摘要：本文基于无人机航空摄影测量技术，对城市中灾害发生后的快速响应方案、数据处理与分析、生成成果产品及决策支持等城市应急测绘实施方案进行了详细讲解，分析出无人机航测技术在灾后损害评估、资源调配、热点监测、火源定位、污染源监测、灾后重建规划等多个方面的应用，为政府应急管理工作的有效开展提供了强有力的科学支撑。

关键词：无人机航测技术城市应急测绘政府应急管理

1引言

现如今，自然灾害、事故灾难和突发公共安全事件频发，对城市基础设施和社会秩序构成严峻挑战，也对城市居民生命财产安全构成严重威胁。在紧急情况下，如何快速有效地应对是城市应急管理的主要内容[1]，应急测绘作为快速获取高精度地理空间信息的技术手段，在城市应急管理中发挥着越来越重要的作用。

近年来，随着无人机技术的飞速发展，无人机航测技术作为现代测绘技术的重要组成部分，具备了高效、灵活、精度高等特点。在城市应急测绘中，无人机航测技术不仅可以快速获取灾区高分辨率图像数据，还可以实现多角度、多维度的信息采集，为应急响应提供及时、准确的地理信息支持。它广泛应用于城市灾害应急响应、灾害评估等领域[2-5]，提高了城市应急响应的速度、准确性和效率，减轻了灾害的影响，具有重要的现实意义。

2无人机航测技术的发展

2.1 初期发展阶段

军事需求带动了无人机技术的发展，无人机航测技术由此得以发展。但无人机的早期应用主要集中在军事检查、攻击等领域，尚未涉及民用领域的测绘应用。随着航空电子技术的进步，从20世纪60年代开始，无人机逐步应用于测绘领域，成为一种新型的测绘平台。

2.2 技术突破与创新

随着航空电子技术、材料科学、通信技术的不断进步，无人机航测技术不断取得突破。航空传感器的发展使无人机能够携带各种高精度遥感设备，如高分辨率相机、激光雷达、多光谱传感器等，实现多源数据的获取。同时，全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）的广泛应用，提高了无人机的定位精度和飞行稳定性，为航测数据的准确获取提供了保障。

2.3 民用领域的拓展

此后，无人机航测技术开始在民用领域得到广泛应用。除了传统的地理调查和土地规划外，无人机航测技术还应用于城市规划、环境监测、资源调查等多个领域。在城市规划中，无人机航测技术可以快速获取城市地貌、道路网络、建筑分布等信息，为城市规划提供详实的数据支持。无人机航测技术可以快速、准确地监测污染源，提高环境监测的效率和准确性。在资源调查中，无人机航测技术可以获取森林、水体、矿产等资源的空间信息，为资源管理和利用提供科学依据。2.4 持续创新与未来趋势

目前，无人机航测技术仍在不断创新和发展。首先，随着人工智能和深度学习技术的不断成熟，无人机航测技术在数据处理和分析方面将更加智能化，实现图像识别和地理信息提取的自动化。其次，垂直起降无人机（VTOLUAV）、固定翼无人机（Fixed-Wing UAV）等新型无人机逐渐在航测领域得到应用，极大地拓展了无人机航测技术的应用领域。

3 研究现状

3.1传统测绘方法的局限性

随着城市化进程的加快和气候变化引发的极端天气事件的频繁发生，城市灾害（包括洪水、地震、火灾等）发生的频率和范围逐渐扩大。在这种情况下，对城市应急测绘的需求不断增加。城市应急测绘需要在灾害发生后快速获取灾区地理信息数据，以指导救援工作、评估灾情、规划应急路线。但传统的城市地图制作耗时长，且受天气、光照等自然因素的限制，难以满足突发灾害的需要。此外，传统的测量方法通常需要人工操作，效率低下，难以满足大尺度、高精度地图制作的需求。

3.2 无人机航测技术的应用

近年来，无人机航测技术在城市应急测绘中得到了广泛应用。无人机航测技术具有响应快、分辨率高、灵活性强等特点，可以在短时间内获得高质量的图像数据。利用无人机航测技术，可以快速获取受灾地区的图像数据，并在灾害发生后提供详细的地理数据支持。许多研究和救援机构在城市应急测绘领域进行了深入的研究。他们多次将无人机航测技术应用于实际的紧急情况。2008年曾涛[6]等利用无人机获取汶川地区多源高分辨率航空遥感数据，实现了灾后地质灾害信息的快速提取，快速确定了地质灾害体的空间位置。2014年，杨娟[7]等利用旋翼无人机完成了三峡库区74个灾情点的航拍任务，为灾情评估等工作提供了重要依据。

4 原理与设备

4.1 基本原理

无人机航测技术的基本原理是利用安装在无人机上的遥感传感器，通过航拍获取地表信息。遥感传感器包括高分辨率相机、激光雷达、红外相机等。当无人机飞行时，这些传感器不断收集地面图像或点云数据。利用无人机的飞行轨迹、航向、高度等信息，结合传感器采集的数据，可以生成高精度的地面图像或三维模型。

4.2 无人机航测的关键设备

4.2.1 高分辨率相机

高分辨率相机通常具有较大的传感器尺寸和高像素，能够捕获详细的图像。这些相机通常配备有机械快门和镜头，以确保在高速飞行中图像稳定。高分辨率摄像机可用于用于城市地物的识别、建筑物的立面分析等。

4.2.2 激光雷达

激光雷达是一种能够快速获取地面三维坐标信息的有源传感器。无人机携带的激光雷达测量激光束所花费的时间，由此计算出的坐标是地面上的点。激光雷达广泛应用于建筑物和地形的三维建模，对城市规划和灾害评估具有重要意义。 4.2.3 红外相机

红外摄像机可以捕捉地面上的红外辐射，反映目标的温度分布。在城市应急测绘中，红外摄像机通常用于火灾后的热点探测和人员搜救。通过红外成像，可以快速定位火源，识别受灾人员，并为救援工作提供及时的信息。

4.2.4 全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）

GPS系统用于确定无人机的位置，并提供经度、纬度、高度等信息。惯性导航系统与GPS结合使用，可以测量无人机的加速度和角速度，提供飞行速度、航向和姿态等信息，这些数据对于飞行控制和图像数据的精确定位至关重要。

4.3 工作流程

无人机航测技术的工作流程通常包括任务规划、获取飞行数据、处理分析数据等步骤，以及成果产品的生成。在任务规划阶段，需要确定飞行区域、航线设计、飞行高度等参数。在飞行数据获取阶段，无人机搭载传感器进行航拍或激光雷达扫描，获取地面数据。在数据处理和分析阶段，对采集的数据进行校正、配准、拼接，利用各种算法提取地物信息。最后，在生成成果产品阶段，制作城市地图、三维模型等输出产品，为城市管理和应急响应提供决策支持。

5城市应急测绘实施方案

5.1 灾害发生后的快速响应计划

灾害发生后，要在最短时间内组织无人机航测任务，需要预先制定响应计划，包括确定应急测绘的区域范围、关键基础设施和人员聚集区域。同时，明确无人机的起飞点、飞行高度和飞行路径，确保航测数据的全面性和准确性。无人驾驶飞机配备了高分辨率照相机、激光雷达和红外照相机，迅速开展工作。根据响应计划，在事发区域周边或受灾区域内依次进行航测任务。无人机的飞行安全要有保障，以避免在飞行过程中与其他飞行器或地面障碍物发生碰撞。同时，航测资料实时传输，从而保证资料的时效性。

5.2 数据处理与分析

获取的航测数据，要求加工迅速、分析迅速。首先，进行图像配准、拼接和校正，确保生成高质量的地理信息数据。其次，运用图像处理技术，提取受灾地区的建筑物、道路、水体等信息，为应急响应提供详细的地理数据支持。同时，利用激光雷达数据生成高精度地形模型，为模拟和评估城市灾害提供支持。

为保证航测数据的准确，需要进行数据校验和准确度评估。采用地面调查和实地测量的方法，对航测数据进行验证，以确保图像中物体的准确性和位置精度。同时，运用精度评估指标，对航测数据的精度进行评估，确保获取的地理信息数据符合应急管理的要求和标准。

5.3生成成果产品与决策支持

基于处理和验证后的数据，生成应急测绘的成果产品，例如高分辨率地图、受灾区域的三维模型、热点分布图等。这些产品为救援行动、灾害评估、城市规划等提供决策支持。同时，及时将成果产品提供给相关部门，加强信息共享，提高应急响应的效率和精度。

在实施方案执行完毕后，及时总结经验，收集用户反馈，评估实施效果。根据实际应急响应过程中的问题和挑战，进行方案的持续改进，如提高数据采集的效率、改进数据处理的精度、优化航测路径的设计等，以提高城市应急测绘的整体响应能力。

6 无人机航测技术的应用

6.1灾后损失评估和灾害监测

无人机航测技术可以快速获取灾区高分辨率图像和地形地貌数据。通过对这些数据的分析，可以进行灾后损害评估，确定建筑物、道路、桥梁等受损情况，帮助救援人员了解灾情，指导救援恢复工作的重点和方向。

6.2应急资源配置和救援路线规划

利用无人机获取的地理信息数据，可以帮助政府部门准确分配应急资源。根据受灾地区道路、建筑物的分布情况，规划最佳救援路线，提高救援效率。同时，还可以对人口密度、居民分布等信息进行分析，为救援人员进行搜救提供参考。

6.3热点区域监测和火源定位

在火灾等灾难事件中，无人机航测技术可以使用红外摄像机快速捕获热点信息，并帮助确定火源的位置。这对及时救援和预测火势蔓延至关重要。通过连续航测，可以监测火源变化，指导消防行动，提高消防效能。

6.4污染源监测与环境保护

在化学品泄漏、工业污染等环境灾害中，无人机航测技术可以快速获取受灾地区的图像和光谱数据。这些数据可用于监测污染物的扩散范围，预测可能受影响的区域，协助有关部门制定应急防护措施，降低环境污染程度。

6.5灾后重建规划和土地利用规划

灾害发生后，城市改造规划至关重要。无人机航测技术可以为规划灾区重建提供高分辨率图像和三维模型。同时，结合土地利用规划，对受灾地区的适宜性进行评价，合理布置各种建筑、道路、绿地等，提高城市的抗灾能力。

6.6遥感影像与GIS技术的结合

通过将无人机航测获得的遥感图像与地理信息系统（GIS）相结合，可以实现更加智能化的城市应急测绘。GIS技术可以帮助管理者在空间上对无人机航测数据进行分析和叠加，生成更丰富的信息层，为城市应急决策提供更详细、准确的空间信息。

7结论

随着无人机智能化水平的不断提高，以及人工智能和大数据技术的不断发展，数据处理算法将更加高效，城市应急调查的响应速度和准确性也将进一步提高。目前，多源数据融合、机器学习算法应用等研究方向为城市应急测绘技术的发展提供了更多可能。因此，政府应加大对无人机航测技术研究和应用的支持力度，推动相关部门建立和完善数据共享机制，从而提高应急响应效率，为政府应急管理能力的提升提供有效支撑。

参考文献

[1] 田 茜 . 浅谈 GIS 在 城 市 应 急 管 理 系 统 中 的 应 用 [J]. 科 学 技 术 创 新 ，2018（3）：179-180.

[2] 刘刚， 徐宏健， 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， 34（4）：177-179.

[3] 尹鹏飞， 尹球， 陈兴峰，等. 无人机航测遥感技术在震后灾情调查中的应用[J]. 激光与光电学进展， 2010， 47（11）： 130-134.

[4] 雷添杰， 李长春， 何孝莹. 无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用[J]. 自然灾害学报，2011， 20（1）： 178-183.

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[6] 曾涛， 杨武年， 简季. 无人机低空遥感影像处理在汶川地震地质灾害信息快速勘测中的应用[J]. 测绘科学， 2009， 34（增刊）：64-65，55.