無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在地籍測(cè)繪項(xiàng)目中的應(yīng)用探索

郭曉明

（瑞金市自然資源局 江西瑞金 342500）

目前，我國(guó)對(duì)土地管理工作提出了更加嚴(yán)格的要求，而地籍測(cè)繪能夠?yàn)檫@一工作提供豐富的信息數(shù)據(jù)，幫助管理人員做出正確的決策，促進(jìn)土地管理工作質(zhì)量的提升。在地籍測(cè)繪項(xiàng)目的開(kāi)展中，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合工程情況對(duì)其進(jìn)行靈活運(yùn)用，在保證地籍測(cè)繪工作順利進(jìn)行的同時(shí)，進(jìn)一步降低地籍測(cè)繪工作產(chǎn)生的成本，發(fā)揮地籍測(cè)繪項(xiàng)目的整體價(jià)值［1］。通過(guò)深入分析無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在地籍測(cè)繪項(xiàng)目中的應(yīng)用，有利于促進(jìn)地籍測(cè)繪中無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)地籍測(cè)繪工作的不斷改進(jìn)。由此可見(jiàn)，本文圍繞“無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在地籍測(cè)繪項(xiàng)目中的應(yīng)用”進(jìn)行分析研究的價(jià)值意義顯著。

1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的概念、構(gòu)成及特征分析

1.1 概念

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量指的是處于低空無(wú)人機(jī)之上，搭載多鏡頭航攝儀器，基于多個(gè)角度拍攝地面，然后將盲區(qū)少、重疊度高的多角度影像獲取出來(lái)。通常搭載的是非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)，由于獲取的影像易出現(xiàn)畸變問(wèn)題，通常在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，需要針對(duì)影像采取畸變糾正處理。具有而言，在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，需以攝影關(guān)系、像控點(diǎn)為依據(jù)，使影像地物上彼此之間的關(guān)系得到有效恢復(fù)，然后為測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)、測(cè)量提供應(yīng)用服務(wù)。圖1所示為無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量作業(yè)圖。

圖1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量作業(yè)圖

1.2 構(gòu)成

在無(wú)人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)當(dāng)中，主要構(gòu)成部分包括：飛行平臺(tái)、傾斜航攝儀、計(jì)算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)解算軟件等。其中，飛行平臺(tái)可在低空飛行的基礎(chǔ)上，將超高分辨率的原始影像數(shù)據(jù)獲取出來(lái)。傾斜航攝儀在搭載多鏡頭的航攝儀的基礎(chǔ)上，可對(duì)地面影像進(jìn)行多角度、多方位、少盲區(qū)采集。計(jì)算機(jī)硬件指的是由于建模對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求很高，因此，需選用高主頻、大內(nèi)存，且具備圖形渲染功能強(qiáng)的顯卡。此外，數(shù)據(jù)解算軟件指的是傾斜攝影建模軟件，通常使用的包括PIX4D、Context Cap?ture、Photoscan 等。值得注意的是，在無(wú)人機(jī)傾斜攝影建模過(guò)程中，需使用到傾斜攝影建模軟件，然后把航攝影像轉(zhuǎn)換成實(shí)景三維模型?；谲浖\(yùn)行期間，關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)包括：其一，三角測(cè)量；其二，多視影像密集匹配；其三，不規(guī)則三角網(wǎng)優(yōu)化及構(gòu)建等。在整體作業(yè)期間，需在做好飛行前準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，獲取外業(yè)數(shù)據(jù)，然后對(duì)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并進(jìn)行精度測(cè)量等。圖2所示為具體的無(wú)人機(jī)傾斜攝影建模流程圖。

圖2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影建模流程圖

1.3 特征

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)特征較多，具體如下。

1.3.1 高效率

在地籍測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可以利用無(wú)人機(jī)中的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，促進(jìn)測(cè)量工作的高效進(jìn)行。在實(shí)際的測(cè)量活動(dòng)中，能夠針對(duì)目標(biāo)區(qū)域形成5組圖像，使數(shù)據(jù)采集的效率得以有效提升［2］。

1.3.2 真實(shí)性更高

在地籍測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可以將測(cè)量區(qū)域內(nèi)的相關(guān)區(qū)域信息、地理位置等充分反映出來(lái)，且可以與現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)采集技術(shù)相融合，快速獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)技術(shù)手段相比，該技術(shù)在測(cè)量方面體現(xiàn)出更高的真實(shí)性及效率，能夠開(kāi)展立體化的工程測(cè)量，獲得精準(zhǔn)可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)。

1.3.3 高性價(jià)比

在地籍測(cè)繪中無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，能夠獲得具有空間位置屬性的信息數(shù)據(jù)，可以與DLG、DOM、DSM 等各種數(shù)據(jù)傳輸格式相結(jié)合，對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)中數(shù)據(jù)不全面的問(wèn)題進(jìn)行處理，且能夠提取測(cè)量區(qū)域紋理，使數(shù)據(jù)分析建模工作產(chǎn)生的成本得以降低。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量用于地籍測(cè)繪作業(yè)的誤差來(lái)源分析

在地籍測(cè)繪作業(yè)中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)方法，也存在一些誤差問(wèn)題。具體而言，主要誤差來(lái)源如下。

2.1 像片的地面分辨率與影像質(zhì)量

相關(guān)環(huán)節(jié)誤差的出現(xiàn)均與像片的地面分辨率、影像質(zhì)量存在密切關(guān)聯(lián)性。分辨率越高，則影像質(zhì)量越好，判讀刺點(diǎn)越精準(zhǔn)，誤差越低。因此，要想使成圖精度得到有效提升，則需控制像片的地面分辨率與影像的質(zhì)量。

2.2 影像畸變

由于無(wú)人機(jī)航攝使用的通常是非量測(cè)型航攝儀，影像畸變會(huì)從中心朝四周擴(kuò)散，處于邊緣部分，畸形達(dá)到最高狀態(tài)。在對(duì)相機(jī)畸變參數(shù)進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)上，然后對(duì)像片畸變進(jìn)行糾正，可以使畸變產(chǎn)生的誤差影響得到有效減小。但需注意，后續(xù)會(huì)出現(xiàn)糾正誤差。此時(shí)，需增加像片重疊度，確保像片中心位置的影像能夠進(jìn)行連接點(diǎn)匹配，從而使畸變產(chǎn)生的影響得到最大限度地減?。?］。此外，結(jié)合測(cè)試結(jié)果可知，基于空三解算過(guò)程中，針對(duì)全部覆蓋有像控點(diǎn)的照片進(jìn)行刺點(diǎn)操作，難以提高測(cè)量精度，且易導(dǎo)致大量的照片空間位置發(fā)生紊亂的情況。對(duì)此，需規(guī)范選擇攝片，科學(xué)刺點(diǎn)，以此使空三質(zhì)量得到有效提升。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在地籍測(cè)繪項(xiàng)目中的具體應(yīng)用分析

如前所述，對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的概念、構(gòu)成以及特征等內(nèi)容均具備了一定的了解。而從地籍測(cè)繪工作質(zhì)量的提升、誤差控制等角度考慮，還需結(jié)合地籍測(cè)繪項(xiàng)目實(shí)際情況，合理應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)?？偨Y(jié)起來(lái)，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用要點(diǎn)如下。

3.1 做好前期準(zhǔn)備工作

地籍測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，要求工作人員做好前期的準(zhǔn)備工作，充分掌握工作區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件、環(huán)境條件、氣候條件等，以便能夠選出適合的測(cè)量手段，促進(jìn)測(cè)量工作的有效進(jìn)行。同時(shí)，工作人員應(yīng)做到合理選擇控制點(diǎn)位、坐標(biāo)系統(tǒng)，確認(rèn)高度基準(zhǔn)參數(shù)、對(duì)應(yīng)的地形圖成果，并規(guī)劃好工程測(cè)量，保證無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的技術(shù)方案符合需求，其中，包括了飛行器的飛行路線和飛行高度，以及地面采集數(shù)據(jù)圖像的重疊度及分辨率等。由于無(wú)人機(jī)中的數(shù)據(jù)相機(jī)直接關(guān)系著測(cè)量工作的質(zhì)量，必須對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，做好相應(yīng)的調(diào)試，保證數(shù)碼相機(jī)的正常工作［4-5］?？傊?，想要發(fā)揮無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)繪中的作用，必須做好前期準(zhǔn)備，加大軟硬件設(shè)施的投入，合理設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，為地籍測(cè)繪工作的開(kāi)展打下良好基礎(chǔ)。

3.2 數(shù)據(jù)采集

首先，在地籍測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，應(yīng)充分考慮到環(huán)境因素產(chǎn)生的影響，選擇氣候良好的時(shí)間段進(jìn)行測(cè)量，使傾斜攝影測(cè)量的準(zhǔn)確度得到保障。同時(shí)，為保證照片拍攝的質(zhì)量，應(yīng)充分考慮到傾斜攝影測(cè)量對(duì)地面可見(jiàn)度的要求，且傾斜攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集的精度受到風(fēng)速影響。作為無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作的主體，必須將相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，布置好各個(gè)像控點(diǎn)，按照規(guī)范的要求進(jìn)行空中三角測(cè)量，使傾斜攝影測(cè)量得到的數(shù)據(jù)更加可靠［6］。

其次，在應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行低空攝影作業(yè)的時(shí)候，必須對(duì)低空拍攝的控制點(diǎn)位進(jìn)行確認(rèn)，不能出現(xiàn)地勢(shì)起伏過(guò)大的情況，以此降低環(huán)境因素對(duì)傾斜攝影測(cè)量產(chǎn)生的不利影響，對(duì)傾斜攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集的精度進(jìn)行提升。在攝像點(diǎn)管控的時(shí)候，控制點(diǎn)周圍的交通系統(tǒng)應(yīng)保持正常運(yùn)行的狀態(tài)，控制好無(wú)人機(jī)和強(qiáng)電磁輻射源之間的距離，避免無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作的開(kāi)展受到影響。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)不完全的測(cè)量區(qū)域，可以將區(qū)域網(wǎng)作為輔助，切實(shí)提高無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作的全面性及有效性。為保證數(shù)據(jù)整體的質(zhì)量，可以將地理信息系統(tǒng)融入無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量中，以此滿足相關(guān)的需求，并做好各個(gè)區(qū)域的反復(fù)測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果的誤差控制在最低程度。

3.3 傾斜攝影獲取及預(yù)處理

在地籍測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，需要對(duì)無(wú)人機(jī)的性能、待測(cè)量區(qū)域的特征等情況進(jìn)行充分了解，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行攝影時(shí)間進(jìn)行合理規(guī)劃，且必須把握好地籍測(cè)繪在時(shí)間方面的需求，對(duì)不同種類的數(shù)據(jù)采集相機(jī)進(jìn)行合理選擇，充分滿足測(cè)繪工作的需要，避免照片拍攝的質(zhì)量受到影響。在具體的測(cè)量活動(dòng)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)好的飛行路線進(jìn)行無(wú)人機(jī)航拍作業(yè)，根據(jù)測(cè)量工作的需要，對(duì)數(shù)碼相機(jī)的角度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)全方位的航空拍攝，獲取更加全面的信息數(shù)據(jù)。可以在對(duì)應(yīng)的影像控制點(diǎn)及加密點(diǎn)完善自動(dòng)拍攝，對(duì)相關(guān)的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并做好數(shù)據(jù)資料的預(yù)處理。在完成數(shù)據(jù)資料的預(yù)處理后，做好反投影工作，完成虛擬影像的建設(shè)。同時(shí)，應(yīng)考慮到模型受到地面豎直物體重影的影響，做好相應(yīng)的控制措施，使無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的準(zhǔn)確度得以提升［4］。

3.4 相片測(cè)量控制

在地籍測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可以充分展示待測(cè)量區(qū)域的地勢(shì)情況及建筑整體的特征，還可以與相片測(cè)量控制技術(shù)相結(jié)合，對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的工作質(zhì)量進(jìn)行提升。在開(kāi)展無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作的時(shí)候，要求工作人員依據(jù)測(cè)量工作的相關(guān)要求，合理布設(shè)像控點(diǎn)，確認(rèn)無(wú)人機(jī)的航向、無(wú)人機(jī)航拍的旁向重疊度等，且對(duì)應(yīng)的影像數(shù)據(jù)需要具有相關(guān)的文件資料。為保證無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的整體效果，需要把握好空中三角測(cè)量的相關(guān)要求，既要設(shè)置好像控點(diǎn)的密度，也要與區(qū)域內(nèi)的地理特征及地形地貌相聯(lián)系。若是測(cè)量區(qū)域的地勢(shì)平坦，其像控點(diǎn)的密度可以適當(dāng)減小，若是測(cè)量區(qū)域的地形地貌過(guò)于復(fù)雜，其像控點(diǎn)的密度可以適當(dāng)加大，按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行加密處理［7-8］。

3.5 野外數(shù)字化測(cè)繪

在地籍測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可以將野外數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)融入其中，這一過(guò)程需要做好確權(quán)、編制、測(cè)量等各方面的工作。作為地籍測(cè)繪工作的實(shí)施者，工作人員應(yīng)熟悉了解工程測(cè)量的規(guī)范要求，掌握儀器設(shè)備的使用方法，結(jié)合測(cè)量工作的需要對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行靈活運(yùn)用，以此提高測(cè)量效率，獲得精準(zhǔn)可靠的信息數(shù)據(jù)。通過(guò)測(cè)量工作獲取數(shù)據(jù)之后，要求工作人員深入分析測(cè)量數(shù)據(jù)，以便對(duì)其進(jìn)行合理利用，將地籍測(cè)繪項(xiàng)目的整體價(jià)值發(fā)揮出來(lái)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在地籍測(cè)繪中體現(xiàn)出較大的優(yōu)勢(shì)，可以有效提高工作效率及工作質(zhì)量，減少測(cè)量工作各方面產(chǎn)生的成本。為發(fā)揮無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)，需要加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的研究，做好測(cè)量前的準(zhǔn)備工作，從而促進(jìn)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作的順利進(jìn)行，獲取精準(zhǔn)可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步使地籍測(cè)繪工作的數(shù)據(jù)需求得到充分有效的滿足。