无人机倾斜航摄系统在城市管理方面应用探索

牛丽华 胡俊杰

（中南民族大学电子信息工程学院湖北武汉430079）

无人机倾斜航摄系统在城市管理方面应用探索

牛丽华 胡俊杰

（中南民族大学电子信息工程学院湖北武汉430079）

无人机倾斜航摄是一种新型采集方式与展示技术，它通过倾斜摄影方式全要素、高空360°航拍生成倾斜影像与全景三维影像，经计算机处理与发布之后形成具有全景展示功能的系统。本文首先介绍该系统采集方式及优势，最后阐述其在城市管理当中的实际应用。

无人机；倾斜航摄；城市管理

1 背景介绍

随着城市化进程的逐步加快，城市规模的不断扩大，城市功能的不断强化，城市管理面临的新课题越来越多，城市管理的方式方法也在发生着明显的变化，从最初依靠“人海战术”，由市政、园林、环卫、城管各部门人员自我巡查发现、自我处置、自我检査，到运用信息系统实现多渠道发现、联动处置、全过程监控，从以地面巡査为主，到运用卫星影像、倾斜影像识别新增违建，城市管理系统在管理的思路和方法上经历了由平面向立体、由单一向多维互动的转变，城市管理的理念在悄然发生着变化。如今，无人机的应用，又被引进到市政市容管理工作中。由于无人机具有时效性强、机动性好、方便灵活、巡査范围广等优点，使得其在城市管理中将起到非常重要的补充作用。

2 系统简介

无人机倾斜航摄系统以旋翼无人机为平台，一体化集成高清微型单反相机、云台、时空同步多传感器集成技术为支撑，获取高清影像数据，通过配套数据处理和应用软件，快速生成空中全景影像和倾斜全景影像，对城市的垃圾死角、建筑垃圾乱倾倒、毁绿占绿、违法建筑、工地污染及占道经营整治、市政设施管理、园林绿化等方面进行立体化监控，发现管理死角，为科学管理提供辅助依据。

3 产品配置

无人机倾斜航摄系统将伺服稳定平台、高清单反相机、存储控制组件集成，具有可靠性高、操作使用简单、起飞和着陆场地要求低、影像分辨率高等特点，安全且成本低廉。

4 系统优势

无人机倾斜航摄系统综合考虑相机、飞行控制系统与惯性稳定平台的体积、重量、功耗及技术需求，从设备小型化、整机一体化设计方面入手，解决了航测设备高精度与设备小型化之间的矛盾，整机重量仅2kg，航摄过程实现全自动操作；采用自动拼接技术，快速拼接城市低空全景影像，影像像素高达7000万。

（1）操作简单，智能化程度高，机动灵活易维护；

（2）续航能力强，巡航半径在30km范围；

（3）能进行大范围的无人巡航监控，使执法队伍对突发应急事件的处理更加快捷高效；

（4）节约了大量的人力成本，提高了工作效率。

5 系统应用

5.1 违章建筑管理

通过无人机倾斜航摄系统，采集处理倾斜影像并建立专题数据库，通过定期将实际现状和历史影像数据进行对比分析，执法部门可以准确掌握违章建筑的面积和层数，形成执法依据，实现对重点拆违区域违章建筑的可视化、精细化管理。

无人机倾斜航摄系统的巡查，既对城市管理问题的发现真正做到了主动发现、全天候、无死角，又起到了很好的核查作用。无人机倾斜航摄系统解决目前的几大瓶颈问题：①部分违建十分隐蔽，肉眼难以察觉；②部分建筑天台只能通过住户家中进入，执法队员无法进入核实；还有的地方则是覆盖面积广、范围大，人工巡查效率低下。

5.2 建筑垃圾管理

目前，随着城市的高速发展，城市建设的工作无时无刻不在进行，在城市里随处可见工地现场、工地垃圾乱堆放，大部分未经任何处理便被施工单位运到郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式处理，不仅占用大量土地资源，也消耗大量的清运经费。随着监管力度的加强，一些建筑垃圾越倒越偏僻，有的地方甚至连路都没有，普通汽车根本无法通过；有的地方用围墙、铁丝网层层拦起，人车很难入内。这些情况对城市的市容市貌和管理工作带来了很多的不便，更对市民造成了极大的影响。无人机倾斜航摄系统针对城管执法中经常遇到的取证难、市容“死角”建筑垃圾乱堆放等问题，对建筑工地和建筑垃圾乱堆放问题进行全面监控，航拍发现问题后，属城管管辖的立即查处，属其他部门管辖的发函给各权属单位，及时把垃圾清运，防止再次污染环境。

5.3 占道经营管理

流动摊点和“店外店”的占道经营，导致周边交通严重堵塞，污染环境，影响市民生活质量，对市民的正常出行造成不良影响。城管执法队对该种现象进行多次执法但收效甚微。无人机倾斜航摄系统能对非法占道经营进行现场取证。能进行大范围的无人巡航监控，使执法大队对突发应急事件的处理更加快捷高效。节约了大量的人力成本，提高了工作效率。

5.4 毁绿占绿管理

近两年，非法侵占绿地和破坏树木，殴打园林绿化人员、非法阻挠绿化施工的事件时有发生。为有效遏制毁绿、占绿行为，保护绿化苗木健康成长，城管执法局可基于无人机倾斜航摄系统摸底排查辖区内公园、居住区、山头、道路、河道、单位和居民庭院等绿地被占用、毁坏情况，制定绿地整改方案，监督恢复绿地。

5.5 城市绿化管理

通过无人机倾斜航摄系统快速生成整个城市影像图，对城市的绿地进行地物识别、提取，然后根据提取的绿地计算其实际面积，并且可以计算出整个城市的绿化覆盖度。依据城市绿化覆盖度可以对城市的绿化工作做出总结，进而可以对下一步的绿化工作进行规划和部署。依据求出的绿化面积可以计算出实际需要的洒水量，结合园林绿化洒水车的载水量，优化洒水车的加水量及次数，提高工作效率。

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A

1004-7344（2016）30-0266-01

中南民族大学大学生创新创业训练计划基金支持“空地一体化全景三维系统研究与应用”（XCYSJ1501）。

2016-10-7