，为全面提升测量的精度，其中的多传感器和多维度数据融合技术也是非常重要的。

（三）无线数据传输技术

在城市规划测绘中，遥感无人机需要传输航拍信息﹑各类传感器收集到的信息以及飞行姿态信息等，对于那些时效性要求较低的数据信息可以储存到大容量存储器中，但时效性较高的影像信息必须进行实时传输，从而更好地对遥感无人机进行调节控制。目前，遥感无人机的无线数据传输主要依赖机载的无线数字传输设备，随着数字技术的不断发展，无人机的无线数据传输技术也越来越来先进﹑稳定。

三、遥感无人机在城市规划测绘中的应用

（一）在城市自然灾害测绘中的应用

目前，国内的遥感无人机具备良好的航摄遥感技术，在确保测绘质量的同时，操作起来也比较简便，能够适用于测绘时间紧张且航摄时效性要求较高的测绘工作。由于遥感无人机的航摄遥感技术可以提供及时﹑准确的信息，所以应用到自然灾害测绘中，能够及时了解灾情的具体情况，然后制定针对性﹑科学性的救灾计划。通过具体实践可知，遥感无人机在监察秸秆焚烧情况时，能够获取比较清晰的正射影像和相关的数据信息，也能够有效对焚烧的面积﹑具体位置和灾情情况进行实时监控。

（二）在城市复杂地理环境测绘中的应用

由于遥感无人机可以在空中悬停和低空飞行，所以其在城市测绘中具有较高的灵活性，并且其对起降场地的要求并不高，操作流程相对也比较简单，因此其在测绘领域中应用范围较为广泛，尤其适用于地理环境较差的测绘工作，比如说丘陵地带的地形测绘﹑城市大型建筑群落的监控测绘以及林场的测量测绘等等工作。

（三）在城市各种图像信息采集中的应用

遥感无人机具有较高的分辨率，可以达到0.1m～0.5m左右，这与大型有人驾驶飞机和卫星摄像相比具有较大的优势，并且遥感无人机航摄技术对采集数据的处理速度比较快﹑效率比较高，因此常被应用于城市各种图像信息的采集工作。比如说，城市地形图测量测绘﹑城市道路航测﹑山区地理环境监测﹑城市土地开发使用情况监管等。

（四）在城市多任务和跨区域测量工作中的应用

目前遥感无人机所采用的航摄技术囊括了导航控制系统﹑定点曝光摄影等先进技术，装载有高精度的相机和地理扫描仪，能够对影像数据进行高效﹑精确的处理。随着无人机供电系统﹑飞行控制系统以及云台增稳系统的进一步完善，无人机的续航能力﹑飞行稳定性和抗干扰能力显著提高，这为其完成多任务跨区域测量工作奠定了坚实的基础。比如说城市道路﹑河道等基础工程的监控与测量，城市桥梁测量测绘，地籍测量及旧城改造等等复杂﹑工作量较大的任务均能够采用无人机航摄完成。

结语：

总的来说，遥感无人机已成为当前测绘领域极为重要的组成部分，其为测绘应急工作提供了技术保障，成为了城市紧急测量测绘工作的一项重要设施。在此，也希望有更多的业内人士和相关研究人员积极参与到遥感无人机的探讨中来，为促进遥感无人机航摄技术的应用与发展而共同努力。

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