無人機(jī)攝影測量技術(shù)在土地整治項(xiàng)目中的應(yīng)用探究

張 磊 臨沂市土地整理中心

1 前言

隨著我國科技水平的不斷提高，無人機(jī)攝影技術(shù)也越來越成熟。與此同時(shí)，隨著我國經(jīng)濟(jì)形勢不斷發(fā)展，為保障18億畝紅線，土地綜合整治已經(jīng)在越來越大的范圍內(nèi)鋪開，土地綜合整治的方法也越來越多樣，其對于國家城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大推動作用越來越突出。對此，文章主要分析了無人機(jī)攝影測量在土地綜合整治方面的具體應(yīng)用。

2 無人機(jī)攝影測量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 攝影得到的影像分辨率更高

在土地整治項(xiàng)目中使用無人機(jī)攝影測量技術(shù)，可以充分整合處理取得的影像數(shù)據(jù)而不會干擾到攝影機(jī)的攝取工作。目前，無人機(jī)上配備的專業(yè)攝像機(jī)的圖像分辨率有了較大范圍的提升，在使用無人機(jī)進(jìn)行低空攝影過程中，一些地面上的高層建筑業(yè)不會對無人機(jī)拍攝獲取影像資料產(chǎn)生負(fù)面干擾，可以有效提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，使用無人機(jī)進(jìn)行低空攝影可以在不同角度拍攝建筑物紋路，大大擴(kuò)展了土地整治項(xiàng)目工作的應(yīng)用范圍。

2.2 更加簡單的攝影操作

無人機(jī)攝影測量技術(shù)相較于其他的測繪技術(shù)來說，不需要測量人員具備特別高的專業(yè)技術(shù)水平，因?yàn)闊o人機(jī)攝影系統(tǒng)具有容易操控的優(yōu)點(diǎn)，因此只要熟練掌握操控的人群都可以從事這項(xiàng)工作。另外，在土地整治項(xiàng)目使用無人機(jī)攝像技術(shù)相較于傳統(tǒng)的人工測繪而言，可以大大降低人工成本以及其他的一些工程支出。而且無人機(jī)設(shè)備以及系統(tǒng)維護(hù)一般具有完善的售后技術(shù)服務(wù)支持，不具有簡單高效的特點(diǎn)。正是由于無人機(jī)操作簡單、售后完善的特點(diǎn)，可以有效降低測繪人員的工作強(qiáng)度，避免了人為因素導(dǎo)致的測量問題。

2.3 有效提高測繪精度

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人機(jī)裝載的攝像頭性能也在不斷提高，在進(jìn)行土地整治項(xiàng)目也相應(yīng)的提高了數(shù)據(jù)參數(shù)精確度。目前，運(yùn)用無人機(jī)攝影測繪技術(shù)可以將測量參數(shù)精確到亞米級別，完全能滿足正常條件下的測量精度要求。實(shí)際上在城市的測繪工作中，絕大部分土地整治項(xiàng)目都需要大幅提升測繪精度，而傳統(tǒng)人工測繪技術(shù)經(jīng)常達(dá)不到其所需要的精度要求，通過最新研發(fā)的高精度無人機(jī)攝影測量技術(shù)，可以有效提高城市測繪工作的完成質(zhì)量。

2.4 測繪工作更安全

在實(shí)際工作中，無人機(jī)攝影技術(shù)對測量人員的安全更有保障，而且測量人員不需要人工測量和人工挑選，使得該技術(shù)在應(yīng)用過程中的安全性大大提高。隨著使用的安全性，這一技術(shù)具有非常靈活的特性，并且測量的準(zhǔn)確性不受自然因素的限制。在某些應(yīng)用中，環(huán)境和氣候因素在最后測量中沒有誤差。也就是說，即使在山區(qū)和平原上，也可以采取該技術(shù)。

3 無人機(jī)攝影測量技術(shù)在土地整治項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

本次以國內(nèi)某土地整治項(xiàng)目工程為例，為了實(shí)現(xiàn)對其竣工地塊實(shí)際情況的高精度攝影，將低空無人機(jī)作為平臺，利用以近似最近鄰（ANN）匹配算法為基礎(chǔ)的AAgisoftPhotoScan軟件，使航拍攝像的自動拼接有效實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)一步使地塊正射影像圖有效生成，通過添加至衛(wèi)星影像圖當(dāng)中進(jìn)行對比分析，所獲取的結(jié)果即為本土地整治項(xiàng)目工程所需的航攝影像信息數(shù)據(jù)資料?？偨Y(jié)起來，無人機(jī)攝影測量技術(shù)在其中應(yīng)用需掌握的技術(shù)要點(diǎn)如下。

3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)要點(diǎn)

在數(shù)據(jù)采集過程中，首先需做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，即：基于影像數(shù)據(jù)采集之前，結(jié)合工程項(xiàng)目的有關(guān)資料，對測區(qū)竣工范圍線與相關(guān)地物的分布情況加以掌握，進(jìn)一步對地塊實(shí)行踏勘作業(yè)，對拍攝范圍加以掌握，然后對飛行航線進(jìn)行合理規(guī)劃，針對航攝范圍內(nèi)比較高的地物，比如建筑物及高壓線等，需避開；此外，需擇優(yōu)選取低風(fēng)速、光纖良好的氣候環(huán)境進(jìn)行無人機(jī)航拍作業(yè)。由于此次土地整治項(xiàng)目工程選用的是大疆公司的精靈3A機(jī)型作為無人機(jī)平臺，構(gòu)成部分包括：飛行器、云臺相機(jī)以及遙控器等；同時(shí)，配置了iPad、DJIGSProApp軟件。由于所配置的傳感器具備1200萬像素，且具備低畸變廣角相機(jī)及高精度防抖云臺，能夠?qū)?200萬像素的JPEG、無損RAW格式的照片拍攝出來，同時(shí)配置了66W·h的高能量密度智能電池與高效率動力系統(tǒng)，最大平飛速度為16m/s，最高續(xù)航時(shí)間大概為23min。此外，基于無人機(jī)起飛之前，經(jīng)DJIGSPro軟件，對本次飛行航線進(jìn)行設(shè)置，將飛行速度設(shè)置為5m/s，飛行高度設(shè)置為140m，飛行時(shí)間設(shè)置為15min，通過相機(jī)鏡頭垂直拍攝，達(dá)到航向重疊率、旁向重疊率50%；此外，航攝點(diǎn)一共有20個(gè)。

3.2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)要點(diǎn)

針對通過無人機(jī)攝影測量技術(shù)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，需進(jìn)一步進(jìn)行處理，具體處理方法如下：（1）將PhotoScan軟件打開，對“添加堆塊”點(diǎn)擊，然后創(chuàng)建新的項(xiàng)目。（2）添加照片之后，使照片對齊。選擇添加無人機(jī)飛行拍攝，然后將其中的13張航片挑選出來，對“對齊照片”點(diǎn)擊，然后基于窗口中選取適宜的精度，利用軟件對航片坐標(biāo)、高程、飛行姿態(tài)等相關(guān)信息進(jìn)行讀??；進(jìn)一步采取多視圖三維重建技術(shù)，結(jié)合空中三角測量基本原理，使照片自動排列，并實(shí)現(xiàn)對齊處理。（3）使密集點(diǎn)云、網(wǎng)格以及紋理生成。對“生成密集點(diǎn)云”、“生成網(wǎng)格”、“生成紋理”進(jìn)行點(diǎn)擊，然后利用Photo Scan軟件根據(jù)相機(jī)拍攝的位置，對深度信息組成的密集點(diǎn)云進(jìn)行計(jì)算，然后是相對應(yīng)的網(wǎng)格三維模型及紋理模型有效生成。（4）進(jìn)行數(shù)字高程模型及數(shù)字正攝影像模型的構(gòu)建。對“構(gòu)建數(shù)字高程模型”、“構(gòu)建數(shù)字正攝影像模型”點(diǎn)擊，選取WGS84坐標(biāo)系，然后對數(shù)據(jù)來源、像素等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。（5）將相關(guān)成果輸出。通過上述處理流程，選取適宜的分辨率與需要的投影類型，將需要的數(shù)字正射影像模型DOM的tif格式與kmL格式輸出，使數(shù)字正射影像模型相關(guān)成果有效生成。

3.3 結(jié)果分析技術(shù)要點(diǎn)

在結(jié)果分析過程中，針對正射影像圖的kmL格式文件向Googleearth衛(wèi)星圖當(dāng)中添加，與最新影像圖比較，結(jié)果顯示由軟件生成的影像圖分辨率比骨骼衛(wèi)生20級影像圖更高，同時(shí)和現(xiàn)有衛(wèi)星圖基本重合。從中可知，本工程低空無人機(jī)航攝及軟件技術(shù)處理數(shù)據(jù)的分辨率、精度均頗高。此外，結(jié)合Are?GIS軟件、現(xiàn)有工程圖，能夠?qū)Ρ就恋卣喂こ添?xiàng)目相關(guān)水渠、道路、地塊面積涉及的數(shù)據(jù)的計(jì)算，為土地整治規(guī)劃、施工、質(zhì)量監(jiān)測、驗(yàn)收等工作提供必要的數(shù)據(jù)信息支持。

4 結(jié)語

綜上所述，無人機(jī)攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢顯著，可獲取高分辨率及高精度的圖像成果，且自動化程度高、適用范圍廣，可以合理科學(xué)地應(yīng)用到土地整治項(xiàng)目當(dāng)中，進(jìn)行土地整治項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理以及成果分析，獲取土地整治項(xiàng)目所需數(shù)據(jù)信息，為土地整治工程項(xiàng)目工作效率及質(zhì)量的全面提升奠定夯實(shí)的基礎(chǔ)。