王旨迅
甘肃四维测绘工程有限公司 甘肃兰州 730070
摘要：本文围绕城市规划与无人机低空航测技术的契合性展开分析，围绕低空航测技术应用与城乡规划中的基本作业流程、无人机低空航测的具体步骤两个方面介绍了低空航测技术应用与城乡规划的具体方式，针对航测过程中容易遇到的问题及解决方式进行了简单梳理，以供参考。
关键词：城乡规划；无人机；低空航测；空三加密法
引言：城乡规划一般是指对城市、乡村未来的整体发展进行规划，目的在于使城乡的布局更加合理，有助于对城乡中各项功能的建设进行综合部署，可被视为成城乡在未来一段时间内的发展蓝图，同样也是现代城乡管理的重要组成部分，是城乡管理和建设的主要依据[1]。按照管理的先后顺序，规划居首，建设次之，运行最后。
1.城乡规划与低空航测技术的契合性分析
城乡规划的首要工作原则为：要为社会、经济、文化综合发展服务[1]。当前，我国正处于加速城市化的特定历史时期，既面临难得的历史机遇，又面临着巨大的挑战。以城市为例，“发展不平衡”的矛盾随处可见，特别是在经济、教育、医疗等方面，政府相关部门的任何一项举措都有可能引发舆论的激烈讨论。比如在城市的某一个区域规划建设一所新的公立学校、医院或是大型购物商场，虽然是民生服务工程的一部分，但时刻考验政府的执政能力。一旦相关规划方案并没有获得城市居民的认可，或是一些暂未纳入规划区的居民对政府的决策方案提出质疑时，均会在社会一定范围内造成消极影响。为了尽可能地避免发生此类事件，使城市规划方案获得绝大多数居民的理解和支持，政府有关部门需尽量提高规划方案的可行性。实际上，为了提升城乡规划的质量，政府相关部门需要大量的一手数据支撑。比如针对城乡中的一个区域进行开发时，该地区的人口密度如何，平均收入处于什么水平，地区居民的日常出行主要依赖何种交通工具等。在充分收集到上述信息之后，完成“量化”处理后，可使规划方案更加完善。在传统的数据信息收集中，城乡政府有关部门存在一定的局限性，即数据收集的过程更加注重历史资料，而忽视了“动态监控”。以交通出行为例。目前，很多城市都推广了共享单车和共享电单车，如果仅仅按照运营商提供的数据，则城市居民对此种交通工具的需求量便会呈现出虚假的数据。为了解决这一问题，只有采用无人机低空航测技术，针对目标区域在一段时间内的动态变化过程进行全面、无任何遗漏的拍摄，得到的相关数据才具备可靠性。由此可见，无人机低空航测技术与现代城乡规划设计工作之间具备较高的契合性，有关部门需予以重视，正确看待并科学使用此项技术。
2.低空航测技术应用于城乡规划的具体方式
2.1低空航测技术应用于城乡规划的基本作业流程
但无人机低空航测技术并非简单地在小型无人机上搭载数码摄像机等影像学设备，进而环绕目标监控区域进行24小时不间断追踪拍摄。具体的作业流程为：①无人机低空摄影是重中之重；②无人机低空环绕飞行的过程中，需时刻保证对像片控制的精确程度；③城市规划方案的指定不仅仅需要数据，还需要能够真实反映当前区域实际情况的影响，故无人机航测期间，需搭配数字化的测图工作以及外业调绘等工作。保证上述三个环节不出现任何披露后，技术人员还需对收集而来的数据、图像等进行处理，确认无误后方可作为城乡规划的信息支撑。
2.2无人机低空航测的具体步骤
无人机低空航测的具体步骤为：①一般的低空航测高度应控制在100m左右；②设置影像设备的工作参数为：全作业分辨率为5cm，预计拍摄的静态航片数量至少应该达到5位数（“万”张以上）；像片幅度为300m×200m，完整的覆盖面积至少需要达到50km2。上述参数准备工作全部完成后，技术人员应以目标测绘区域作为起始点，结合该地区的地形条件，规划无人机飞行轨道，并预估需要使用的无人机架次（指望一架小型无人机完成一个区域的地貌测量工作不具备可行性）。④在无人机低空航测的过程中，为了避免像点无法有效缩小，应尽量调低曝光时间，并将无人机对地飞行的速度设置在90km左右。⑤基于机载影像学设备获得航片之后，技术人员需及时查看航片的清晰度、色调等是否满足城乡规划的相关要求。相关要求为：清晰度自不必说，必须能够清晰展现目标监测区域的真实影像。此外，航片画面必须呈现出层次感，且反差务必得到有效控制，并满足空三加密等要求。
3.低空航测过程中容易遇到的问题及解决措施
无人机低空航测的优势在于：由于飞行高度较低，故空域申请的便利程度较高，几乎不会受到气候条件的影响（如果出现强风、强降雨等较为极端的天气，任何测绘都应停止开展。而在出现多云等影响传统航测效率的天气时，无人机低空航测效率却不会受到明显的影响）。但并不意味着无人机低空航测便全无缺点。事实上，无人机航测期间容易遇到下列问题，采用对应的方式，可有效解决。
3.1单位测量区域中出现较多的测量模型
无人机机载的影像学设备在拍摄画面是，会经常遇到单位测量区域中出现较多测量模型的问题。一般情况下，很多技术人员会通过人工方式，增加模型连接点。此种方式尽管可以有效降低测量模型数量较多的问题，但加密的工作量巨大，会严重降低无人机低空航测的效率。基于此，为了更好地解决这一问题，可采用多机、多核网络并行的方式，完成“自动匹配”机制的构建。如此一来，模型之间会在短时间内自动生成大量具备较高强度及精度的连接点，可有效解决传统人工方式的效率低下问题。
3.2无人机航片畸变偏大现象较为明显
无人机航片方面常见的问题为：经常出现明显的畸变变大情况。有效解决此类问题的方式为，可在航拍的过程中，基于上述的“自动匹配”机制，将高精度、高强度的模型连接点纳入平差解算的过程。按照此种方式，无人机航测空三加密（空三加密流程为：①通过机载影像学设备，完成对原始影像数据信息的收集；②由计算机系统在远程进行数据预处理；③基于经过处理后的数据，完成影像匹配作业；④完成自由网空三加密之后，结合控制点数据，最终构建局域网空三加密体系）成果的精度会得到极大的提升。经过上述处理后，航片畸变偏大的情况会得到显著改善。
3.3控制点精度会受到影响
部分技术人员在处理无人机航测得到的影像信息时，仅仅在平面上加入像控点。此种方式很可能导致控制点的精度大幅度降低。解决该问题的方式为：将像控点的加入方式转变为立体加像控制模式。
3.4局部点位控制力度薄弱
此问题的出现几率虽然不低，但在解决方式上相对简单，只需纳入外业补测控制点（即根据需要，适当增加补充测试点位），即可有效解决。
结语：我国城乡规划工作原则中明确指出：城乡规划必须从实际出发、因地制宜；此外，城乡规划应当贯彻建设节约型社会的要求，处理好人口、资源、环境的关系。为实现上述目的，城乡规划设计人员首先应该对城乡规划区的全貌进行深度了解。基于此，为了获得更加精确的数据，必须使用无人机低空航测技术，不断提高航测水平。
参考文献：
[1]郭剑,吴迪,贺国伟.基于无人机低空航测的地面目标影像匹配方法研究[J].环境技术,2020,38(05):166-171.
[2]邹安安,祝鹏.城市低空无人机航测精度控制分析[J].中国地名,2020(07):40.
作者简介：王旨迅（1993-02），男，汉，甘肃临洮县人，本科，现有职称：助理工程师，研究方向：低空航测技术