浅谈无人机倾斜摄影测量在地籍测绘中的应用

浅谈无人机倾斜摄影测量在地籍测绘中的应用

王宏

兰西县国土资源局勘测队 黑龙江省绥化市 151500

摘要：随着计算机和无人机等技术的迅猛发展，无人机航空摄影测量技术也逐渐被测量研究者和从业者所重视，无人机摄影测量技术也因其耗时短、人工成本低廉、可重复性强等优点而一直被视图广泛应用于土地测量中。传统的土地测量是利用全站仪、ＲＴＫ等测绘仪器，人工现场采集数据并配合记录现场实际物体的概况，后经内页处理，形成电子版土地信息。尤其在地籍图测量中，完成一次全国性的地籍图测量，采用传统的方法需要耗费大量的人力和物力，而且受移动速度、透视环境、接受信号等限制，人工测绘的速度及其有限，实际的地籍图变化情况很难得以及时更新。对比之下，无人机摄影测绘技术因自动化程度高而带来的高效率、短周期且能获得三维数据等特点在土地测量中凸显出了更具使用前景和研究的价值。

关键词：　无人机；倾斜摄影测量；地籍测绘

引言

航测技术是城市建设工作开展重要的基础，不仅能够提升测量的整体效能，更能推动整个城市建设工作的有序开展，同时也会影响到农业生产、城市规划、气候服务等领域的正常秩序。但就目前我国测量项目的现状而言，其还存在较多的不足之处，限制了测量项目的现代化建设进程。无人机航测技术具备测绘精度高、适用范围广、技术灵活的特点，能够根据土地的实际地貌特点进行路线的规划，从而使航测技术得到更好的应用。

1无人机倾斜摄影技术理论

无人机倾斜摄影系统外业数据采集流程，主要包含检测设备进场、航摄前准备、航测数据获取及航测后作业等４个方面。因为现在飞行器不允许随便飞行，随意航测前应先对测区踏勘，出具初步航测设计方案并就航测飞行区域向相关部门提交申请，上述即为航测设备进场作业。航测前准备工作包括航线设计，航测过程中既有设施、设备及人员和机器安全保护措施，及飞行器起飞前的检查工作。航测准备工作完成后即可执行航测过程，航测后需要对数据备份并保障测量数据安全，然后确认相关设备设施的安全且没有损坏。至此，一次航测作业完成，以下对无人机倾斜摄影的基本原理及数据采集进行简要介绍。

2无人机倾斜摄影测量技术优势

无人机倾斜摄影测量系统具有体型小、重量轻、可操作性强等特点。通过无人机平台搭载的相机，能够从5个不同的角度进行厘米级分辨率影像数据快速采集，极大地提高外业地形、地貌、地物及其属性数据的采集效率。此外，后期内业数据处理能够通过三维模型的重建和纹理映射，快速、高效地获取全面、真实反映测量区域的三维模型，提高测量数据的精度。

3无人机倾斜摄影测量在地籍测绘中的应用

3.1设备及软件

倾斜影像获取利用多旋翼无人机搭载五拼相机进行航摄。本文论述采用飞马Ｄ２００无人机作为航空摄影平台，五拼相机云台系统由５个ＳＯＮＹＩＬＣＥ－６０００组装而成，相机有效像素为１．２亿（２４００万×５），配备旋翼地面站系统采用飞马无人机管家。实景模型制作采用建模软件ＣｏｎｔｅｘｔＣａｐｔｕｒｅＣｅｎｔｅｒ　Ｍａｓｔｅｒ进行空中三角测量及全自动三维建模。地籍图采集采用南方ｉＤａｔａ－３ｄ进行矢量图形的提取及图形编辑。

3.2技术路线

首先在测区进行根据Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ影像和像控点布设规则提前布设像控点并现场利用ＳＤＣＯＲＳ测量出其坐标，之后利用无人机倾斜航摄系统对测区进行倾斜摄影，分别获取地面高分辨率１．５ｃｍ、２．０ｃｍ、２．５ｃｍ的倾斜影像，然后内业进行空三加密、实景三维建模，通过摄影测量工作站基于三维模型采集宗地和房屋，外业实测检查点、室内进行点位和边长精度验证，最后根据不同分辨率成果的精度情况找出性价比最高的航摄分辨率并提出改进建议。

3.3像控点测量

像控点测量质量会直接影响到后期内业制作三维模型和编绘成图的精度。因此，在采集像控点数据时要做好像控点布设方案、像控点RTK测量以及后续的点位拍照存储工作。像控点选点要结合测区情况进行布设，应该布设在没有遮挡物、便于RTK测量且方便识别的空旷地面上，使用油漆对像控点进行喷漆并制作成具有一定宽度的“+”或者“L”测量标志，以便后期内业影像判读刺点。采用对中杆进行像控点RTK测量时，在测量过程中要注意查看对中杆气泡的居中情况，查看接收卫星颗数和实时测量精度情况，在符合测量精度条件下进行测量记录。要求对同一个像控点进行3次测量，取其平均值作为最终测量成果，以确保像控点测量平面精度＞±3cm。按照像控点测量精度要求，在测区内共实测了78个RTK像控点。其中，利用分布相对均匀的10%像控点测量成果对此次地籍测量成果进行精度检验。

3.4影像数据采集

无人机航测系统搭载了高清摄像系统，通过GNSS-RTK技术的应用能够对指定的目标开展实地测量，根据测量目标的实际图像，利用计算机软件处理系统将平面位置及图像空间按照指定的比例进行展示，不仅能够提升地图的精度，同时还能满足多种用户的需求。除此之外，利用无人机的摄像系统与平台的控制功能，操作者还可根据对无人机的飞行高度进行控制，从而使图像的分辨率得到更好的保障。

3.5调绘与补测

开展集体经营性建设用地入市工作，首要工作要求准确表达权属范围内使用面积信息，结合相关权源材料制作宗地图。踏勘测区时，规划设计好图根控制点布点方案，利用网络ＲＴＫ测量像控点时，同步完成图根控制测量。全站仪野外对界址点按规范技术要求实测，同时对相关地物同步测量，以便后续对倾斜测量成果进行精度检查和评定。相对与正射影像，倾斜影像能从多个角度观察地物，更加真实的反映地物的实际情况。充分利用倾斜模型成果，相关入市企业权利人可利用倾斜影像，不受天气等不良影响，直观真实在微机上完成用地范围指界确认。对地形要素可以实现在微机上采集，较传统测绘模式，减少一半外野人员和仪器设备，工期明显缩短。

3.6精度评定分析

精度评定分析精度评定参照ＣＨ／Ｔ９０１５－２０１２《三维地理信息模型数据产品规范》［１９－２０］。（１）点位精度分析：１．５ｃｍ分辨率成果的点位精度较高，中误差为±３．９ｃｍ，稳定控制在±５ｃｍ以内，粗差率３．７％，也满足规范不大于５％的要求。２．０ｃｍ分辨率成果精度有所降低，中误差为±３．９ｃｍ，满足不大于±５ｃｍ的要求，但粗差率为５．９％，略超出规范不大于５％的要求，效果不佳。２．５ｃｍ分辨率成果精度明显降低，中误差增大为±４．８ｃｍ，虽然大于±５ｃｍ，但已十分接近，实际生产中随着外界影响因素的增多，点位中误差很可能会超出±５ｃｍ，并且粗差率高达７．４％，显著超出规范不大于５％的要求，效果较差。因此，在实际地籍测量中，建议航摄地面分辨率选择１．５ｃｍ，最大不要超过２．０ｃｍ，否则极易导致粗差率超限而导致产品不合格。

结束语

综上所述，无人测量技术是当前较为先进的应用技术，被广泛应用于建设规划、气象信息、地貌测量等工作之中。相信在科技进步及专业技术发展的作用之下，无人机航测技术的社会应用价值会得到更好的体现。

参考文献

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