简介：本文基于当下我国国土测量工作开展的具体实践，并结合无人机低空航摄技术的实施经验，探讨了无人机低空航摄测量实施与应用的技术关键点，并对其在国土规划测量中应用的必要性和价值作进一步的分析与讨论，以此为基础，对利用无人机低空航摄进行国土规划测量的步骤和技术优化措施作详细的探讨与分析，旨在现实国土规划测量工作的发展提供借鉴与参考。
关键词：无人机低空航摄；国土规划测量；价值；应用
国土规划作为统筹经济、社会、生态协调发展的基础性工作，其中涉及的国土测绘及其数据变化监测与使用的精准性和效率直接影响着城乡规划设计、土地开发利用等的质量与价值。为了实现国土规划测量技术与效能对经济、社会现代化发展多维助力，无人机低空航摄便以其影像配准、叠加分析、识别和定位、提取土地变化监测图斑并对其进行面积精准统计的技术优势，逐渐应用于土地调查、国土测绘与国土规划等的基础性工作中来，从而大大提升了国土规划测量的效率和质量，并极大降低了测量的工作量与成本，带来了我国国土规划工作现代化水平的进一步提升。
1无人机低空航摄测量的技术关键点
无人机低空航摄测量技术是以无人机为飞行平台，以遥感设备（高分辨率的数码相机及传感器）为任务载荷、以3S技术和信息数据处理技术为技术支撑，以获取包含大量地理数据及影像的高分辨率数字化信息为主要目标，按照相关测绘的技术规范与标准进行适应化的应用，从而实现测量信息全面化捕捉与信息精度多层次把控的有机结合。
由此可知，无人机低空航摄测量技术主要包含无人机飞行系统（其中包括航线的设计与飞行控制系统），任务载荷系统（包括航测遥感设备以及其他的一些DGPS/INS辅助设备）以及数据处理、分析、传输系统三个组成部分[1]。而其技术的实施也需要经过技术路线的设计、测区的勘测与分析、航摄的先期模拟试验、外业监测点的排布与定位、检测点的航摄测量、精度的统计分析与校准等多个技术过程。
2无人机低空航摄在国土规划测量中应用的必要性和价值
2.1无人机测量的技术优势带来测量效率与精度的全面化提升
无人机低空航摄测量具有小面积灵活作业、动态监测且时效性强、能够有效规避天气对分辨率和覆盖率的不良影响、并可重复对同一区域进行多次摄影测量的技术优势。进而可以实现对自然地理要素、地表人工设施的形状、大小、空间位置及属性进行高效一体化的测定和采集，并通过对数据的全面存储、整合和分析，达到对更加合理的国土空间规划提供信息技术支持的现代化发展目的，也就进一步带来了国土空间规划效能的多维度提升。
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2.2无人机的应用广泛性带来“多规合一”国土空间规划的快速、质量实现
无人机凭借响应速度快、处理效率高、运行成本低等的技术优势，不仅能够在国土资源的基础测绘中予以有效的应用，还逐步助力了城市规划与市政建设、生态环境的多维监测、国土资源的综合治理、矿产资源的合理开发利用、水资源的开发与水利工程建设、土地利用调查、海洋环境监测、农作物监测与评估、自然灾害救援与预防等多个与国土空间规划密切关联的领域，进而为我国新时期“多规合一”的国土空间规划提供必要的技术支撑与信息体系基础。
3无人机低空航摄在国土规划测量中的应用及优化举措
3.1应用步骤与技术实施
测量前准备
测量前的准备工作主要包括对测区概况资料的调研、现场的实地勘测（地理坐标、测量总面积、地形地势及其变化、基础设施及功能区分布、天气及光照影响等），并结合对资料和勘测信息分析与比对，初步确定航拍所应采用的无人机机型和数量，航线及其基线的数量、长度与分布，飞行的高度，行摄像机的技术规格，相幅、像元和焦距的大小等参数数据，确保航拍的技术参数与现实的地形、天气、光照等具有全面的适应性，进而有效保证测量影像及数据的精度。
低空航摄技术控制
在正式测量技术实施前，还需要对无人机的精度及其在试验区的测量效果进行检验[2]。根据航拍技术参数设定标准进行无人机的技术配置，并选取和正式航拍时间、天气相近的时段对测区具有代表性的两个或两个以上的区域进行试验拍摄，得到外业航飞的信息与数据，并对其测得数据进行精度上的校验与数据处理，看其测量的结果是否满足精度及使用的一般要求。如果存在标准范围外的较大偏差，就要对技术路线（如航拍的路线及分布、飞行的高度、飞行角度与航拍角度、航摄的技术参数等）进行调整，并选取更好适用的时间与天气进行正式的航摄测量。
像控点布设
像控点的分布精度与数量对测量数据及其处理的精度影响很大，因此在实际的航摄测量中，像控点的布设与选择应当结合无人机机型、飞行比例尺以及地形地貌特点合理的布局[3]。首先利用航拍影像，电子地图来对像控点地大概分布与数量进行初期的确定，一般来说，像控点需选择在影像清晰的地物点上，且当刺点目标与位置不能兼顾时，以目标定位为准；其次结合实地勘察对像控点的精准位置进行全面采集，并对目标单元测区进行详细勘察，使用一定精度的激光测距仪、小型无人机对测区内所有关键位置进行观察，避免像控点的排布中存在航飞危险源。结合部分测区地形起伏的不同变化，以及测区内可能出现的高层建筑物和低矮建筑物交错等不均匀分布现象，为了保证后期建模质量达到大比例地籍图成果的精度要求，可以在像控点的布设与中实现对航线分区域分层次阶段性划分，并达到不同高度航线重叠区域3个以上像控点的有效衔接。
空三加密与测量精度分析
以像控制点为基础，在对测区进行测量的方法一般采用的是空中三角测量法，在此期间需要推求测图需要的控制点、检查其平面坐标和高程，然后通过相机和数据测算技术对于地理信息进行有效测量与数据存储。但由于相机参数、地形因素、天气因素、技术操作因素等的影响，其必须经过畸变差校正的过程后，对其进行包括数据自动匹配、刺像控点分配与定位、光束法平差、空三角精度检查等的空三加密精度校验流程，确保其测量的数据与实际误差在可控的标准范围之内，进而最后导出准确的国土规划测量模型，配合业外的勘测检验与调整，得到高质量的国土规划测量成果。
3.2发展趋势和优化举措
无人机低空航摄测量技术虽然在社会、经济发展的诸多领域进行了渐进式的普及与运用，但其技术的发展必须全面满足与行业相适配的平台、载荷、技术等完善的全套解决方案才能在各领域各行业得到高质量的应用；而无人机测量技术的创新也必须从市场需求出发，通过解决行业内各项具体的问题而进行不断的技术开发与技术优化。因此为了适应国土空间规划发展的新背景和新技术环境，无人机低空航摄测量系统发展将逐步向高性能、高可靠性、长航时、搭载多传感器等符合现实适用性的更高端的方向发展。其微小型灵活化，以及测绘信息数据的高精度提升也将极大减轻外业测量的工作量和实施难度，进而为国土规划测量水平的全面提高提供精准的技术助力与支持。
结语：
无人机低空航摄测量技术能够极大提升国土规划测量的精度与效率，但在具体的实施中，应该更加全面地实现无人机测绘技术与地理环境的有效匹配度，并适时优化像控点布设的高效性与准确性，优化空三加密技术的相关软件环境，避免技术干扰的同时，带来测绘质量的全面、有效提升。
参考文献：
[1]吴涛. 低空无人机航空摄影测量技术在土地整治项目规划设计阶段的运用[J]. 安徽农业科学, 2015(2).
[2]申海建, 郭荣中, 黄小波, et al. 微型无人机(MUAV)航空摄影测量技术在土地整理项目规划设计中的应用[C]// 中国土地学会年会. 2007.
[3]张新磊. 无人机低空航摄在国土规划测量中的应用[J]. 科技展望, 2017(25):184.
论文作者:成俊锐,韩标标
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/9/20
标签：无人机论文; 测量论文; 低空论文; 国土论文; 技术论文; 精度论文; 空间规划论文; 《防护工程》2019年第6期论文;