多旋翼无人机正射影像在应急测绘演练中的应用.docx

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1、多旋翼无人机正射影像在应急测绘演练中的应用宋培焱【摘 要】目前突发自然灾难、事故灾难等安全事故时有发生,应急测绘就是要高效有序地供给地图、根底地理信息数据、公共地理信息效劳平台等测绘成果,依据需要开展遥感监测、导航定位、地图制作等技术效劳.多旋翼无人机低空航测技术具有机动敏捷、不受天气和简单地形影响等特点,目前常常应用于应急测绘.它能够快速猎取高区分率的正射影像图,并通过数据处理软件,生成灾区的 DOM 数据.本文通过模拟深圳市南山区某地区发生洪涝灾难,利用多旋翼无人机快速猎取高区分率DOM,为应急测绘供给影像数据支持.实践证明,多旋翼无人机猎取正射影像技术在自然灾难、事故灾难、公共卫生大事、

2、社会安全大事等应急保障中发挥着举足轻重的作用.【期刊名称】城市勘测【年(卷),期】2023(000)001【总页数】4 页(P67-69,74)【关键词】多旋翼无人机;DOM;应急测绘;地质灾难【作 者】宋培焱【作者单位】深圳市地籍测绘大队,广东 深圳 518034【正文语种】中 文【中图分类】P2311 引 言近些年来，我国地质灾难频发，地震、洪水、山体滑坡、安全事故时有发生，应急测绘的作用日益显著，如何快速、准确、准时地猎取灾区影像数据显得尤为重要。往往事故及灾难发生时，道路、桥梁发生损坏导致救援车辆、救援队伍无法进入灾区，人员仪器也很难快速有效猎取灾区最的地理信息数据，天气状况不好的状况

3、下，遥感卫星也受到很大程度的影响，而此时无人机航测正射影像图就可发挥巨大的作用。它能够在最短的时间内猎取最有效的地理信息数据，为主管部门作出正确指令供给数据支持，有力地保障国家和人民的生命及财产安全。多旋翼无人机具有本钱低、敏捷度高、实时性强的特点。此外，它不但能够低速、低空飞行，而且起飞降落不需要特地的飞机场，可以依据任务需要随时起飞，对场地要求较低，因此以多旋翼无人机为主要装备的航空应急测绘在处置各种突发大事过程中具有独特的优势。2 多旋翼无人机航测系统组成和主要参数本次演练承受中海达六旋翼无人机航摄遥感系统，主要包括飞行器(iFly D6)、飞控系统、地面监控系统、数码相机系统和配套作业

4、软件系统。iFly D6 为专业级六旋翼飞行器，机身承受进口碳纤维一体模具成型，具有防火防雨防尘功能；整机抗电磁干扰设计，适应力量强；机臂承受插拔式快拆构造，便利使用和维护；轻量化的机身和任务载荷设计；高效率动力系统；飞行时间到达 40分钟；iFly D6 可完成精准悬停、匀速巡航、航线规划等；完善的空气动力学设计， 具有超强的抗风力量；低电压自动保护功能；信号丧失保护功能等。iFly D6 主要参数如表 1 所示。iFly D6 主要参数 表 1 轴距载荷起飞重量飞行速度飞行高度续航时间掌握半径标配载荷 1.2m6kg12kg10m/s4500m40min5kmSonyA7R3 多旋翼无人机

5、在测绘应急演练中的应用实例3.1 应急测绘演练概况及内容本次测绘应急演练的模拟场景是 2023 年某日凌晨，深圳市南山区某街道发生洪涝灾难，该街道地处深圳市市区西北部，辖区面积 49.16 km2，辖区内多丘陵，并有一较大型水库，地势较高，交通不便，在发生洪涝灾难后，救援队伍不易进入灾区施救，市政府应急办急需了解灾区的受灾现状。演练的主要内容包括：利用无人机航摄系统外业猎取灾区的影像数据；航摄外业完成后现场对猎取的影像图进展快速拼接；生成数字正射影像图；应急保障的组织、装备、后勤保障的应急指挥、协调和快速处置等。应急测绘系统构成如图 1 所示，从图中可以看出无人机航摄充当着先头兵的作用。图 1

6、 应急测绘系统构成3.2 多旋翼无人机飞行质量及影像质量要求(1)飞行质量像片重叠度：航向重叠度为 75%，旁向重叠度为 45%；像片倾角：不大于 5，最大不超过 12，消灭超 8的片数不大于总数的 10%；像片旋角：不大于 15，满足像片航向和旁向重叠度的要求状况下，个别最大旋角不超过 30，同一航线上旋角超过 20像片数不超过 3 片，超过 15旋角的像片数不超过分区像片总数的 10%，像片倾角和像片旋角不同时到达最大值；摄区边界掩盖保证：航向掩盖超出摄区边界限不少于两条基线，旁向掩盖超出摄影边界限不少于像幅的 50%；航高保持：同一航线上相邻像片航高差不大于 30 m，最大航高与最小航高

7、之差不大于 50 m，实际航高与设计航高之差不大于 50 m；漏洞补摄：航摄中没有消灭相对漏洞和确定漏洞；飞行纪录资料的填写：飞行完毕时，填写航摄飞行纪录表。(2)影像质量影像应清楚，层次丰富，反差适中，色调严峻，能识别出与地面区分率相适应的细小地物影像；影像上没有云、云影、烟、大面积反光、污点等缺陷；影像没有因飞机地速的影响，在曝光瞬间造成的像点位移大于 1 个像素；拼接影像无明显模糊、重影和错位现象。3.3 无人机航测作业(1)飞行前预备使用地面站软件，设计 8 条航线；设计航向重叠 75%、旁向重叠 45%，飞行高度250 m，摄影器材为 ARC524 数码航摄仪，焦距 20 mm，光圈

8、值：f/8，ISO：800，曝光时间 1/1600s，地面区分率优于 5 cm，按南北向平行于图廓线直线飞行，飞行前试飞，保证飞机和航摄仪正常工作。(2) 航摄飞行航线敷设按南北向平行于图廓线直线飞行。起飞时间为10：15，降落时间为 10： 33，共飞行 16 分钟，1 个架次，共采集 92 张原始照片及与之一一对应的 92 个POS 数据。(3) 检查漏洞补摄完成测区飞行后，马上将拍摄的像片导出至地面站中，快速检查分析是否存在航摄漏洞，经检查本次飞行无航摄漏洞，航摄数据有效。3.4 航测数据预处理飞机降落后，数据处理人员快速下载影像及 POS 数据，将影像传输到电脑进展数据的预处理。数据预

9、处理时间为 10：4010：50，用时 10 分钟，主要工作内容为：进展原始影像的预处理，POS 数据的预处理。3.5 灾区影像数据处理(1)正射影像图初步检测报告10：4511：05，用时 10 分钟，利用 Pix4Dmapper 软件进展快拼，生成正射影像图初步检测报告，效果图没有空白、没有拉花，质量合格，能够满足应急救灾中心对全局影像的扫瞄，初步把握灾难区域现状，如图 2 所示。图 2 灾区正射影像初步检测图(2)数字正射影像图制作11：0511：40，用时 35 分钟，利用 Pix4Dmapper 软件，承受立体建模微分订正法，在软件中对原始影像匀光匀色处理后叠加测区 DEM 经过数字

10、微分订正生成单像幅正射影像，然后对全部图幅进展拼接，得到整个测区正射影像图。最终才能将质量好、精度高的影像作为最终成果进展提交，如图 3 所示。图 3 正射影像正式成果图(3)数字正射影像质量状况此次应急演练最终提交的 DOM 成果，影像质量清楚，层次丰富，色调严峻，地面区分率优于 5 cm，掩盖面积大约为 2 km2，无漏洞，符合提交成果标准，为应急救灾中心快速了解受灾状况及部署救灾方案供给了牢靠的影像数据。3.6 应急测绘演练完成工作量统计(1)无人机航空摄影，共获得原始影像 92 张(地面区分率优于 0.05 m)； (2)正射影像图初步检测报告；(3)正射影像图 1 幅。3.7 应急测

11、绘演练完毕 11：45，无人机拍摄的灾区正射影像图被第一时间提交给应急指挥部。随后，协调负责人宣布终止应急响应，标志着本次演练圆满完毕。本次应急测绘演练全过程时间点如表 2 所示。应急演练全过程时间点 表 2 时间应急演练过程 9:00 接到市应急办总指挥的应急 9:05 启动深圳市测绘应急预案9:30 全体应急测绘保障人员集合完毕,赶赴事故现场 10:00 全体应急测绘外业保障人员抵达灾区 10:15 无人机起飞 10:33 无人机降落 10:40-10:50 原始影像数据拷贝及 POS 数据整理 10:5511:05 正射影像图初步检测报告 11:0511:40 正射影像图制作 11:45

12、 应急指挥部指挥长宣布终止应急响应,本次演练圆满完毕4 结 语通过这次应急演练可以看出，从接到应急任务，启动应急预案，无人机起飞到猎取DOM，搜集灾区旧影像及地形图，再到终止应急响应，应急演练完毕，现场应急小组仅花费了 2 小时 45 分钟，时间短，收获大。多旋翼无人机仅飞行了一个架次便猎取了灾区最的 POS 及照片数据，为快速生成 DOM 数据供给了有效的时间。正如“时间就是金钱，效率就是生命”，应急测绘抢的是时间，救的是生命，就是 要在第一时间猎取最地理信息数据，了解险情，为科学的救灾供给根底数据。测绘应急工作是一个系统的工程，需要多个部门协作，只有在寻常多进展演练工作， 多个单位部门亲热

13、协作，积存阅历，才能在险情发生时不乱阵脚，在下达应急响应 时，多部门程序化、系统化地亲热协作，第一时间猎取已有地形图和航空影像以及 灾区最正射影像数据，为科学有效地抢险救灾，挽救人民群众的生命财产供给高 质量、高精度的地理信息数据。参考文献【相关文献】1 CJJ/T 8-2023. 城市测量标准S.2 CJJ/T 73-2023. 卫星定位城市测量技术标准S.3 CH/Z 3003-2023. 低空数字航空摄影测量内业标准S.4 李兴华，罗秀兰，龚绪才. 无人机航测技术应用于大路崩滑陡峭地段测量分析J. 大路交通技术， 2023(4)：4953.5 李智友，路宝杰，周玉清等. 山洪灾难的成因与特点及应对防范措施浅析J. 中国西部科技， 2023，8(18)：5858.6 刘昌军，郭良，岳冲. 无人机航测技术在山洪灾难调查评价中的应用J. 中国防洪抗旱， 2023(3)：37.7 李超，柯尊杰，陈姣. 四旋翼无人机在云南应急测绘保障中的应用J. 地矿测绘，2023(3)： 3133.