无人机倾斜摄影与三维激光扫描技术在城市更新工作中的应用

孙佳龙 陈森

摘 要：在对比较宽广的地区进行测图时，使用单点测量这种传统的测量方法比较费时费力且效率较低，这种测量方法在实际的使用过程中已经慢慢的被淘汰掉了。随着时代的进步，科技的发展，无人机倾斜摄影与三维激光扫描技术的出现逐渐取代了单点测量的地位。三维激光扫描辅助无人机倾斜摄影进行测图，可以对数据全方位的进行一个完善的采集，还提高了测量数据的精确度和测量效率。

关键词：三维激光扫描技术;城市更新;基础调查

一、无人机与三维激光扫描技术在城市更新中的应用

在对城市的基础数据进行采集时，我们发现数据采集的地区大多都是居民的生活区域，建筑物较多，且建筑地形较为复杂，在采集数据时比较麻烦，数据的种类繁多。我们需要采集1：500比例大小的房屋大小数据，这一测量任务比较繁重，但是空地一体化测量技术可以很好的解决这一问题。

采用空地一体化测量技术完成一平方公里范围内房屋的数据测量大概需要15天左右的时间。其中前期的计算机数据处理需要5天左右，工作人员外出实地考察，采集RTK数据等工作需要4天左右，另外需要6天完成矢量化及房屋面积统计。而采用传统的数据采集方法完成一平方公里的数据采集大概需要一个月左右，而且投入的工作人员的人数要多得多。无人机和三维激光扫描技术需要6个人就能完成，而传统的方法则需要30人才能完成相同工作量的工作任务。相比之下，采用无人机和三维激光扫描技术的工作效率很高。

不仅在对1：500的房屋和地形数据的采集有重大的意义，无人机和三位激光扫描技术仍能在对重要保护文物、重要建筑的多方面测和建筑的质量检测上均有实际的操作意义。

二、基于无人机和三维激光扫描技术的房屋数据采集

（一）基于无人机技术的底图测绘及高程数据网的建立

对于广州市“城中村”的数据采集，我们采用无人機对城中村所在的区域进行航空拍摄，拍摄完成后，我们再对数据进行处理后期生成数据三维模型。经过无人机采集数据后进行检测，我们得出无人机正射生成的影像和实际的误差小于0.30m，边长的误差小于0. 25m，高度误差低于 0. 20m。这些误差均在1∶ 500 比例图形可接受的误差范围内。通过无人机采集到的正射影像和 1∶ 500 地形图作为调查地的基础依据图，为顺利开展后续的工作打好基础。生成的全自动化的数据三维模型，实现了城市建设，管理和发展的三维效果，为信息自动化广州的发展提供了真实可靠的城市建模。

无人机采集到的建筑物的高程数据后，进行数据的提取和分类后，然后整理入库，形成了一个高程数据网。高程数据网建成的好处在于我们可以直观的了解到精准的高程数据。其中城中村内违章改造的建筑物我们可以很清楚的观察到，这样有利于对其进行整改。也有利于通过模型对城中村的发展方向和趋势进行决策。人工进行数据的采集要投入大量的人力物力，无人机的出现，大大提高了数据采集的工作效率，为政府健康发展广州新区老区的建设提供有利的科学依据。

（二）基于地面三维激光扫描技术的历史文物数据调查

广州市有着深厚的历史底蕴，每个区都有很多的历史文保和古树名木需要保护。广州市城市更新基础数据调查工作就包含了对历史文保和古树名木数据的收集，其中包括祠堂、古树、古建筑等。采集的数据包括这些文物的年代、大小、完整度、历史价值等。使用地面三维激光扫描的方法获取历史文物的三维点云数据，同时拍摄照片。数据信息上传到数据库后，进行分类整理最终形成数据调查的基础信息的其中一项。

三、精度验证

在对城市更新基础数据进行调查采集时，对采集物的平面数据的精确度要求较高，而对采集物的高程数据精确度没有规定特殊的要求。所以在数据采集的后期，在对采集的数据进行抽样检查时，主要检查的是所采集的平面数据。空地一体化测绘技术生产的1：500地形图成果中的明显地物点作为外界成果坐标，此坐标的检查必须细致和高精度，和实际的坐标误差不得超过4CM。抽检记录表见表1。

四、结语

本文通过对无人机倾斜摄影与地面三维激光扫描优缺点的分析，以效率较高的无人机倾斜摄影技术为基础，地面三维激光扫描技术作辅助和补充，两种测量技术交替使用，相互补缺短板，提高采集数据的精准度，减少员工的投入，减少户外人工工作量。与传统的测量技术相比，大大提高了测量效率和精度，在测量做业上具有跨时代的意义。

参考文献：

[1]高擎.三维激光扫描技术在城市建筑立面改造中的应用[J].住宅与房地产，2019（06）：249.

[2]魏士春.基于三维激光扫描技术的城市大比例尺数字测图研究[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2019（01）：191-193+196.

[3]赵典刚. 基于三维激光扫描+实景建模的建筑逆向建模关键技术研究[D].青岛理工大学，2018.

[4]黄承亮.三维激光扫描技术在城市规划管理中的应用[J].测绘通报，2018（S1）：84-88.

[5]张平.倾斜摄影和激光扫描技术在城市三维建模中的融合应用研究[J].城市勘测，2018（04）：99-103.

[6]王天应.城市更新改造基础数据调查模式研究及实践[J].工程勘察，2018，46（06）：55-58.

[7]黄立友.空地一体化测绘在城市更新中的应用[J].北京测绘，2018，32（05）：562-567.

[8]黄立友.城市更新基础数据调查方法研究[J].北京测绘，2018，32（04）：474-478.

[9]王楠.城市更新改造中的测绘技术应用——以广州市白云区为例[J].工程勘察，2017，45（07）：46-48+58.

作者简介：孙佳龙1，（1990-），男，广东揭阳，大学本科，从事城市更新三旧改造工作，陈森2（1992-）， 男，广东雷州，大学本科，测绘工程助理工程师，从事城市更新基础数据调查工作。