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第 ３７ 卷 第 ２ 期 ２０１４ 年 ２ 月

ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ ＆ ＳＰＡＴＩＡＬ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

測繪與空間地理信息

Ｖｏｌ ． ３７，Ｎｏ． ２ Ｆｅｂ． ， ２０１４

無人機(jī)低空攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景
王洛飛
（６３８８３

部隊(duì)，河南 洛陽 ４７１０００ ）

摘 要：無人機(jī)低空攝影測量具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢性的優(yōu)點(diǎn)，是衛(wèi)星遙感與普通航空攝影不可 缺少的補(bǔ)充。 可為大比例尺影像地圖生產(chǎn)、重點(diǎn)地區(qū)正射影像制作、高精度 ＤＥＭ 格網(wǎng)和 ＤＬＧ 產(chǎn)品提供高分辨率 清晰影像數(shù)據(jù)源，滿足城市信息化建設(shè)對大比例尺基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的需求，為城市建設(shè)提供有效的測繪保障。 通過高分辨率測繪產(chǎn)品支持、應(yīng)急測繪保障、三維數(shù)字建模和重點(diǎn)區(qū)域動態(tài)監(jiān)測等多個(gè)方面對無人機(jī)低空攝影 測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景進(jìn)行論述展望。 關(guān)鍵詞：無人機(jī)；攝影測量；城市測繪 中圖分類號：Ｐ２３１　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ｂ　　　文章編號：１６７２ － ５８６７ （２０１４）０２ － ０２１７ － ０３

Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｕｒｂａｎ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ
（６３８８３ Ｔｒｏｏｐｓ， Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１０００ ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｉｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ｌｏｗ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｈｉｇｈ － ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ， ｌａｒｇｅ － ｓｃａｌｅ ， ｓｍａｌｌ ａｒｅａ ａｎｄ ｄｕｃｔｉｏｎ ．Ｔｈｉｓ ｉｓ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｌａｒｇｅ － ｓｃａｌｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｇｅｏｓｐａｔｉａｌ ｄａｔａ ｉｎ ｕｒｂａｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ， ｉｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍａｐｐｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｕｒｂａｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｓｐｅｃｔｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ＵＡＶ ｌｏｗ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ， ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｋｅｙ ａｒｅａｓ ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｉｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ； ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ ； ｕｒｂａｎ ｍａｐｐｉｎｇ ＷＡＮＧ Ｌｕｏ － ｆｅｉ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ． Ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｔｏ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ ａｅｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ． ＵＡＶ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｈｉｇｈ －

ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｍａｇｅｓ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ － ｓｃａｌｅ ｉｍａｇｅ ｍａｐ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ， ｋｅｙ ａｒｅａｓ ｏｒｔｈｏｐｈｏｔｏ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ， ｈｉｇｈ － ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ＤＥＭ ｇｒｉｄ ａｎｄ ＤＬＧ ｐｒｏ － ｉｎ ｕｒｂａｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ， ｓｕｃｈ ａｓ， ｈｉｇｈ － ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ， ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ， ｔｈｒｅｅ － ｄｉｍｅｎ－

０ 　引　言
隨著無人機(jī)動力 、控制 、 通信和導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)的逐 漸成熟和無人機(jī)在 空間 探測感 知 領(lǐng) 域 的 進(jìn) 一 步 應(yīng) 用， 改 變了無人機(jī)長期以來作為靶機(jī)使用和進(jìn)行有限偵察的現(xiàn) 狀 。 在高新技術(shù)條件下 ， 與現(xiàn)代遙感技術(shù) 、 攝影測量技術(shù) 等相結(jié)合 ， 無人機(jī)低空攝影測量手段應(yīng)運(yùn)而生 ， 已逐漸成 為與航天攝影測量 、 大 飛機(jī)航 空 攝影 測 量 并 駕 齊 驅(qū) 的 攝 影測量方式 。 與 其 他 兩種方 式相 比 ， 無 人 機(jī) 低 空 攝 影 測 量系統(tǒng)具有機(jī)動 、靈活 、 快速 、 經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn) ， 在重點(diǎn)區(qū)域或 小范圍區(qū)域航測上 更有 得天獨(dú) 厚 的 優(yōu) 勢 ， 能 夠 快 速 獲 取 高質(zhì)量高分辨率的 遙感 影像 ， 已 經(jīng) 成 為 未 來 航 空 攝 影 測 量的重要手段和國 家航 空遙感 監(jiān) 測 體 系 的 重 要 補(bǔ) 充， 逐 步從研究開發(fā)階段發(fā)展到了實(shí)際應(yīng)用階段 。
收稿日期 ：２０１３ － ０４ － ０８

分辨率、多光譜 ５． ８ ｍ 分辨率的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù) ， 具備 了自主開展 １∶ ５０ ０００ 數(shù)字測繪產(chǎn)品生產(chǎn)和 １∶ ２５ ０００ 數(shù)字 ８０，ＤＭＣ 和 ＵＤＣ 等大型專業(yè)數(shù)字航攝系統(tǒng) ， 為大面積 開 但是從城市建設(shè)對數(shù)字測繪產(chǎn)品的需求上看 ， 生產(chǎn) １∶ ５００ ～ １∶ ２ ０００ 比例尺體系的數(shù)字化測繪產(chǎn)品的數(shù)據(jù)源依舊是 一個(gè)空白 。 近年以 來 ， 隨 著數(shù) 字 城 市 和 智 慧 城 市 建 設(shè) 的 逐步開展和穩(wěn) 健推 進(jìn) ， 急需 支 撐城 市 信息 化 建 設(shè) 的 大 比 例尺基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù) ， 城市在建項(xiàng)目的論證 、 規(guī)劃和設(shè) 計(jì) 、城市設(shè)施大規(guī)模三維建模 、 城市的精細(xì)化管理等應(yīng)用 領(lǐng)域 ，對比例尺 １∶ ２ ０００ 以上的數(shù)字化測繪產(chǎn)品需求正在 與日俱增 。 無人機(jī)低空攝影測量的出現(xiàn)有效地解決了這 測繪產(chǎn)品修測的能力 。 同時(shí) ， 各航測單位裝備的 ＡＤＳ４０ ／ 展 １∶ ５ ０００ ～ １∶ ２５ ０００ 數(shù)字化測繪產(chǎn)品生產(chǎn)提供了保障 。

隨著我國資源三號衛(wèi)星投入使用 ，可獲取全色 ２． １ ｍ

作者簡介 ：王洛飛 （１９８９ － ） ， 男 ，河南孟津人 ，助理工程師 ，碩士 ，２０１２ 年畢業(yè)于信息工程大學(xué)攝影測量與遙感專業(yè) ，主要從事數(shù)字制 圖和影像數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用研究工作 。

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測繪與空間地理信息　　　　　　　　　　　　　　　�。玻埃保� 年
感和普通 航 空 攝 影 經(jīng) 常 受 云 層 遮 擋 獲 取 不 到 影 像 的 缺 陷 ，可獲取 比 衛(wèi) 星 遙 感 和 普 通 航 攝 更 高 分 辨 率 的 影 像 。 同時(shí) ，低空多角度 攝 影獲 取建 筑 物多 面高 分 辨 率 紋 理 影 像 ，彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙 感 和普 通航 空 攝影 獲取 城 市 建 筑 物 時(shí) 遇到的高層建筑遮擋問題 。 ３） 精度高 ，測圖精度可達(dá) １∶ １ ０００ 景航空攝影測量 ， 攝影測量精度達(dá)到了亞米級 ， 精度范圍 通常在 ０． １～ ０． ５ ｍ ， 符合 １∶ １ ０００ 的測圖要求 ， 能夠滿足 城市建設(shè)精細(xì)測繪的需要 。 ４） 成本相對較低 ，操作簡單 無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)使用成本低 ， 耗費(fèi)低 ， 對操作員 的培養(yǎng)周期相對較短 ， 系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修簡便 ， 可以無需 機(jī)場起降 。 是當(dāng)前唯一將攝影與測量集為一體的航攝方 式 ，可實(shí)現(xiàn)測繪單 位 按需 開展 航 攝飛 行作 業(yè) 這 一 理 想 生 產(chǎn)模式 。 ５） 具有周期短 、效率高等特點(diǎn) 對于 面 積 較 小 的 大 比 例 尺 地 形 測 量 任 務(wù) （ １０ ～ １００ ｋｍ ），受天氣和空域管理的限制較多，， 大飛機(jī)航空攝
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個(gè)問題 ，本文 將 從 高 分 辨 率 測 繪 產(chǎn) 品 支 持 、 應(yīng) 急 測 繪 保 障 、三維數(shù)字建 模 、 重 點(diǎn)區(qū)域 動態(tài) 監(jiān) 測 等 方 面 ， 分 析 和 展 望無人機(jī)低空攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用 。

１ 　無人機(jī)低空攝影測量的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)的成熟和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的 需要 ，無人機(jī)測 繪已 經(jīng)逐 漸滲透 到 多 個(gè) 領(lǐng) 域 。 美 國 航 空 航天局也將多種無人機(jī)應(yīng)用于森林火災(zāi)監(jiān)測 、 精 確農(nóng)業(yè) 、 海洋遙感等研究項(xiàng)目。 澳大利亞也利用全球鷹搭載成像 ＳＡＲ 進(jìn)行海洋監(jiān)測 研究 。 在可 見光 遙 感 方 面 ， 國 外 的 無 無人機(jī)航測尚無加載高精度 ＰＯＳ 的先例 。 人機(jī)低空攝影 測量 通 常 加 載 高 精 度 的 ＰＯＳ ， 自 動 化 程 度 高 ，大大減少了 地面 控制的 數(shù)量 ， 但 是 造 價(jià) 昂 貴 ， 國 內(nèi) 的 在國內(nèi) ，多家 單位 在無 人 機(jī) 低 空 攝 影 測 量 方 面 進(jìn) 行

無人機(jī)為低空飛行 ，飛行高度在 ５０ ～ １ ０００ ｍ ，屬于近

了大量有益的 技術(shù) 探索 ， 積累 了 一 定 的 經(jīng) 驗(yàn) 。 西 安 大 地 測繪有限公司自主 設(shè)計(jì) 了多套 無 人 機(jī) 遙 感 系 統(tǒng) ， 該 系 統(tǒng) 由無人機(jī)攝影硬件 系統(tǒng) 和無人 機(jī) 攝 影 軟 件 系 統(tǒng) 組 成， 實(shí) 現(xiàn)了城市地區(qū)高分辨率彩色影像的獲取 。 青島天驕無人 機(jī)遙感技術(shù)有限公司研制了我國首個(gè) ５０ ｋｇ 級 “ ＴＪ 型無人 機(jī)遙感快速監(jiān)測系統(tǒng) ” ，是我國首套用于民用遙感監(jiān)測的 專業(yè)級小型無 人機(jī) 系統(tǒng) ， 可為 海 洋 遙 感 服 務(wù) 。 中 國 測 繪 科學(xué)研究院于 ２００３ 年完成了 “ ＵＡＶＲＳ －ＩＩ 型低空無人機(jī) 遙感監(jiān)測系統(tǒng)的研制 ” 項(xiàng)目 ， 實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)遙控半自主和 自主兩種控制方式 ， 利 用獲取 的 影像 制 作 了 數(shù) 字 正 射 影 像和線劃圖 ， 開創(chuàng)了國內(nèi)無人機(jī)應(yīng)用于測繪領(lǐng)域的先河 。 當(dāng)前國內(nèi)無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)逐漸成熟 ， 自 ２００９ 年 起 ，國家測繪地 理信息 局陸續(xù) 為 國家 測 繪 局 航 測 遙 感 院 和多個(gè)省市測 繪局 配發(fā) ＵＡＶＲＳ － １０ Ｂ 等 型 號 的 無 人 機(jī) ， 該型無人機(jī)任務(wù)載荷 ５ ｋｇ，續(xù)航時(shí)間 １． ５ ｈ ，航攝相機(jī)多為 佳能 ５ Ｄ ＭＡＲＫ Ⅱ 相機(jī) ，已基本具備實(shí)現(xiàn)大比例尺基礎(chǔ)測 保障提供了全新手段。 隨著智慧城市建設(shè)任務(wù)的進(jìn)一步 推進(jìn) ，無人機(jī)低 空攝 影測 量必 將為 城 市 建 設(shè) 發(fā) 展 提 供 更 加有力的測繪保障 。

影測量成本高； 而采用全野外數(shù)據(jù)采集方法成圖， 作業(yè)量 大，成本也比較高。 而將無人機(jī)遙感系統(tǒng)進(jìn)行工程化、 實(shí)

用化開發(fā)，則可以利用它機(jī)動、 快速、 經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢， 在陰天、 輕霧天也能獲取合格的影像， 從而將大量的野外工作轉(zhuǎn)入 內(nèi)業(yè)，既能減輕勞動強(qiáng)度，又能提高作業(yè)的效率和精度。

３ 　 無 人 機(jī) 低 空 攝 影測 量 影 像 數(shù) 據(jù) 的 處 理 流程
　　 無人機(jī)低空攝影測量影像數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵在于低空 飛行器影像重 疊度 不夠 規(guī) 則 、 像 幅 較 小 、 像 片 數(shù) 量 多 、 傾 角過大且傾斜 方向 沒 有規(guī) 律 ， 較 難實(shí) 現(xiàn)影 像 匹 配 的 全 自 動連接點(diǎn)選取及配準(zhǔn) 。 近年以來 ， 隨著影像匹配技術(shù) 、 自 動空三技術(shù)和 海量 影 像數(shù) 據(jù) 處理 技術(shù) 的 成熟 ， 處 理 無 人 機(jī)低空影像數(shù)據(jù)的軟件日益增多 。 國際上有法國的像素 工廠 （ Ｐｉｘｅｌ Ｆａｃｔｏｒｙ ） 和德國的 Ｉｎｐｈｏ 系統(tǒng)等 ，國內(nèi)的有武漢 大學(xué)和適普公司的 ＤＰＧｒｉｄ 系統(tǒng)以及中國測繪科學(xué)研究院 的自動化處理 。 的 ＰｉｘｅｌＧｒｉｄ 系統(tǒng)，基 本 上實(shí) 現(xiàn) 了對 無 人機(jī) 低空 影 像數(shù) 據(jù) 無人機(jī)低空攝影測量影像數(shù)據(jù)處理主要完成影像數(shù) 據(jù)獲 取 后 對 影 像 進(jìn) 行 參 數(shù) 精 化 與 ＤＥＭ ／ ＤＯＭ 制 作 的 任 務(wù) ，其流程圖如圖 １ 所示 。 低 空 遙 感 平 臺 數(shù) 據(jù) 采 集 完 畢 后 ，首先將影像數(shù)據(jù)與 ＧＰＳ ／ ＰＯＳ 數(shù)據(jù)等從數(shù)據(jù)采集平臺 中下載下來 ， 經(jīng)過簡單的數(shù)據(jù)組織整理后 ， 處理系統(tǒng)對影 像數(shù)據(jù)進(jìn)行智 能匹 配 處理 ， 匹 配 影像 之間 的 連 接 點(diǎn) 用 于 光束法區(qū) 域 網(wǎng) 平 差 處 理 ， 在 引 入 控 制 數(shù) 據(jù) 后 進(jìn) 行 ＧＰＳ ／ ＰＯＳ 等輔助的區(qū)域網(wǎng)平差解算 ，得到精確的影像內(nèi)外方位 元素 。 在精確內(nèi)外 方 位元 素的 引 導(dǎo) 下 ， 利 用 密 集 匹 配 技 術(shù)匹配獲取密集的三維 ＤＳＭ 點(diǎn)云數(shù)據(jù) ， 并對 ＤＳＭ 點(diǎn)云進(jìn) 行濾波與分類處理剔除房上點(diǎn) 、樹上點(diǎn)得到 ＤＴＭ 點(diǎn)云 ，內(nèi) 插獲取規(guī)則 格網(wǎng) 的 ＤＥＭ 成 果 。 然 后 對 影 像 進(jìn) 行 輻 射 空 三處理與顏色改正 ，利用 ＤＥＭ 與影像參數(shù)進(jìn)行影像的正

繪和應(yīng)急保障的能力 ， 為實(shí)施區(qū)域測繪 、 目標(biāo)定位和應(yīng)急

２　 無人機(jī)低空攝影測量的特點(diǎn)及優(yōu)勢
無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)， 以獲取高分辨率數(shù)字影像 為應(yīng)用目標(biāo)，以無人駕駛飛機(jī)為飛行平臺， 以高分辨率數(shù) 碼相機(jī)為傳感器，通過 ３Ｓ 技術(shù)在系統(tǒng)中集成應(yīng)用， 最終獲 無人機(jī)低空攝影測量主要用于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的快速獲取 和處理，為制作正射影像 、 地面模型或基于影像的區(qū)域測 繪提供最簡捷、 最可靠、 最直觀的應(yīng)用數(shù)據(jù)。 作為衛(wèi)星遙 感與普通航空攝影不可缺少的補(bǔ)充 ，主要有以下優(yōu)點(diǎn) ： １） 機(jī)動性 、靈活性和安全性 無人機(jī)具有靈 活機(jī)動 的 特 點(diǎn) ， 受 空 中 管 制 和 氣 候 的 影響較小 ， 能夠在惡劣環(huán)境下直接獲取影像， 即便是設(shè)備 出現(xiàn)故障 ，也不會出現(xiàn)人員傷亡 ，具有較高的安全性。 ２） 低空作業(yè) ，獲取高分辨率影像 無人機(jī)可以在 云下超 低 空 飛 行 ， 彌 補(bǔ) 了 衛(wèi) 星 光 學(xué) 遙 取小面積、真彩色、 大比例尺、 現(xiàn)勢性強(qiáng)的航測遙感數(shù)據(jù)。

第２ 期

王洛飛 ：無人機(jī)低空攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景

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射糾正處理 ， 利 用快 速鑲 嵌方 法可 獲 取 滿 足 應(yīng) 急 要 求 的 ＤＯＭ 鑲嵌成果 ，利用智能鑲嵌 ，并對影像進(jìn)行編輯檢查獲 取滿足高質(zhì)量要求的 ＤＯＭ 成果 。

繪產(chǎn)品 。 無人機(jī)低空測繪產(chǎn)品效果如圖 ２ ～ ３ 所示 。

圖 ２ 　 廣州某地 ＧＳＤ 為 ０ ． ０８ ｍ 影像 Ｆｉｇ． ２ �。裕瑁� Ｇ ＳＤ ｏ ｆ ｔｈｉｓ ｉｍａｇｅ ｉｓ ０ ． ０８ ｍ ｉｎ 　　�。螅铮恚澹鳎瑁澹颍� ｏ ｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ

圖 １ 　 低空攝影測量影像數(shù)據(jù)處理流程圖 　　�。幔欤簦椋簦酰洌� ｄｉｇｉｔａｌ ｐｈｏｔｏ ｇ ｒａｍｍｅｔｒｙ Ｆｉｇ． １ 　Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｏｗｃｈａｒｔ ｏｆｌｏｗ

４ 　無人機(jī)低空攝影測量在城市測繪保障中 的應(yīng)用前景
　　 目前 ， 專業(yè)的測繪型無人機(jī)低空航攝系統(tǒng) 具 有 長 航 時(shí) 、寬視角 、高分 辨 率等技 術(shù)特 點(diǎn) 以 及 低 成 本 、 自 動 化 水 平高 、操控方便 、 機(jī) 動靈活 等優(yōu) 勢 ， 能 夠 承 擔(dān) 高 分 辨 率 的 低空近景攝影測量 ， 能 夠承擔(dān) 高 危區(qū) 域 和 重 點(diǎn) 區(qū) 域 的 遙 控航攝 ，是承擔(dān)百平方千米量級測區(qū) １∶ ５００ ～ １∶ １０ ０００ 大 比例尺測圖任務(wù)最 經(jīng)濟(jì) 化的技 術(shù) 手 段 ， 也 是 唯 一 能 夠 滿 足用戶提出的準(zhǔn)實(shí)時(shí) 、 高分辨率 、 高效率測繪應(yīng)急保障任 務(wù)需求的航攝方式 。 無人機(jī)低 空 攝 影 測 量 具 有 高 清 晰、 大 比 例 尺 、 小面 積 、 高現(xiàn)勢性的優(yōu)點(diǎn)， 是衛(wèi)星遙感與普通航空攝影不可缺 少的補(bǔ)充 。 可為城市中心和規(guī)劃區(qū)域的大比例尺影像地 圖生產(chǎn) 、正射影像制作 、數(shù)字高程模型的生產(chǎn)和ＤＬＧ 產(chǎn)品 提供高分辨率清晰 影像 數(shù)據(jù)源 ， 可 對 重 點(diǎn) 區(qū) 域 和 設(shè) 施 實(shí) 施應(yīng)急保障和三維數(shù)字建模 ， 同時(shí) ， 可對重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域進(jìn) 行動態(tài)變化監(jiān)測 ， 滿 足城 市信 息化 建 設(shè) 對 各 類 型 尤 其 是 大比例尺高分辨率基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的需求 。 以下將從 高分辨率測繪產(chǎn)品支持 、 應(yīng)急測繪保障 、 三維數(shù)字建模和 重點(diǎn)區(qū)域動態(tài)檢測等方面對無人機(jī)低空攝影測量在城市 測繪保障中的應(yīng)用前景進(jìn)行詳細(xì)論述和展望 。 １） 為城市規(guī)劃區(qū)域提供高分辨率的測繪產(chǎn)品 隨著城市信息 化建設(shè) 的 進(jìn) 一 步 深 入 ， 目前新規(guī)劃以 及實(shí)施改造的城區(qū)非常缺乏所在區(qū)域及影響范圍內(nèi)的現(xiàn) 勢性強(qiáng)的大比例尺 、 高分辨率 、 高精度格網(wǎng)的數(shù)字測繪產(chǎn) 品 。 目前 ，已經(jīng)發(fā) 射的高 分辨率 衛(wèi) 星 影 像 分 辨 率 已 經(jīng) 達(dá) 到了約 ０． ５ ｍ ， 盡管如此仍然難以滿足 １∶ ５００ ～ １∶ ２ ０００ 這 種大比例尺的成圖要求。 無人機(jī)低空攝影測量可為重點(diǎn) 區(qū)域提供高分辨率航攝相片 、正射影像 ＤＯＭ 、高精度數(shù)字 高程模型 ＤＥＭ 、數(shù)字柵格圖 ＤＲＧ 和數(shù)字線劃圖 ＤＬＧ 等測

圖 ３ 　 濟(jì)南市小清河 １ ∶ ５００ 正射影像 Ｆｉｇ． ３ �。裕瑁� １ ∶ ５００ ＤＯＭ ｉｎ Ｘｉａｏｑｉｎｇ Ｒｉｖｅｒ ｏｆ Ｊｉｎ ａ ｎ ２） 為應(yīng)急任務(wù)提供測繪保障 對于應(yīng)急任務(wù)區(qū)域需要有直觀的影像數(shù)據(jù)作為參 考 ，獲取的影 像 不 僅 要 求 更 高 分 辨 率， 而 且 還 要 求 實(shí) 時(shí) 性 。 無人機(jī)低空平臺具有起降靈活 、 快速的特點(diǎn) ， 其搭載 的數(shù)碼傳感器 能獲 取 高分 辨 率影 像 ， 攝 影 測量 處 理 后 的 正射影像能為應(yīng)急任務(wù)指揮和規(guī)劃提供第一手資料 。 圖 ４ 為 ２０１１ 年 ６ 月浙江諸暨應(yīng)急測繪保障效果示意圖 。

圖 ４ 　 浙江諸暨應(yīng)急測繪保障 　　�。螅澹颍觯椋悖澹� ｉｎ Ｚｈｕｊｉ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ 　�。常� 三維數(shù)字建模 Ｆｉｇ． ４ �。裕瑁� ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ

利用無人機(jī)低空攝影測量可獲取城市或重點(diǎn)區(qū)域多 角度的高分辨 率遙 感 影像 ， 解 決 了普 通航 攝 和 地 面 攝 影 無法拍 攝 到 的 “ 死 角 ”。 利 用 航 攝 影 像 可 生 成 ＤＥＭ 和 ＤＯＭ ，從影像中提取建筑物紋理 ， 從而進(jìn)行三維建模 。 完 成用于三維建 模的 建 筑物 紋 理采 集 ， 省 去 地面 拍 照 人 工 采集建筑物紋 理這 一 傳統(tǒng) 工 序 ， 實(shí) 現(xiàn) 全攝 影 測 量 方 式 三 維建模 。 圖 ５ 為濱州市三維數(shù)字城市效果 。 （ 下轉(zhuǎn)第 ２２２ 頁 ）

２２２

　　　　　　　　　　　　　　

測繪與空間地理信息　　　　　　　　　　　　　　　�。玻埃保� 年
精確性 ，但礦區(qū) 地 表沉 降 不斷 受 到系 統(tǒng)內(nèi) 外 多 方 面 因 素 的綜合作用 ， 其 內(nèi) 部蘊(yùn) 含 的規(guī) 律 難以 用數(shù) 學(xué) 方 法 精 確 描 述 ，因地制宜 ， 采用高精度有效的數(shù)學(xué)模型對地表移動變 形方面的研究有著積極的意義 。

不大 ，但隨著多 項(xiàng)式 階數(shù) 的增 高 ， 擬 合 結(jié) 果 有 明 顯 改 善 ， 但高于最佳多項(xiàng)式階數(shù)時(shí) ，曲線變化不大我們選 ｋ ＝ ５。 ５ 階多項(xiàng)式擬合曲預(yù) 測結(jié) 果與實(shí) 測 值 誤 差 非 常 接 近 ， 模 型 擬合線與原始序列曲線走勢基本一致 ，吻合較好 。

２． ３ 　結(jié)　論
灰色系統(tǒng)模型是指運(yùn)用曲線擬合和灰色系統(tǒng)進(jìn)行預(yù) 測的方法，它把一切隨機(jī)過程看成是在一定范圍變化的與 時(shí)間有關(guān)的灰色過程， 它將系統(tǒng)看作是隨機(jī)變化的過程， 用概率統(tǒng)計(jì)方法， 從大量歷史數(shù)據(jù)中尋找統(tǒng)計(jì)規(guī)律， 所以 灰色理論模型能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律，但每種方法和模 型都有各自的特點(diǎn)、 適用范圍及局限性， 對于恒正且呈凹 向的初始數(shù)據(jù)可直接用 ＧＭ （ ｌ，１）， 對于無明顯凹凸向的數(shù) 多項(xiàng)式擬合是趨勢分析法中的一種 ， 它是迄今為止研究最 多、最為流行的定量預(yù)測方法， 選擇合適的多項(xiàng)式階數(shù)用 來擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是可行的且能達(dá)到一定的精度。 據(jù)，或時(shí)凹時(shí)凸的數(shù)據(jù) ， 用 ＧＭ （１， ｌ ） 模型預(yù)測效果不好。

參考文獻(xiàn)：
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３ 　結(jié)束語
型和多項(xiàng)式擬合法在預(yù)測地表沉降中的各自的有效性和 （ 上接第 ２１９ 頁 ） 經(jīng)過樣本訓(xùn)練和測試 ， 得到了 ＧＭ （１，１） 灰色系統(tǒng)模

［ 編輯 ：李丹雅 ］

測區(qū)大比例尺測圖任務(wù)最經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)手段 。 無人機(jī) 低空攝影測量 能夠 滿 足城 市 建設(shè) 提出 的 準(zhǔn)實(shí) 時(shí) 、 高 分 辨 率 、高效率等測繪保障任務(wù)需求， 在城市測繪保障中具有 得天獨(dú)厚的優(yōu)勢 ， 必將在數(shù)字城市 、 智慧城市及城鄉(xiāng)一體 圖 ５ 　濱州市三維數(shù)字城市效果圖 Ｆｉｇ． ５�。裕瑁� ３Ｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｉｔｙ ｏｆ Ｂｉｎｚｈｏｕ 　　４） 重點(diǎn)區(qū)域動態(tài)監(jiān)測 當(dāng)前城市建設(shè) 日新月 異 ， 需 要 對 城 市 核 心 地 區(qū) 及 散 落在城區(qū)內(nèi)的多個(gè) 建設(shè) 區(qū)域進(jìn) 行 動 態(tài) 管 理 ， 也 需 要 不 斷 地對這些大到幾十 平方 千米 ， 小 到 零 點(diǎn) 幾 平 方 千 米 的 區(qū) 域進(jìn)行大比例尺 、 高分辨率 、 高精度格網(wǎng)測繪數(shù)據(jù)定期更 新 。 利用無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)可對重點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行動態(tài)監(jiān) 測 ，并可通過自動比較不同時(shí)期的 ＤＳＭ 得到變化檢測結(jié) 果 ，通過 ＤＯＭ 與變化檢測的結(jié)果套合 ， 得到 直 觀 的 檢 測 結(jié)果 ，如圖 ６ 所示 。 化進(jìn)程中提供更加有效的測繪保障 。

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圖 ６ 　 動態(tài)變化檢測效果 Ｆｉｇ． ６ 　Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ

像測 量 技 術(shù) ［ Ｊ］ ． 測 繪 科 學(xué) 技 術(shù) 學(xué) 報(bào) ， ２００７ （ ３ ） ： ３２８ － ３３１． ［８］ 　 陳大 平 ． 測繪型無人機(jī)系統(tǒng)任務(wù)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理研究 ［９］ 　 朱述龍 ， 朱寶山 ， 王 紅 衛(wèi) ． 遙感圖像 處理與應(yīng)用［ Ｍ］ ． 北 京 ： 科 學(xué)出版社 ，２００６ ． ［ Ｄ］ ． 鄭州 ： 解放 軍信息工 程大學(xué) ，２０１１．

５ 　結(jié)束語
無人機(jī)低空攝 影測量 作 為 一 種 新 興 的 測 繪 方 式 ， 具 有靈活 、快速 、高效 、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn) ，是承擔(dān)百平方千米量級

［ 編輯 ：胡 　 雪 ］

無人機(jī)低空攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景
作者： 作者單位： 刊名： 王洛飛， WANG Luo-fei 63883部隊(duì),河南洛陽,471000 測繪與空間地理信息

英文刊名：

Geomatics & Spatial Information Technology

年，卷(期)：

2014(2)

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