无人机遥感技术在城市绿地监测中的应用进展

周 琦 赵云贵 李睿鑫

宁波冶金勘察设计研究股份有限公司 浙江 宁波 315100

引言

近年来，我国无论是科学技术水平还是经济均处于高速发展的时期，而且各个类型的设施建设也都达到了前所未有的高度，而为了能够进一步推动建筑行业的发展，就必须要做好测绘工作，只有通过测绘工作，提前准备好相关的数据信息，从而为建筑工程的质量提供确切的保证。在科学技术的发展下，无人机遥感测绘技术也随之产生，其不仅具有机动性与灵活性，同时也能够有效地降低测绘工作的成本，提高测绘的精准度，也正是因为这点，而被广泛地应用到我国的工程测量工作中。

1 无人遥感技术在测绘工程测量应用中的优势

1.1 监测效率高 对于遥感技术而言，保证监测效率是十分重要的一点。如果不能够在第一时间处理发生的紧急事件或者状况，就会容易造成不好的社会影响和恶劣的结果。然而对比其他手段，无人机遥感技术就有监测效率高的优势。因此，利用无人机遥感技术，就能够第一时间对紧急事件或者状况进行有效处理。最终就能够提高处理事件的效率，提高监测效率，同时还能改善处理的结果。

1.2 检测尺度大、宏观性强 因为无人机飞行的高度比极高，能够对不同的范围与区域进行有效的监测。比如，如果无人机在进行高空飞行中，能够完成大面积的检测。如果无人机进行低空飞行时，虽然检测的范围有所变小，但是精准度却有所提高。同时，也可以根据工作量的实际需求使用无人机遥感技术。如果测绘工作量比较大，则可以使用多台无人机进行同时检测，从而大范围、快速地完成检测任务。此外，无人机遥感也能够利用光谱分析技术，获取到大量的数据信息，从而为工程测绘工作的开展提供基本的依据。

1.3 融合性比较强 无论是无人机遥感技术，还是其他传的测绘统技术，只是运用单一的遥感技术，在监测目标的时候就会很容易出现一些漏洞。只有将不同的遥感系统相互结合才能够起到取长补短的效果，同时，遥感技术应用的有效性也得到了保证。不同的系统相互应用，能够解决系统中存在的不同问题，也能够发挥不同系统的优势。因为无人机遥感技术的融合性高，能够很好的与其他系统结合，所以它的应用效果就能够得到很好的提高。

2 城市绿地变化监测

2.1 城市绿地制图 无人机遥感则为准确提取和绘制城市微观尺度的土地覆被类型提供了技术方法。由于能够在低海拔获得超高分辨率的图像，在高度异质的城市植被制图方面具有巨大的潜力。近年来越来越多的传感器与相机设备朝着小型集约化发展，无人机甚至已经能够搭载多光谱相机、高光谱相机、热红外相机、可见光相机等多个小型设备完成飞行任务，得到包含多重信息的植被二维数据，获得特定区域的超高精度绿地分布图。此外，还可以通过不同的解译算法与数据分析方法提高图像分类精度。

2.2 更好的应对突发事件 利用常规的测量方法，往往不能在地震、海啸等强自然灾害发生后有效地进行测量。并且由于常规的测量方式测量周期比较长，并不能做到实时的监控。在海啸发生之后再去处理，就会受到严重损坏，环境条件十分恶劣，同时，由于天气多变，传统的测量方法无法进行。如果要用载人航空遥感系统进行实时监控，很容易对飞行人员造成生命危险。这样得去的实时影像就无法有效获得，灾区的救助工作没办法顺利进行。然而，利用无人机遥感技术，就可以有效避免以上问题的发生。通过应用无人机遥感技术，可以很快的进入灾区，实时监控得去的情况，向工作人员反馈有效信息。工作人员就可以根据实时的信息制定有效方案，为后续救灾工作的有序展开奠定坚实基础。

2.3 监督分类法提取绿地信息 要从图像中选取所有要区分的各类地物的样本，用于训练分类器(建立判别函数)。最大似然监督分类的总体精度可达到85%左右，Kappa系数为0.8左右，也比较高。但是对于城市绿地提取来说，植被的制图精度为60%左右，漏分误差可达40%。也就是说事实上有40%的绿地被错误的分到了水体、湿地、建筑物等类别中去了。

2.4 绿地灾害监测 无人机遥感技术可以实现城市绿地的远程监控与灾难的后续详细调查，可以到达并评估从地面无法到达或看到的树木区域。Näsi等对比研究了基于高光谱成像技术的无人机和飞机两种系统对单个树木水平上评估树皮甲虫对挪威云杉树的危害的可行性，结果表明基于无人机的低成本遥感技术显示出更高的准确度。Zhang利用无人机遥感技术对日本虎杖入侵物种分布及生境条件进行空间分析，实例证明，无人机对于单独的树木或种群调查与植物入侵昆虫和病原体等流行病的快速检测是有效的。Kulhavy等利用微小型无人机评估了52棵树的树干状况、生长情况、树冠结构、昆虫和疾病、树冠发育情况和预期寿命等6个变量。此外无人机摄影测量还能够用于林火监测，识别林火点和受灾范围等。

结语

综上所述，当前无人机遥感在城市绿地研究中的应用仍相对零散，研究方面涉及城市绿地信息提取、变化监测和生态系统服务等方面，多为城市绿地信息提取方面的技术性应用。研究成果相对成熟，技术操作性强，提取方式多样，可用于绘制高精度的城市绿地植被覆盖分类图，提取城市绿地覆盖度变化和绿地分布信息，获取绿地中单个树木或林分尺度的三维结构特征等。