微型多旋翼无人机倾斜摄影系统在应急救灾中的运用探讨

■于澎

（辽宁省地理信息院 辽宁 沈阳110034）

微型多旋翼无人机倾斜摄影系统在应急救灾中的运用探讨

■于澎

（辽宁省地理信息院 辽宁 沈阳110034）

随着科技逐渐发展，诸多先进的技术设备被研发，并且应用到不同的领域中。摄影系统在应急救灾系统中的应用，能够有效的提升救灾信息反馈，为应急救灾提供及时的援助。微型多旋翼无人机倾斜摄影系统是国际测绘领域发展起来的一项新的对地观测技术。基于此，在本文中对微型多旋翼无人机倾斜摄影系统进行研究，分析其系统在应急救灾中的实际运用。

微型多旋翼无人机倾斜摄影测量系统应急救灾运用探讨

0 前言

倾斜摄影技术主要是面向实地观测，借助同一摄影平台下所搭载的多台传感器，对不同角度的影像进行采集。这样的方式能够在较短的时间内获得真实的地物信息，并且借助先进的惯导系统及定位技术，获取拍摄影像的姿态及定位坐标。微型多旋翼无人机倾斜摄影技术具有飞行可靠性、对着陆场地要求低以及操作简单等特点，在不同领域中应用广泛。

1 微型多旋翼无人机倾斜摄影系统构成

微型倾斜摄影无人机的操作平台为无人驾驶多旋翼飞机，连接着飞机遥控设备、数传设备、摄影设备。遥控设备主要是对飞机进行姿态操控及安全驾驶。数传设备是用于飞机规划航线及记录飞机飞行中实时传输飞行信息。摄影设备一般为五镜头高分辨率的CCD数码相机，用于同时获取五个角度的影像。其主要的功能模块为计算机处理系统，计算机系统对摄影系统所扫描到的图像信息进行处理，制成精度较高的图像信息。该系统在设计以及组合上特点突出，是一种集摄影、遥控、遥测技术、计算机影像处理于一体的新型应用技术。目前微型无人机倾斜摄影系统所针对的范围比较小，但是其定位精度比较高，能够满足三维建模的要求。微型多旋翼无人机倾斜摄影系统基本参数如下：飞机总重低于7公斤，作业海拔高度不大于4500米，抗风等级5级，控制半径2500米，巡航速度不小于6米每秒，最大的升降速度为6米每秒。控制方式为航摄过程的全自动导航作业，悬停精度为垂直方向±1米，水平方面±2米。保护装置在电池电压较低时发出警报，航摄分辨率在2-5厘米。微型多旋翼无人机如下图所示：

图1 微型多旋翼无人机

2 微型多旋翼无人机倾斜摄影系统在应急救灾中的运用

微型无人机倾斜摄影系统在应急救灾中的运用，一方面提升了救灾的效率，另一方面有效的避免了灾害现场的二次伤害。主要表现在三维立体建模对于现场抢救中的帮助，并且根据摄影信息计算出救灾现场实际情况，为灾民安置安全点。

2.1 三维立体建模实现现场抢救

微型无人倾斜摄影系统在地震灾害中的应用较为广泛，当地震发生之后，灾区现场一片废墟，救灾人员为了尽快的了解到现场的实际情况，需要在地理位置较高的地区进行现场观测，以制定科学的救灾方案。但是地震现场中较高的位置多为坍塌的建筑，坍塌的废墟稳定性较差，并且在余震的影响下有可能出现二次塌陷，对于人工观测而言极为不安全。同时废墟高点坡度较大，抢险工作人员难以迅速攀爬，救灾工作开展难度加大。那么，借用微型无人机在废墟高点，起飞，能够对地震受灾区域进行观测。

例如：在云南鲁甸地震救灾中，由于该地区的地质条件特殊性，救灾人员携带红鹏微型多旋翼倾斜摄影无人机进入到震中地区，利用无人机快速高效的机动性飞行7分钟获取10万平方米的灾区影像。并且经过两个小时的数据信息处理，建立起了灾区三维立体模型。三维立体模型与真实的空间模型相似度极高，依照该三维模型制定救灾方案切实可行，同时该模型能够真实的展示出地震废墟的空间结构，实现了地震现场的透明化救灾。借助微型无人机倾斜摄影技术，使得肉眼难以辨别的场景高度清晰化，该种技术不止应用到地震现场中，还在山体滑坡、山洪暴发等应急救灾中广泛应用，并且取得较好的效果。灾区倾斜摄影三维模型如下图所示：

图2 灾区倾斜摄影三维模型

2.2 根据图像信息计算出救灾安置点

很多灾情发生之后直接摧毁了居民的家园，情况紧急，灾情救援需要为灾区居民寻找到安全的避难场地。该地点需要切实的保障居民的生命安全，并且不受到灾情的二次影响。由于大面积的灾区难以逐个地点分析其是否安全，需要借助无人机所收集到的图像信息，确定安全点。由于微型多旋翼无人机倾斜摄影的图像分辨力比较高，能够对灾区中的房屋、窗子、地板等情况拍摄的很清晰，基于该种技术设备这样的优势，救灾人员就可以通过全方位的高清图像分析安全点。例如，在河流、山坡、树木、草丛、电线杆、滚石等都会为救灾带来阻碍，那么灾害现场在经过无人机摄影设备拍摄之后，能够通过电子沙盘俯视图、仰视图、以及360°的旋转角度，观察灾害地区。同时借助计算机在三维影像数据上量取地物的长度、宽度、高度、坡度、面积等。在精确的数据分析中，救援人员就可以计算出灾区滚石可能会下滑的方向以及速度，对次生灾害有了一定的预警。同时救援人员可以借助详实的信息制定灾后重建方案，避免亲自现场调查所带来的危害。

3 结论

[1].红鹏微型无人机倾斜摄影系统在应急救灾中的应用 [J].安全,2015,01:63.

[2]王建雄.无人飞艇低空摄影测量关键技术研究及大比例尺地形成图实践 [D].长安大学,2011.

[3]李婷.无人机影像拼接关键技术研究 [D].中国矿业大学,2014.

[4]刘刚,许宏健,马海涛,朱敏.无人机航测系统在应急服务保障中的应用与前景 [J].测绘与空间地理信息,2011,04:177-179.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-191-1