無人機(jī)傾斜攝影與三維激光掃描技術(shù)在城市更新工作中的應(yīng)用

1、    無人機(jī)傾斜攝影與三維激光掃描技術(shù)在城市更新工作中的應(yīng)用    孫佳龍 陳森摘 要：在對比較寬廣的地區(qū)進(jìn)行測圖時(shí)，使用單點(diǎn)測量這種傳統(tǒng)的測量方法比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力且效率較低，這種測量方法在實(shí)際的使用過程中已經(jīng)慢慢的被淘汰掉了。隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，無人機(jī)傾斜攝影與三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn)逐漸取代了單點(diǎn)測量的地位。三維激光掃描輔助無人機(jī)傾斜攝影進(jìn)行測圖，可以對數(shù)據(jù)全方位的進(jìn)行一個(gè)完善的采集，還提高了測量數(shù)據(jù)的精確度和測量效率。關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù);城市更新;基礎(chǔ)調(diào)查一、無人機(jī)與三維激光掃描技術(shù)在城市更新中的應(yīng)用在對城市的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)

2、數(shù)據(jù)采集的地區(qū)大多都是居民的生活區(qū)域，建筑物較多，且建筑地形較為復(fù)雜，在采集數(shù)據(jù)時(shí)比較麻煩，數(shù)據(jù)的種類繁多。我們需要采集1：500比例大小的房屋大小數(shù)據(jù)，這一測量任務(wù)比較繁重，但是空地一體化測量技術(shù)可以很好的解決這一問題。采用空地一體化測量技術(shù)完成一平方公里范圍內(nèi)房屋的數(shù)據(jù)測量大概需要15天左右的時(shí)間。其中前期的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理需要5天左右，工作人員外出實(shí)地考察，采集rtk數(shù)據(jù)等工作需要4天左右，另外需要6天完成矢量化及房屋面積統(tǒng)計(jì)。而采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法完成一平方公里的數(shù)據(jù)采集大概需要一個(gè)月左右，而且投入的工作人員的人數(shù)要多得多。無人機(jī)和三維激光掃描技術(shù)需要6個(gè)人就能完成，而傳統(tǒng)的方法則需要

3、30人才能完成相同工作量的工作任務(wù)。相比之下，采用無人機(jī)和三維激光掃描技術(shù)的工作效率很高。不僅在對1：500的房屋和地形數(shù)據(jù)的采集有重大的意義，無人機(jī)和三位激光掃描技術(shù)仍能在對重要保護(hù)文物、重要建筑的多方面測和建筑的質(zhì)量檢測上均有實(shí)際的操作意義。二、基于無人機(jī)和三維激光掃描技術(shù)的房屋數(shù)據(jù)采集（一）基于無人機(jī)技術(shù)的底圖測繪及高程數(shù)據(jù)網(wǎng)的建立對于廣州市“城中村”的數(shù)據(jù)采集，我們采用無人機(jī)對城中村所在的區(qū)域進(jìn)行航空拍攝，拍攝完成后，我們再對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后期生成數(shù)據(jù)三維模型。經(jīng)過無人機(jī)采集數(shù)據(jù)后進(jìn)行檢測，我們得出無人機(jī)正射生成的影像和實(shí)際的誤差小于0.30m，邊長的誤差小于0. 25m，高度誤差低于

4、0. 20m。這些誤差均在1 500 比例圖形可接受的誤差范圍內(nèi)。通過無人機(jī)采集到的正射影像和 1 500 地形圖作為調(diào)查地的基礎(chǔ)依據(jù)圖，為順利開展后續(xù)的工作打好基礎(chǔ)。生成的全自動化的數(shù)據(jù)三維模型，實(shí)現(xiàn)了城市建設(shè)，管理和發(fā)展的三維效果，為信息自動化廣州的發(fā)展提供了真實(shí)可靠的城市建模。無人機(jī)采集到的建筑物的高程數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取和分類后，然后整理入庫，形成了一個(gè)高程數(shù)據(jù)網(wǎng)。高程數(shù)據(jù)網(wǎng)建成的好處在于我們可以直觀的了解到精準(zhǔn)的高程數(shù)據(jù)。其中城中村內(nèi)違章改造的建筑物我們可以很清楚的觀察到，這樣有利于對其進(jìn)行整改。也有利于通過模型對城中村的發(fā)展方向和趨勢進(jìn)行決策。人工進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集要投入大量的人力物

5、力，無人機(jī)的出現(xiàn)，大大提高了數(shù)據(jù)采集的工作效率，為政府健康發(fā)展廣州新區(qū)老區(qū)的建設(shè)提供有利的科學(xué)依據(jù)。（二）基于地面三維激光掃描技術(shù)的歷史文物數(shù)據(jù)調(diào)查廣州市有著深厚的歷史底蘊(yùn)，每個(gè)區(qū)都有很多的歷史文保和古樹名木需要保護(hù)。廣州市城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查工作就包含了對歷史文保和古樹名木數(shù)據(jù)的收集，其中包括祠堂、古樹、古建筑等。采集的數(shù)據(jù)包括這些文物的年代、大小、完整度、歷史價(jià)值等。使用地面三維激光掃描的方法獲取歷史文物的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，同時(shí)拍攝照片。數(shù)據(jù)信息上傳到數(shù)據(jù)庫后，進(jìn)行分類整理最終形成數(shù)據(jù)調(diào)查的基礎(chǔ)信息的其中一項(xiàng)。三、精度驗(yàn)證在對城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查采集時(shí)，對采集物的平面數(shù)據(jù)的精確度要求較高，

6、而對采集物的高程數(shù)據(jù)精確度沒有規(guī)定特殊的要求。所以在數(shù)據(jù)采集的后期，在對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣檢查時(shí)，主要檢查的是所采集的平面數(shù)據(jù)?？盏匾惑w化測繪技術(shù)生產(chǎn)的1：500地形圖成果中的明顯地物點(diǎn)作為外界成果坐標(biāo)，此坐標(biāo)的檢查必須細(xì)致和高精度，和實(shí)際的坐標(biāo)誤差不得超過4cm。抽檢記錄表見表1。四、結(jié)語本文通過對無人機(jī)傾斜攝影與地面三維激光掃描優(yōu)缺點(diǎn)的分析，以效率較高的無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，地面三維激光掃描技術(shù)作輔助和補(bǔ)充，兩種測量技術(shù)交替使用，相互補(bǔ)缺短板，提高采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，減少員工的投入，減少戶外人工工作量。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，大大提高了測量效率和精度，在測量做業(yè)上具有跨時(shí)代的意義。參考文獻(xiàn)

7、：1高擎.三維激光掃描技術(shù)在城市建筑立面改造中的應(yīng)用j.住宅與房地產(chǎn)，2019（06）：249.2魏士春.基于三維激光掃描技術(shù)的城市大比例尺數(shù)字測圖研究j.中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2019（01）：191-193+196.3趙典剛. 基于三維激光掃描+實(shí)景建模的建筑逆向建模關(guān)鍵技術(shù)研究d.青島理工大學(xué)，2018.4黃承亮.三維激光掃描技術(shù)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用j.測繪通報(bào)，2018（s1）：84-88.5張平.傾斜攝影和激光掃描技術(shù)在城市三維建模中的融合應(yīng)用研究j.城市勘測，2018（04）：99-103.6王天應(yīng).城市更新改造基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查模式研究及實(shí)踐j.工程勘察，2018，46（06）：55-58.7黃立友.空地一體化測繪在城市更新中的應(yīng)用j.北京測繪，2018，32（05）：562-567.