傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用研究

楊躍文，戚國香，蔣志強(qiáng)

（江蘇省工程勘測研究院有限責(zé)任公司，江蘇揚(yáng)州225000）

1 引言

地籍測繪地形圖的制圖方法很多，但傳統(tǒng)的制圖方法相對(duì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，難以滿足當(dāng)前制圖市場的需求。近年來，在國際測繪遙感領(lǐng)域發(fā)展中，傾斜攝影技術(shù)不斷創(chuàng)新，在一定程度上，顛覆了傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)，完善了正交和傾斜圖像。它通過在同一個(gè)飛行平臺(tái)上攜帶多個(gè)傳感器，同時(shí)從不同角度（如垂直和傾斜）獲取圖像，從而獲得更完整和準(zhǔn)確的地面物體信息，傾斜攝影測量技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地獲得一定精度的大規(guī)模地形，這是當(dāng)前測繪地理信息產(chǎn)業(yè)中較多討論的一個(gè)課題[1]。

2 地籍測量和測繪技術(shù)概述

2.1 地籍測量

地籍測量主要以地塊為基礎(chǔ)，根據(jù)不同的要求，會(huì)分為很多類別，同時(shí)也具有不同地籍表示方法。例如，相關(guān)人員要結(jié)合實(shí)際任務(wù)，對(duì)日常地籍進(jìn)行分析，在發(fā)展階段，可以分為稅收地籍、財(cái)產(chǎn)地籍等。要是根據(jù)不同特點(diǎn)分析，可以分為農(nóng)村地籍和城市地籍。地籍測量主要是采用測繪技術(shù)，獲取地籍信息，保證地籍信息的準(zhǔn)確性，建立完善的地籍檔案，對(duì)地籍進(jìn)行綜合管理。

2.2 測繪

測繪技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域特別廣泛，主要是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)等，對(duì)地形進(jìn)行測量，將設(shè)計(jì)圖上的特征信息轉(zhuǎn)化為一種特定的圖形。該技術(shù)的主要核心是遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)。在應(yīng)用的同時(shí)，還需要對(duì)各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新和完善。近幾年，測繪技術(shù)已經(jīng)成為地籍測量工作中不可缺少的測量技術(shù)，為土地資源規(guī)劃和整體戰(zhàn)略發(fā)展提供科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考[2]。

3 傾斜攝影測量技術(shù)

3.1 獲取數(shù)據(jù)

傾斜圖像數(shù)據(jù)采集是在同一個(gè)飛行平臺(tái)上攜帶多個(gè)傳感器（通常為5臺(tái)攝像機(jī)或5鏡頭攝像機(jī)），同時(shí)從不同角度采集地面物體和地貌的垂直和傾斜圖像及位置信息。與地面垂直拍攝的圖像被稱為正圖像，鏡頭與地面成一定角度拍攝的圖像被稱為傾斜圖像。

3.2 密集匹配

傾斜影像技術(shù)與傳統(tǒng)攝影技術(shù)相比，傾斜攝影測量技術(shù)，會(huì)引起地面物體幾何變形和分辨率的變化。因此，匹配工作很難完成。為了更好地使用傾斜攝影方法并解決相關(guān)問題，提出了密集匹配技術(shù)。該技術(shù)比以往傳統(tǒng)的攝影測量方法更方便，對(duì)物體的描述更加清晰準(zhǔn)確，更適合當(dāng)前的地理信息獲取方式，可以進(jìn)一步促進(jìn)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

4 在地籍測量工作中現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用措施

4.1 采集地形數(shù)據(jù)

在一定的勘測區(qū)域，無人機(jī)的航線是按照南北方向規(guī)劃的。航線重疊率為70%，側(cè)重疊率為65%，無人機(jī)高度為350m，地面分辨率為0.0414m，該區(qū)域航線數(shù)量為384條。深入分析攝像區(qū)域的情況，明確其空域?qū)徟?，根?jù)航拍區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行合理規(guī)劃，確保數(shù)據(jù)采集工作的順利實(shí)施。著陸點(diǎn)的選擇應(yīng)保證其平穩(wěn)性，并科學(xué)計(jì)算其高度和分辨率。在充分準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行航空攝影，并嚴(yán)格檢查現(xiàn)場質(zhì)量。差分全球定位系統(tǒng)解決方案完成后，應(yīng)再次檢查，以確保所有數(shù)據(jù)正確無誤，航空攝影結(jié)果應(yīng)按照流程進(jìn)行有效整理和提交。

4.2 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)中的全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)，是基于衛(wèi)星信號(hào)能夠達(dá)到的搜索水平，來提高整體服務(wù)水平的一項(xiàng)具體技術(shù)。它覆蓋面廣，甚至覆蓋全球，以傳輸速度快而聞名，而且操作非常方便和簡單。全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)在地籍測量工作中，也有相當(dāng)突出的表現(xiàn)。一方面，它可以與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)和數(shù)字地圖技術(shù)相結(jié)合，并輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，方便工作人員在各個(gè)地方實(shí)時(shí)編輯采集的圖片。另一方面，它可以與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)、掌上電腦和全站儀相結(jié)合，集成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖片的采集、定位和排序。它還可以在多個(gè)地理位置和區(qū)域進(jìn)行全面而準(zhǔn)確的測量。它可以看作是現(xiàn)代測繪技術(shù)在地籍測量中的具體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了全面的技術(shù)集成、廣泛的采集和精度的全面提高。

4.3 內(nèi)業(yè)掃描數(shù)字化測量

該技術(shù)與其他測量技術(shù)相比較，數(shù)字化行業(yè)內(nèi)掃描技術(shù)應(yīng)用在地籍測量工作中，能夠有效提高采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，保證測量數(shù)據(jù)更加安全可靠。內(nèi)掃描技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的軟件，對(duì)地籍?dāng)?shù)據(jù)等進(jìn)行采集，最后結(jié)合地質(zhì)地圖坐標(biāo)信息相結(jié)合，然后進(jìn)行整合和分析，科學(xué)操作，才能保證最后獲得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。但是實(shí)際應(yīng)用中，該技術(shù)能夠根據(jù)地籍圖紙和其他信息，對(duì)實(shí)際路線和城市分布等數(shù)據(jù)信息及時(shí)更新，從而有效地提高測量區(qū)域信息更新的效率。

4.4 野外數(shù)字化測繪技術(shù)

在野外數(shù)字測繪技術(shù)的基礎(chǔ)上，需要注意3方面的情況：測量、確權(quán)和編制。地籍測量過程中，不僅要嚴(yán)格按照所有測繪規(guī)范進(jìn)行具體操作，還要合理有效地將測繪工具和儀器應(yīng)用到工作中，最終實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，可靠地測量目標(biāo)，交替分析這些內(nèi)容，相互結(jié)合，對(duì)豐富數(shù)據(jù)形式起到了很大的作用，能夠充分滿足相關(guān)部門的需求，提供良好的測繪產(chǎn)品[3]。

4.5 構(gòu)建三維模型

三維模型的構(gòu)建是傾斜攝影測量應(yīng)用于大比例尺地形制圖的關(guān)鍵步驟。在具體測繪過程中，智能三維捕捉數(shù)據(jù)處理模塊和圖形計(jì)算單元主要用于進(jìn)行三維場景信息的快速計(jì)算。同時(shí)，利用激光點(diǎn)云掃描系統(tǒng)和定位定向系統(tǒng)獲得準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)和簡單的連續(xù)圖像地圖。然后，從這些連續(xù)的圖像地圖中生成真實(shí)的三維場景模型，為地形圖繪制提供重要的參考信息。智能三維捕捉操作用于基于實(shí)像生成超高密度點(diǎn)云，然后生成基于實(shí)像紋理的高分辨率現(xiàn)實(shí)世界三維模型。這樣可以更有效、更準(zhǔn)確地繪制地形圖。基于傾斜攝影測量技術(shù)，真實(shí)3D模型的主要工作流程是：新建、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、控制點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、空間三加密、優(yōu)化調(diào)整、提交重建任務(wù)和提交結(jié)果。

4.6 傾斜攝影術(shù)三角測量方法

測繪大比例尺地形圖時(shí)，地形、氣候等因素會(huì)在一定程度上影響測繪精度和測繪質(zhì)量。因此，測繪地形圖前，工作人員應(yīng)做好勘探、分析和考慮工作。如果在映射過程中充分考慮圖像之間的遮擋關(guān)系和幾何變形關(guān)系，可能會(huì)影響映射精度，那么在具體的映射過程中應(yīng)該采用三角剖分方法和多視圖圖像聯(lián)合調(diào)整，從而為映射工作提供更全面的多視圖影響外方位元素，提高映射精度。另外，為了進(jìn)一步提高匹配效果的可靠性和準(zhǔn)確性，可以建立誤差方程，通過聯(lián)合求解提高調(diào)整結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而為地形圖繪制提供更加真實(shí)準(zhǔn)確的參考信息。

5 結(jié)語

總而言之，現(xiàn)代測繪技術(shù)，尤其是數(shù)據(jù)化測繪技術(shù)應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，從而有效提高地籍測量工作的效果以及質(zhì)量。同時(shí)，現(xiàn)代測繪技術(shù)能夠降低工作難度，減少結(jié)果差異性，有效保證測量準(zhǔn)確性和真實(shí)性等。我國在以后發(fā)展中，需要對(duì)測繪技術(shù)進(jìn)行更新和完善，從而進(jìn)一步促進(jìn)地籍測量工程的發(fā)展。