无人机低空摄影测量系统在应急测绘中的现状与展望

张链福　余磊

摘 要：随着科技的飞速发展，航空数字摄影测量成为了当下基础地理信息采集的重要手段之一。其中无人机低空摄影测量作为一种新型的测量方式出现在了人们的面前，此技术也由之前的理论研究进入了如今的应用化阶段。由于无人机低空摄影技术具有全天候，全天时，清醒度高等一系列特点，使其在预防与应对自然灾害方面具有非常明显的优势。本文简介无人机低空摄影的核心组成，技术特点与优势，无人机低空摄影测量在应急测绘中所具有的重要地位与发展前景。

关键词：无人机低空摄影测量；应急测绘；地质灾害

复杂的地质结构，独特的气候特点，多样的地形，加之中国人口的非正常增长与快速的经济发展，地质灾害和地理环境恶化已日趋严重，已经威胁到了我们的生命与财产安全。而面对这一系列已然存在的问题，找到如何解决的办法已成为燃眉之急了。而最有效的办法实时监测地质环境，就是充分了解地形地质结构，做好预防工作，而在灾害来临之时则是需要快速了解受灾情况及时做出施救方案。而根据这一系列的要求，进行测绘的最佳选择方案则是选择无人机低空摄影系统。无人机低空摄影系统具有全天候、全天时工作，可以抵达人类无法到达的一些领域并且飞行成本较低等特点。结合如今的发达的数据处理，建模等技术，能够快速的完成任务，了解到受灾情况，制定出最佳的救援方案。

1 无人机低空摄影测量系统

1.1 无人机低空摄影系统的组成

无人机低空摄影测量系统的组成，顾名思义是由无人机取代原有的装载系统装载相应测量设备进行测量作业。其组成这主要由三个部分组成：无人机装载飞行平台系统、地面操作系统、数据处理系统。无人机装载飞行平台系统包括：无人机、相关飞行任务载荷以及机载电子设备。地面操作系统包括：地面站设备及其软件。数据处理系统则包括：数据管理设备和数据处理软件。以上主要为实物方面的组成，而在技术方面所应用到的包括：传感器技术、传感器及其姿态控制技术、影像数据后处理技术及系统集成技术四个方面。

1.2 无人机低空摄影测量系统的特点

无人机低空摄影测量相对于传统测量及卫星测量具有自己独特的特点：

（1）成本低，相对于传统的航空航天摄影测量而言，无人机的投资是非常的少。（2）安全性能强，能够到达许多危险地区进行作业，由于无人机的工作特点，其无需人员紧紧跟随，所以测量人员只需在安全的地方操控相关设备进行测量，其大大的增加了我们测绘人员的人生安全，也使我们能够探测到许多我们人类无法到达的地域。

（3）能够全天候、全天时作业，受外界因素影响较小。

（4）灵活机动、高效快速、精细准确的作业特点。

（5）所得影像数据重叠度及其清晰度都很高，易于后期的数据处理及其检验。

2 无人机低空摄影测量在应急测绘中的应用

2.1 应急测绘

近年来，随着各类突发事件不断增加，给国民经济造成巨大的损失。各类重大突发事件的应急处置，都需要利用测绘部门提供的地图和地理信息，作为了解灾情和科学决策的重要载体与依据，而这些数据与信息的获取就可理解为应急测绘。其过程为：启动应急测绘预案、提供已有测绘成果及其测绘队伍集结、应急数据快速获取、数据传输、专题图制作到最终的测绘地理信息电子地图服务于图件资料提供。

2.2 无人机低空摄影测量系统在应急测绘中的应用现状

随着无人机低空摄影测量技术的成熟和经济建设的需要，无人机测绘已经逐渐渗透进了许多的领域，澳大利亚所利用SAB进行海洋监测研究，而在美国方面更是通过无人机低空遥感系统进行森林火灾监测与农业方面，在我们国内虽然应用不及美国那么广泛，但也应用于许多领域了，在应急测绘中应用得比较多。在灾害突然来临时，低空遥感可实现数据实时传输，短时间内获取精确遥感图件，能够第一时间了解受灾情况，为地面灾情解译提供丰富的数据资源，辅助分析受灾程度与其空间分布。

由无人机低空摄影测量灵活、快速、受外界因素影响很小、测量数据精度较高等独特原因，使其在小区域地区获取高分辨率影像方面具有得天独厚的优势。

无人机独特的搭载系统，可以从多个角度获取比较完整的地表纹理信息，通过搭载激光雷达和配合拍摄相机，可以获取较为优越的数字高程模型（DEM）和数字表面模型。例如在进几年发生的各大重大自然灾害中无人机低空摄影测量系统就发挥了及其重要的作用，如同在舟曲泥石流灾害中，通过无人机低空摄影测量系统，及时采集的当时的受灾情况，获取了丰富的数据资源，给我们的救援方案的制定与实施都提供了重要的支持，为救援与灾后重建提供了很大帮助。

3 无人机低空摄影测量系统在应急测绘中的发展趋势

就目前技术而言，无人机低空摄影测量系统已经具有了小面积、高精度、大比例尺、灵巧方便等一系列优点。虽然最新的卫星最高精度可达大约0.5m，但还是难于满足1：500 ～ 1：2000的大比例尺成图，而无人机测量系统成为了应急测绘中的首要选择，也是对传统测量与卫星遥感测量的良好补充。由于自然灾害具有不可预见性与破坏力强的特点，在灾害来临时，我们需要第一时间得到精确的目标区域精确影像数据与灾前进行分析参照，而这一任务正是给无人机低空摄影测量系统充分展现了自己优点的舞台。在过去发生的许多自然灾害中，无人机测量系统的精度达到了0.1m。这对于卫星遥感是无所企及的，而其高机动性却是传统测量所无法达到的。另外，无人机低空摄影测量系统具有自主开发1：50000数字测绘产品和1：25000数字测绘产品修测的能力。因此，在如今生经济与科技飞速发展，态环境日益恶化，人口数量急剧增加，自然灾害愈发频繁的时代，无人机低空摄影测量系统将会得到重用。

4 结语

无人机低空摄影测量系统作为一种新型的测量手段，在近几年得到了飞速发展，虽在国内发展没有美国那么快，应用领域没有美国那么广泛（美国已将其应用于森林火灾监测、农业。海洋监测等方面）。但是在国内的发展速度已经非常快了，特别是在应急测绘与城市测绘保障中的得到了广泛应用。这与其具有应急响应能力强、紧急情况下作业能力强、数据源增加、高分辨率、经济效益高等特点密切相关。随着社会的发展，科技能力不断提高，无人机低空摄影测量系统将会在应急测绘中占有自己的一席之地，也将会成为各个领域的一种非常重用的数据获取的测量方式。

参考文献

[1] 陈挺.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景 [J] 地球，2015（5）

[2] 叶科峰，丘小春，李翔，无人机低空摄影测量系统在全州县地质灾害应急中的应用 《第十三届中国科协年会第12分会场-测绘服务灾害与应急管理学术研讨会论文集》2011年

[3] 测绘地理信息在应急测绘中的应用，中国应急管理

[4] 王洛飞，无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前进 [p] 测绘与空间地理信息2014（2）

作者简介

张链福，男，苗族，贵州省台江县人，郑州大学水利与环境学院地理信息系统2012级本科生。

余磊，男，汉族，河南省驻马店人，郑州大学水利与环境学院地理信息系统2012级本科生。