无人机倾斜摄影测量技术在地籍测量中的应用研究

无人机倾斜摄影测量技术在地籍测量中的应用研究

宋志涛

辽宁赫远舜勘测设计有限公司

摘要：土地资源紧张的问题成为了社会各界关注的焦点，如何提高土地资源的使用效率，需要利用土地测量技术，为土地资源管理保护工作的开展，提供科学技术支撑，使土地资源开发管理更加科学。在这一要求下，运用地籍测量技术来确保测绘效果，为后续土地资源管理开发应用提供数据保障。当前，无人机摄影测量技术的快速发展，降低测绘过程中的技术成本，推动了无人机摄影技术在地籍测量中的应用。

关键词：无人机倾斜摄影；测量技术；地籍测量；有效应用

1 无人机摄影测量系统的组成

无人机摄影测量系统属于比较特殊的航空测绘平台。其技术含量较高，同时涉及多个领域，软件和硬件的组成均比较复杂。动力装置、加工材料、姿态传感器、导航定位设备、通讯装置、航向和高度传感器以及遥感传感器均需要精心选型和研制开发，甚至执行机构也要细心筛选。获取高分辨率空间数据是无人机摄影测量系统的应用目标。而能够在较短的时间内完成测绘任务，获取大比例尺地形图，测量精度完全满足相应比例尺误差要求等优点，是获取空间数据的有效工具之一。无人机飞行平台、飞行控制系统、传感器和地面监控系统，这四部分组成无人机摄影测量硬件系统。无人机航空摄影及影像处理相对于传统测量技术要来的复杂许多。为了让航摄质量得到保证，必须对航摄进行精准的规划，影像预处理也要尽快完成。无人机摄影测量系统软件主要有航摄任务的规划软件、航摄质量的快速检查软件和影像快速预处理软件。

2 倾斜摄影技术原理

倾斜摄影测量系统主要有三大部分组成，分别为GNSS系统、惯性导航系统和倾斜摄影系统。科研人员将GNSS系统、惯性导航系统和倾斜摄影系统相结合建立了倾斜摄影测量技术，从多角度获取地物的纹理信息，并且通过先进的差分定位技术赋予地物影像精确的地理坐标信息，从而实现技术人员在内业就能进行建构筑物的测量与分析。GNSS系统和惯性导航系统用于获取航摄影像的位置信息和姿态信息，即影像的内方位元素和外方位元素;倾斜摄影系统用于获取地物的影像信息。目前，流行的倾斜系统主要按照测量相机个数区分，常见的有三相机倾斜系统和五相机倾斜系统。三相机的倾斜系统由宽场景的3台数码相机组成，通过中间1台获取垂直影像，另外2台分别获取不同方向的倾斜影像。五相机倾斜摄影系统数据获取技术一般由5个数码相机组成，包括1个垂直向下的测量相机镜头（焦距65mm）和4个由不同曝光角度构成的测量相机镜头（焦距85mm）。倾斜航空摄影的相对航高、地面分辨率及物理像元尺寸仍然满足三角比例关系，其航摄参数由配套的专用软件完成并生成1个飞行参数文件，该文件中包含各个相机的顶点曝光数据。

3 地籍测量工作的重要性

地籍测量工作不同于一般的地形地貌测绘工作，是一项具有很强法律意义的行政性技术行为，是进行土地登记、土地管理的重要依据，同时也是保障国家和地方土地税收，保护人民大众切身利益的关键工作，对于促进当地社会经济发展，推进城市化进程具有十分重要的意义。随着测绘科学技术发展的日新月异，高精度、高时效的地籍测量可以为国土空间规划、城镇低效用地再开发、智慧城市建设、数字孪生城市建设、现代化工业开发区的建设等各项土地管理和民生建设项目提供强有力的数据支撑。在未来地籍测量工作领域，不断加强人才梯队建设，丰富现代化测绘技术手段，对我国高质量城镇化建设的稳步推进和国民社会经济的持续增长意义非凡。

4 无人机倾斜摄影测量技术在地籍测量中的应用

4.1 地面控制测量

地面控制测量方法，主要依赖于像片控制方法，保证测量精确性，以此提高无人机倾斜航测的准确性。像片控制测量的技术重点，主要是布设像控点。如果像控点设计不准确，会降低影像图画的航测质量。三角加密的航测效果，会受到像控点设计方案的干扰。然而，三角加密航测，对像控点布设方案的依赖性较小，主要取决于测绘地域内的地势特征。为此，积极加强无人机航测应用，获取优质的航测信息，在地形变动量较小的地域内，合理调整布控点的设计数量，在地形变动量较大的区域内，如高山、峡谷等，可适当增加布控点数量。像控点的布设方法如下：（1）像控点主要选择易于识别的地质实体，像控点设立应保持唯一性，回避布点争议问题，多数选择地形平缓的山头、田区等位置。（2）分布在测绘外侧的像控点，主要用于测绘整体环境。针对图幅边部位置设计的像控点，会添加在图框边缘线外侧。（3）航线两侧设计的测点，点位偏离半径不可超出基线长度的1/2。（4）植被发育的地域内，建筑项目较多，无法设立像控点，会存在高度差异形成的结构遮挡问题，难以保障地理方位信息更新的准确性。（5）像控点设计方位，需回避较大范围的水域，较高功率覆盖的区域内不可设立布控点。（6）多数情况下，像控点应添加交通便利、地理信息采集便捷的位置，保证控制测量顺利进行。

4.2 地籍图测绘

地籍图测绘是地籍测量的最终表达形式。本次地籍图测绘是以无人机倾斜摄影测量获得的影像数据为基础，通过室内识别图斑、界线点等的方式绘制地籍地理底图，进而以CORS系统为基础平台，采用RTK-GPS等测量技术方法对图根点进行核查及控制测量，为倾斜摄影测量精度分析及校正提供基础依据。本次地籍核查测量中，对于符合CORS系统或者RTK测量条件的区域，多使用CORS或者RTK定位方法；对于不符合该类型基本测量条件的地形区域，一般采用全站仪进行测量。在地籍图测量中，为确保精度，应重视以下几个方面的内容：①若界址点测量过程中使用解析法时，相邻控制点的平面中误差应为图上的±0．3mm，限差取中误差的2倍；②若界址点测量过程中使用图解法时，其相邻界址点的平面中误差应为底图上的±0.6mm，限差取中误差的2倍，山区放宽至1.5倍。

4.3 空中三角测量计算

为了还原像片之间相对位置关系，在没有导入像控点成果前进行一次空中三角测量计算，自动匹配同名点，经过第一次的空中三角测量解算后，可以预测像控点的位置，提高像控点刺点效率。第一次空中三角测量完成后，将像控点成果导入CC软件，在3DView下查看像控点对应的空间分布，确定空间点位分布无误后，保存像控点信息。依据外业点之记和照片，将像控点刺在比较精准的位置上。为了提高刺点效率，可以先刺像控点对应的下视方向像片，软件可自动计算预测剩余的像控点位置。在完成刺点工作后，再一次提交空中三角测量解算，此时系统利用像控点对区域网模型进行约束平差，将区域网模型纳入到大地坐标系统中，完成绝对定向。空中三角测量完成后，同时会生成空中三角测量成果质量报告，查看质量报告是否符合基本精度要求。如果精度不符合要求的话，可以调整像控点刺点位置和计算参数的设置，直到空中三角测量成果符合要求为止。

5 结束语

综上所述，地籍测量成果是国家土地管理工作的重要基础，所以必须提升地籍测量工作的工作实效，为达成该项工作目标，有关工作人员应当注重对倾斜摄影测量技术的合理应用，充分发挥该项技术的实际价值，从而实现对地籍数据信息的准确获取。另外，实际工作开展过程中，工作人员还应当有效综合地籍测量工作实际情况，选择合理的测量手段，确保地籍测量精度需求可以得到充分满足。

参考文献：

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[3]叶昊.无人机倾斜摄影测量在地籍测量中的应用研究[J].经纬天地,2021(05):21-24.