景观设计中航空模型应用探究

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1、景观设计中航空模型应用探究摘要本文利用四旋翼航模搭载GPS,高度气压计，红外测距和高分辨率摄像头等仪器对该地形进行点对点测量，四旋翼经多次起飞，连续测量，扩大了测绘区域，分块完成了较为精细的地面测绘。利用四旋翼的飞行稳定性，能够多角度采集小尺度空间地形图。最终将航测数据处理得到该地形三维图，利用图片拼接技术把航拍影像资料做成该地形的顶视图。关键词航测；景观设计；四旋翼航空飞行器中图分类号TU-856文献标识码A文章编号1674-6708(2013)83-0119-03景观设计学(LandscapeArchitecture)是一个泊来名词，它所研究的内容是关于如何安排土地及土地上的物

2、体和空问，是一门创造安全、高效、健康、舒适的环境的科学和艺术。今天的景观设计学虽然是在中国传统的园林设计理论和西方的花园设计和风景园设计理论的基础上发展而来的，但针对目前人类生存和发展对环境呈现的诸多现实问题，景观设计学研究的内容涵盖越来越广泛，形成全新的多学科交叉的知识体系。景观设计运用这些综合的知识体系完成对人类生存环境的科学的艺术的改造。设计人员为了全面了解工程用地的基本情况，需要使用地形图，从而为景观设计提供依据。以往人们常使用人工测量，如使用经纬仪、测距仪和钢尺等常规仪器进行测量，这种测量方法耗时耗力，效率较低［1］。所以亟需找到一种方便快捷的方法为景观设计提供工程用地的

3、基本情况。现在的航模拍摄已初具规模，其在考古、影视拍摄、古城复原等方面都有一定的应用，而且成本低廉。目前，小型数码航空摄影技术十分成熟，已广泛用于土地利用动态监测、矿产资源勘探、地质环境与灾害勘察、海洋资源与环境监测、地形图更新、林业草场监测以及农业、水利、电力、交通、公安、军事等领域［1］。surfer软件具有的强大插值功能和绘制图片能力，使它成为用来处理XYZ数据的首选软件，是地质工作者必备的专业成图软件。如今surfer软件在工程、地质、矿业等方面有成功应用。但在景观设计方面还没发现实例。1数据的采集与处理1.1数据的采集在一块长约150m,宽约50m,并有5m左右高低起伏的

4、场地（没有树木）进行数据采集。利用四旋翼航模搭载GPS和高度气压计，红外测距仪对该地形进行点对点测量。手动打开GPS时和接通气压计开始计时，四旋翼垂直起飞后到一定高度悬停，通过地面操控人员控制舵机，发出指令获得第一个红外测距得到的相对高度的数据，同时一边的记录人员记录下该时刻经过的时间，航模操控者通过图传设备依据肉眼的判定，约每隔5m测得一个数据，同时一边的记录人员记录下该时刻经过的时间，供获得约300个数据。1.2数据的处理完成一次全部的采集后，把GPS中的数据导入电脑，把红外测距仪中储存的数据导出，由于GPS是每隔一秒记录数据，所以经过人工核对时间，过滤掉GPS中多余的时间所对

5、应的绝对高度的数据。H绝对-H相对二H地形1.3仪器的参数（1）内置GPS天线；（2）内置SiRFStarlll低功率高效能芯片；（3）GPS接收式：20个频道完整检视追踪；（4）可预设记录间隔：lmirT60inin；（5）内置闪存，最多可记录65000个航点；（6）内置230mAh可充式锂电池（若记录间隔设为15s/点，最多可连续使用约30小时）经试验结果由于GPS本身存在的误差，一般在十米左右,使测得的绝对高度不精确，从而导致利用公式得到的地形绝对高度不准确。针对此问题我们试图用气压计测绝对高度解决，但是由于旋翼机悬停时周围空气被旋翼扰动，致使空气密度与空气静止时密度有差异，

6、从而导致测得的数据同样不精确，有时甚至在海平面以下。针对此情况，经我和航模队员多次讨论后，决定把气压计藏于四旋翼的壳体内，由于旋翼离中间壳体距离较远并且处于一个相对封闭的空间，从而避开了气流对气压计的影响。2.2仪器的安装、场地的选折与数据采集方案的确定1）仪器的安装为使航模便于控制，红外测距仪和GPS尽量装在在四旋翼的重心（近似认为中心）附近。2）地址的选取因实验的需要，以略有高低起伏加〜5m的地形为宜，100X50m2,没有树木遮挡的开阔地带。由于航模飞行对过路行人存在一定的安全隐患，直升机、数据采集系统的仪器笨重、庞大，携带不是很方便的特点，所以以人口稀少并且离学校近的地点为

7、实验区最好。2.3实验采取数据方案的确定为了方便数据的筛选与处理，航线采取棋盘式网格路线，在网格的每一个节点处附近采取，横向16组，纵向10组，共160组数据。1）由于红外测距仪和航模电池的限制，得分批飞行采集数据；2）由于实时图传设备能很好的为航模操纵者提供地貌鸟瞰图，航模操纵者只需站在场地外即可很好的控制飞行；3）为了便于下次起飞点的估测，以来回两条纵向航线为一次飞行轨迹，即每次飞行可测量20个点，即携带20组数据飞回并被记录。3实验的成果与运用价值的讨论早在文艺