摘要：无人机航摄技术以其机动灵活、高效快速、精细准确、成本低等特点，自引入测绘领域后得到广泛应用。本文在介绍无人机航摄技术的基础上，从国土测绘、三维数字城市建设等方面对其在测绘领域应用展开论述，并提出目前存在的问题。
关键词：无人机航摄技术；航摄系统；国土测绘；数字城市
中图分类号：V279+.2文献标志码：A文章编号：1674-9324（2017）13-0075-02
无人机（UnmannedAerialVehicle，缩写UAV），是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器。该设备不依赖机场起降，飞行航高较低，一般在2000米以下，自带自动驾驶仪、程序控制装置等设备，在地面、舰艇或遥控站人员的操纵下利用数码相机作为传感器进行航空摄影测量。随着科学技术的发展，无人机以其使用灵活、生存概率高、机载配置多样化、滞空时间长、操作灵活、经济实用、以及适应各种天气、起飞场所的优势在应急、小面积、特殊地区航摄等方面获得越来越广泛的应用。
一、无人机航摄技术
无人机航摄技术是综合无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS差分定位技术以快速获取具有外方位元素的航空像片的技术。无人机航摄系统主要由飞行平台、航拍系统、地面控制系统、影像处理系统组成，是以无人机为飞行平台，利用高分辨率数码相机、空中和地面控制系统等设备，实现航迹规划与监控，影像的自动拍摄、获取、传输预处理等功能的低空航摄遥感系统。随着无人机装备的发展和服务队伍的建设，无人机测航摄技术已成为我国经济建设、社会发展、应急救灾、突发事件处置、数字城市建设等一系列国家重大需求中获取基础数据的重要手段。
二、测绘领域的应用
低空无人机航摄技术能快速、高效地获取常规航空摄影困难地区的高精度航空影像，对提高测绘成果现势性、测绘应急保障服务能力具有极大的作用。另外，目前无人机数据处理软件可以快速提取高精度无人机数据上资源遥感监测、数字城市规划建设、应急救灾、农林估产等各个方面的专题数据，对促进我国各行各业的测绘基础数据生产发挥了巨大作用，总结如下：
1.国土测绘。无人机航摄系统还能用于大比例尺土地利用图测制、地形图修测和补漏数据的获取。实验数据证明，利用无人机遥感监测系统航摄获取的影像清晰、分辨率高，利用控制点进行空中三角测量，测图精度能达到1∶2000比例尺地形图成图要求。
2.三维数字城市建设。无人机航摄系统获取的影像上建筑物、道路等地物边界清晰，且搭载高光谱、激光雷达等新型传感器能获取丰富的地物光谱、高度信息，所采集的图像数据不仅具有高空间分辨率还有高光谱分辨率，利用点云还可以快速方便地获取城市的地物光谱、地形等信息，特别适合城市三维建模。
3.小城镇规划。小城镇规划需要高精度空间信息源，特别是处于边远地区的小城镇，面积小、房屋分布散，采用常规航空摄影耗费高，采用人工测量困难多，采用超轻型飞机姿态难控制，而无人机航摄系统以独特的优势，可为1∶2000，1∶5000，1∶10000规划图提供经济快速的数据源。
4.应急救灾。地质灾害发生时，无人机航摄可以通过数据实时传输、地面同步数据处理，将无人机数据快速拼接和精确校正，获得数字正射影像、数字高程模型等灾害现场第一手调查数据，为地面灾情解译提供丰富信息。
5.森林资源监测。根据无人机遥感特点，结合GIS、GPS，以森林资源二类调查项目为例，无人机航摄技术在森林调查、森林精确区划调查和病虫害监测中的有良好应用前景。
6.水利行业。无人机数据真实、直观地反应了水利工程建设期所造成的地形地貌变化，可从中解译出水资源强度及分布情况，动态监测大型水库和堤防工程的建设施工情况。
三、存在的问题
尽管无人机航摄技术与现代的测绘技术联系在一起时能更加地突出它的优点，这项技术还面临着一些很重要的技术难题。
无人机在测绘领域进行应用，特别是处理一些突发事件时，大多是在山区或者是高原地区。为应对气流、天气对低空作业的影响，一方面需提高无人机航摄系统的抗风性能，另一方面还需具备良好地形条件的起降场地。然而，为提高抗风能力，一般需增加无人机自身的重量。这样一来，为完成大面积的航摄任务，航摄系统元器件特别是电池的损耗速度加快了，势必要增加起降次数。而为满足遥感动态监测的需要，还需要增加数据获取的频次。因此，如何改善无人机的起降技术和抗风性能，是无人机应用于测绘需要解决的关键问题之一。
为适用于更多的遥感应用，如定量分析遥感中分析森林植被健康状况长势、耕地的土壤含水量、重金属含量等，需要设计并研发无人机搭载的专用传感器，并充分利用无人机有限荷载进行航空摄影测量。在利用摄影比例尺、重叠度等参数进行飞行控制时，如何使获取的数据达到测绘规范要求，还有待进一步的解决。
四、结语
无人机航摄技术已经成为提高测绘成果现势性的快速手段，为加快数字城市建设，提升社会管理效能提供了新工具。随着测绘无人机技术在航摄精度、高分辨率影像获取、信息和数据传输、测绘安全性等方面的进一步提高及完善，我们有理由相信，在不久的将来，无人机航摄技术的发展将会带来继GPS技术后的第二次测绘技术革新。
参考文献：
[1]程多祥.无人机移动测量数据快速获取与处理[M].北京：测绘出版社，2015.
[2]毕凯，李英成，等.轻小型无人机航摄技术现状及发展趋势[J].测绘通报，2015，（3）.
[3]杨晓娟.无人机数字航摄系统的快速测绘与应用[J].文摘版：工程技术，2015，（35）：275.
[4]薛永安，王晓丽，张明媚.无人机航摄系统快速测绘矿区大比例尺地形图[J].测绘地理信息，2013，2（3）：46-48.
[5]刘依然.无人机系统在测绘领域的应用论述[J].工程技术，2015，（16）：267.
[6]王七.无人机航空摄影测量技术的应用[J].工程技g，2015，（4）.
[7]郑秀菊.浅析低空无人机在测绘中的应用[J].吉林农业，2012，（3）.
【关键词】无人机；遥感测绘；优势；应用
一、无人机遥感技术的现状
当前全世界有32个国家正在研制超过300种无人飞行器，41个国家正在使用近100种无人飞行器。世界许多国家正在建立民用无人机产业，并推动其广泛应用，而中国无人机产业也取得了很大进展，产品已经开始出口到国外高端市场。专家指出，随着无人机装备的发展和服务队伍的建设，我国已能够利用无人机为国民经济建设服务，无人机发展已经进入社会应用的新时期。低空遥感技术是近年来在遥感技术基础上迅速发展起来的地理信息数据快速获取技术，该技术利用无人飞机平台搭载航空数码相机进行航空摄影，采用imu/gps技术进行自动导航，在1000米以下进行低空作业，具有机动灵活、高效快速、精细准确、可云下摄影等特点。空航测遥感技术已经成为我国经济建设、社会发展、应急救灾、突发事件处置、数字城市建设、国土资源调查、地质灾害、矿山监测、环境变化监测、工程设计等一系列国家重大需求的重要技术。近几年，这项技术在我国得到了快速发展和应用，积累了丰富的技术资源。
二、无人机遥感系统的概念
无人机测绘系统和航空遥感是现代化测绘装备体系的重要组成部分，是测绘应急保障服务的重要设施，也是国家、省级、市级应急救援体系的有机组成部分。开展无人机测绘系统推广应用，是增强测绘应急服务保障能力的迫切需要，是提高测绘成果现势性的有效手段，同时也是加快数字城市建设的有效保障，是提升社会管理效能的新型工具。
三、无人机遥感技术的优势
3.1无人机遥感监测的快速、高效
针对应急事件无人机可立刻对测区进行大范围监测业务，单台无
人机日监测能力最高200-320平方公里，提高监测效率。在短时间内生成测区高清晰图像数据。
3.2遥感监测大尺度、宏观性
无人机通过不同航高可实现高空间、大面积监测，也可实现低空间较小范围精确监测。并可多架、多次同时对上万平方公里测区进行监测。通过多光谱分析，得到大面积测区的各项监测数据，以上面信息结合传统点信息，从而为整个测区提供依据。三维仿真模拟能够宏观展示测区状况，为相关部门决策提供演示。
3.3处理速度快
影像分辨率可以达到0.1-0.5米，分辨率优于目前国内外所有的高分辨率卫星影像数据；数据采集和处理速度快。
3.4周期性强
能与GIS及遥感应用系统方便集成，可快速搭建测量应用，能保障提供综合和周期性的服务。
四、无人机遥感技术在测绘测量中的应用
1、在山高、起降条件差、云层低，应用常规航空摄影较为困难的地区，引进低空无人机航摄系统，一方面可快速、高效地获取高精度航空影像，极大地提高测绘成果的现势性，大幅度提高测绘应急保障服务能力；另一方面获取的高精度影像经快速处理后可广泛应用于城市规划、城市变化监测、重大工程项目、应急救灾、国土资源遥感监测、资源开发、农林监测与估产、新农村和小城镇建设等方面，对促进我国城市建设和提升社会管理效率将发挥重要作用。“低空无人飞行器航测遥感系统”的发展和推广对测绘行业发展十分重要，是解决测绘成果现势性的迫切需要，是提高测绘应急服务保障能力的迫切需要，是构建数字中国、建设数字城市的迫切需求。“低空无人飞行器航测遥感系统”具有灵活机动，高效快速，精细准确，安全可靠，又省钱节约，应用广泛的优势，应用范围广、作用大，国家测绘局要给予大力支持，在全国各省测绘队伍中进行全面推广。同时，研发单位要加大研发力度、按需研发，建立起完善的无人机服务体系，解决运行维护、售后服务、技术培训、技术更新等问题，建立起完整的“低空无人飞行器航测遥感系统”。
2、“无人飞艇低空航测系统”项目成功研制出适用于低空安全获取高分辨率、高清晰度影像的“无人飞艇低空航测系统”技术产品，可满足大比例尺测图要求。研制成功具有自检校、自稳定功能的组合特宽角低空数码相机系统，利用特殊设计的像片重叠关系和检校软件，有效纠正因轻薄机械形变引起的误差。创造性地提出了利用边缘视场补偿相机姿态角偏旋提高精度的方法，以替代三轴云台，从而大大减轻了成像系统的整体重量，适应了无人飞行器低空航测的需要。同时，项目研发的map-at/cs软件，整体自动化水平高，处理影像能力强，特别适合于处理无人飞行器低空航摄影像。
3、“中测系列无人机测绘遥感系统”项目研制出的“垂直尾”、“倒桅尾”、“双发”三种型号的无人机测绘遥感系统具有机动性强、适用性强、运行成本低的特点，是应急测绘、新农村建设测绘等应用所急需的新型测绘技术装备。其研制的中测“双发”型无人机测绘遥感系统实现了雪域高原历史上首次无人机航测，开创了青藏高原地区的无人机测绘遥感技术应用先河。同时，创新性地在国内首次实现了无人机测绘遥感系统基于gps导航控制的定点曝光摄影以及飞控系统控制的自动旋偏修正技术，采用了经高精度几何检校标定的小型数字相机，航摄成果能满足大比例尺测图。通过鉴定的两个项目的多款产品已在应急测绘、小城镇新农村建设测绘、重大工程测绘、困难地区测绘、国土资源监测等国家重大工程和经济社会建设等多方面进行了实际生产作业，取得了良好的经济和社会效益。
4、通过鉴定的两套“低空无人飞行器航测遥感系统”是我国航空遥感技术体系的重要组成部分，其成果具有设计系统性、产品实用性和技术创新性，达到国际领先水平。这两个项目的产品已在国家重大工程、抗震救灾、数字城市建设、新农村建设以及经济社会建设发展的其他方面进行了广泛的应用，发挥了重要的作用，取得了非常好的经济和社会效益，推动了地理信息获取向全天候、全天时、实时化迈进的步伐，推动了信息化测绘体系建设的发展。
五、结束语
无人机遥感技术是大力推进测绘科技自主创新、切实提高测绘保障服务能力的重要举措，它将十分有利于有关部门及时掌握所需动态地理信息，促进创新测绘服务模式，积极推动国民经济社会信息化，从而保障经济社会健康快速地发展。
参考文献：
【1】姬渊，秦志远，王秉杰，刘晓辉，小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用研究，《测绘技术装备》2008年01期
【2】廖玉佳，简析无人机遥感的应用，《科技传播》，2013年23期