無人機傾斜攝影在農(nóng)村地籍調(diào)查中的應(yīng)用

李奇峰

摘要：當(dāng)前階段，國家正在大力開展農(nóng)村地籍調(diào)查項目，但在進行全野外調(diào)繪時有很多因素影響實際作業(yè)的進度，如天氣、當(dāng)?shù)卮迕耖L期外出等。注意到當(dāng)前無人機航測技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，而無人機航測的一些相關(guān)特點也逐漸廣為人知，如作業(yè)效率高、精度高、成本低、受天氣因素影響小等，將無人機應(yīng)用到農(nóng)村地籍調(diào)查中能夠起到很好的效果?；诖耍恼戮蜔o人機傾斜攝影在農(nóng)村地籍調(diào)查中的應(yīng)用展開論述。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村地籍調(diào)查；無人機傾斜攝影；應(yīng)用

引言

當(dāng)前階段，無人機航測技術(shù)廣泛應(yīng)用于小范圍的1：1000和1：2000大比例尺的高精度地形測量中。而對于精度要求為1：500的農(nóng)村地籍調(diào)查項目，無人機航測技術(shù)是否可行，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有過一些相關(guān)的探究。目前結(jié)合一些相關(guān)的前人探究以及南方測繪的相關(guān)技術(shù)，本文提出了使用無人機傾斜攝影技術(shù)通過構(gòu)建三維模型的方法來做農(nóng)村地籍調(diào)查，并對其精度進行了驗證。

1無人機傾斜攝影原理

無人機傾斜攝影技術(shù)是通過在無人機飛行平臺上搭載多臺數(shù)碼相機，同時從垂直和傾斜多個不同的角度采集高分辨率影像，一般常用的是五鏡頭傾斜攝影系統(tǒng)，結(jié)合無人飛行平臺搭載的GPS/IMU系統(tǒng)獲取POS數(shù)據(jù)和像控點數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關(guān)軟件處理數(shù)字表面模型、數(shù)字正攝影像和三維模型。

2無人機傾斜攝影測量的優(yōu)點

2.1精確性

利用無人機傾斜攝影測量技術(shù)來對地面上的物體進行測量的過程中，其具體的位置高度以及整體外觀等數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確顯示出來，營造相對較強的真實感。與傳統(tǒng)的人工模型相比，利用無人機傾斜攝影測量技術(shù)開展設(shè)計工作時，其仿真度更高，工作效率也能得到保證。

2.2低成本性

傳統(tǒng)城市三維建模工作開展過程中，除了要對地面物體進行測量之外，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際標(biāo)準(zhǔn)等對其各項數(shù)據(jù)進行修改，需要多次利用測量設(shè)備來開展測量工作，同時還需要大量的人力對測量結(jié)果進行校準(zhǔn)。出現(xiàn)問題時，還需要進行再次測量以獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，這就導(dǎo)致在此過程中產(chǎn)生了大量的時間、人力和物力成本支出，其最終的測量結(jié)果等還不能得到保證，無形中提高了三維建模的整體成本。利用無人機傾斜攝影技術(shù)可以有效完成空間測量和數(shù)據(jù)成像等要求，及時將規(guī)范性數(shù)據(jù)輸出來，還能在原有技術(shù)要求的基礎(chǔ)上獲得更多不同類型的數(shù)據(jù)信息，方便后續(xù)三維建模工作以合理方式開展，這明顯降低了建設(shè)過程測量設(shè)計過程中的成本支出，性價比相對較高。

2.3高效率性

無人機傾斜攝影測量技術(shù)是順應(yīng)時代發(fā)展出現(xiàn)的新的科學(xué)的測量技術(shù)，利用該技術(shù)開展攝影測量工作，可以及時完成城市的三維建模。在此過程中還會對相關(guān)數(shù)據(jù)進行必要的調(diào)整，與傳統(tǒng)方法的相比，其工作速度和效率得到明顯提高，建模耗費的周期大大縮短，可以及時推動后續(xù)各項工作以合理方式開展。

3無人機傾斜攝影測量技術(shù)

3.1多視影像聯(lián)合平差

無人機傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用過程中使用了新的多視影像聯(lián)合平差技術(shù)，可以有效解決傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理方面的不靈敏等問題，以合理方式處理影像之間的遮擋關(guān)系，及時確定合理的連接點和連接線等，提高了成像結(jié)果的準(zhǔn)確度。

3.2多視影像密集匹配

無人機傾斜攝影測量技術(shù)在應(yīng)用過程中使用了多式影像密集匹配技術(shù)，該類技術(shù)可以有效提高攝影測量的分辨率，其覆蓋的面積范圍也明顯增大。在利用該技術(shù)開展匹配的過程中，可以及時對各類多余的信息進行研究，通過明確坐標(biāo)點的位置，可以獲取地面物體的準(zhǔn)確三維信息。通過多元影像密集匹配技術(shù)，可以利用建筑物的側(cè)面等來提取各類信息，建筑物的邊緣信息和文理信息等也可以被充分利用起來，繼而形成相對完善的二維數(shù)據(jù)，通過該技術(shù)將其轉(zhuǎn)變?yōu)槿S數(shù)據(jù)，建筑物的高度和輪廓信息等可以及時提取出來。

4農(nóng)村地籍調(diào)查的要求

農(nóng)村地籍調(diào)查的地籍調(diào)查規(guī)程中規(guī)定，對于土地使用權(quán)調(diào)查的基本比例尺為1：500。因為農(nóng)村地籍調(diào)查的內(nèi)容涉及到土地問題，關(guān)系到農(nóng)民的切身利益，故而要求精度相對于一般的1：500地形圖測量要高。農(nóng)村地籍調(diào)查主要調(diào)繪宗地的位置面積，權(quán)利人信息等。在傳統(tǒng)的農(nóng)村地籍調(diào)查項目中對宗地界址點測量的作業(yè)方法分兩種，分別是解析法和圖解法。

解析法是采用全野外測量技術(shù)獲取界址點坐標(biāo)和界址點間距的方法，要求明顯界址點相對于臨近控制點的點位中誤差控制在5cm內(nèi)，要求相鄰界址點的間距誤差控制在10cm內(nèi)，對于隱蔽界址點的點位中誤差和允許誤差要求則放寬到7.5cm和15cm。

圖解法是指通過數(shù)字?jǐn)z影測量加密或正射影像圖或其他已有資料獲取界址點坐標(biāo)和界址點間距的方法，其要求的界址點相對于臨近控制點的點位誤差、相鄰界址點的間距誤差以及界址點相對于臨近地物點的間距誤差都控制在圖上中誤差0.3mm內(nèi)，即1：500比例尺界址點相對于臨近控制點的點位誤差、相鄰界址點的間距誤差以及界址點相對于臨近地物點的間距誤差均是實地15cm。

5無人機航測應(yīng)用于農(nóng)村地籍調(diào)查

此次主要采用的是無人機傾斜攝影技術(shù)，因此如果相機無法拍攝到的地物精度就會存在損失，如樹林遮擋下的房屋等。一般而言，在農(nóng)村地區(qū)這種情況總體會占20%左右，要解決這種情況就需要實測修正檢驗，此處不予討論研究。本次整體作業(yè)的思路是：選取開平市某村進行完整的無人機傾斜攝影，進行空中三角測量、構(gòu)建三維模型后，采集房屋界址點，完成圖解法成圖；隨后，再進行一次同坐標(biāo)系統(tǒng)下全野外調(diào)繪成圖，以實測為準(zhǔn)，兩者進行精度對比驗證。

此次，無人機航測技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村地籍調(diào)查的技術(shù)流程如圖1。

具體的作業(yè)過程是：在確定好測區(qū)位置及大小后，室內(nèi)規(guī)劃設(shè)計航線。到達測區(qū)布設(shè)并測量地面控制點后，ZR66B六旋翼無人機搭載兩鏡頭相機進行外業(yè)航飛，并且整理飛機的POS數(shù)據(jù)，控制點數(shù)據(jù)等。內(nèi)業(yè)對航飛數(shù)據(jù)的影像數(shù)據(jù)進行勻光勻色、對POS數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換等預(yù)處理，最后進行空三加密以及傾斜三維自動化建模。

根據(jù)構(gòu)建得到的三維模型采集房屋界址點等數(shù)據(jù)，對于存在遮擋導(dǎo)致精度損失的房屋做重點調(diào)繪標(biāo)記然后外業(yè)調(diào)繪補調(diào)。同時實測測量一遍測區(qū)的實際房屋界址點數(shù)據(jù)，剔除內(nèi)業(yè)重點調(diào)繪標(biāo)記點的房屋后，檢驗數(shù)據(jù)的精度。

結(jié)語

無人機航測技術(shù)與實際野外調(diào)繪相互結(jié)合的方式能夠加快實際的農(nóng)村地籍調(diào)查的項目進度。無人機航測一次外業(yè)飛行，然后轉(zhuǎn)為內(nèi)業(yè)處理，可節(jié)省大量的因天氣等因素造成的作業(yè)時間；同時，基于計算機的自動化建模技術(shù)能夠節(jié)省大量的人力成本，該方法具備一定的推廣價值。

參考文獻

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（作者單位：鹿邑縣自然資源局）