无人机摄影测量技术在地籍测绘中的应用

2022-05-13 版权声明 我要投稿

摘要:无人机摄影测量技术是当前地籍测绘工作使用的重要技术,具有摄影分辨率高、操作简单、成本低、测绘精度高、工作安全等特点,在行业应用的技术优势更加突出明显,有着更加广泛的发展空间。对于地籍测绘工作而言,利用地籍测绘技术为地籍信息的综合化管理应用提供了技术支撑,本文对无人机摄影测量技术的技术优点进行详细探讨,为促进地籍测绘技术的发展提供帮助。

关键词:无人机摄影;测量技术;地籍测绘;应用;

目前,土地资源紧张的问题相对突出,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,运用地籍测绘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绘中的应用。

1 无人机摄影测量技术的优点

1.1 摄影得到的影像分辨率更高

当前无人机摄影测量技术的快速发展,使得无人机可搭载高清摄像仪器设备进行摄影拍摄工作,通过倾斜、垂直照相技术能够对测绘区域进行全方位全角度的摄影拍摄工作。此外,利用无人机技术可以进行低空高度飞行,多角度摄影获取多平面图像,能够有效解决高层建筑的阻塞问题,扩大了地籍测绘工作应用范围,确保了摄影影像的准确率,是其他测绘技术所不具备的。

1.2 更加简单的摄影操作

无人机摄影测量技术使用相对简单,对于操作人员的专业技术水平要求不高,便于操作人员的选用。对于无人机操作系统而言,操作系统简单、维护成本较低、续航时间长,在使用过程中只需要通过更换无人机备用燃料,即可保持其长时间在空单续航拍摄工作,相对于其他飞行测量设备而言避免了降落后重新输入数据,再次起飞测量的问题。例如,无人机测量摄影技术与载人航天飞机技术相比,其价格只有载人航天飞机1/5,并且不需要取得航空许可,在证件办理以及操作使用上十分便捷,节约了大量的时间成本支出。此外,无人机市场普及率较高、维护简单,具有完善的售后服务网点作为无人机系统设备的技术维护支撑,无形中降低了地籍测绘技术应用的成本支出。

1.3 有效提高测绘精度

随着无人机载重能力的提升以及无人机摄像技术的发展,使得无人机能够搭载更多的摄像器材,使得测绘精度逐步提升,在地籍测绘过程中应用更加便捷智能,结合当前无人机摄影测绘技术应用测量参数来看,其精准度可达到亚米级别,已超越了传统人工地籍测绘技术所需求的精度标准,可高效完成地籍测绘工作所需要的摄像技术要求。

1.4 地籍测绘工作更安全

无人机摄影测绘技术在操作过程中主要有地面无人机操作人员进行远程遥控指挥,在使用过程中方式方法相对灵活,能够减少外界各种因素的干扰,由于其投放起飞工作相对简单,在测量过程中受自然环境因素与影响结果较小,使得测绘工作的安全系数极大提升。特别是对于一些危险地域,地籍测绘工作的开展,能够减少工作人员的劳动奔波,避免人员涉足危险区域,从而完成测绘任务。

1.5 联动优势更加突出

在传统的测量技术手段中,由于信息技术发展的不完善,测量人员所获得的数据信息并不是第一时间传输出设计使用部门,而是由将测绘数据信息进行收集整理,总结成相关的档案数据资料传交给技术部门。在这一过程中,由于技术部门未能拿到一手的数据资料,并且未能参加实际测绘工作,对测量地点出现的数据异常信息处理以及遗漏数据信息内容无法有效掌握,需要再次与测量人员进行沟通,增加了双方的工作量,并且反复的测绘工作、交流会影响数据准确性,无法确保数据在交流与传输过程中不会出现差错,甚至需要测量人员重新计算测量来验证数据的准确性。当前通过无人机展开地级测绘工作,可利用无人机平台所搭载的数据系统将数据信息实时传输至设计部门,技术人员在获得第一手数据资料过程中对无人机测量所遗漏区域可进行现场指导,减少了不必要的工作任务,确保数据传输安全。

2 无人机摄影测量技术在地籍测绘工作中的应用流程

随着无人机摄影技术的不断发展应用,自动空三技术、匹配技术、海星影像处理技术发展应用更加完善成熟,相关软件系统的开发应用,拓宽了无人机摄影技术的服务功能使其在地籍测绘过程中使用更加便捷高效。在当前社会信息技术快速发展的背景下,无人机摄像技术能够实现及时抓拍画面信息的内容,并且相关数据信息的精准度,相对以往有了大幅度的提升。例如,使用DEM/DOM方式方法。第一,完成相关数据的收集采集工作。通过在地面设置相应的数据信息采集点,无人机航飞影像与地面坐标之间进行标定运用空三加密处理,形成DO M数字影像与数字高程模型,完成图像生成和数据采集工作,如图1所示。第二,对生成的数据信息处理。通过将无人机所采集的数据信息与计算机系统进行智能匹配,通过光束区域网的平差方法对数据信息进行处理,综合当前无人机摄像内容区域的内外影响因素,使用密集匹配技术得到摄像中地籍测绘的三维DSM云点,最终将规格格网的DEM数据进行提取,并且对其进行修正处理,确保相关数据模型的准确性。

2.1 外业测量

2.1.1 航空摄影

根据该区域地形采取东南向飞行,飞行高度为250m,平均地面分辨率为0.13m,满足1∶1000成图要求,外业摄影时间为2018年3月5日。

2.1.2 影像资料采集情况分析

航摄影像清晰、无云影等遮挡,色彩均匀。航线间隔及旁向重叠度为35%~45%,航向重叠度为60%~70%。全摄区无航摄漏洞,航向超出摄区范围3~6条基线;像片倾斜角<3°,旋偏角<8°,航线弯曲度<3%;无人机航摄系统的飞行质量符合标准要求。同航线高差小于30m,实际与设计航向小于30m,实际航线偏离设计航线不大于像片上10cm,像片位移误差小于30m,满足设计要求。

2.1.3 像控点布设

像控点布设:像控点在航线方向上按12~17条基线布设,在旁向上按1~3条基线布设。布设的像控点能够有效控制住成图范围,保证测段衔接区域内没有漏洞。像控点应设在航向及旁向重叠有4~5张像片的区域内,像控点布设完成后绘制布点示意图供内业加密和存档,满足空三加密及数字化采集要求。

2.1.4 像控点测绘

本项目像控点测量采用R TK测绘。像控点的精度和施测要求参照常规航测外业规范执行,施测现场对点位进行拍照并制作成点位信息表供内业加密使用。

2.2 数据处理

航测内业工作主要包括空中三角测量、内业数据采集、编辑、数据入库转换、影像图制作等工作,主要流程为:(1)空三加密;(2) DOM、DSM生产;(3)裸眼测图;(4) DLG生产;(5)编辑成图;(6)数据检查验收。本项目运用Smart3D以及DPModeler天际航软件进行内业处理。

2.3 被征收土地权属、特征信息采集

根据航测生成数据模型,由各村小组长先对小组界线进行划分,了解被征地地块基本情况,合理安排信息采集时间,通知被征收农户进行权属界线指认。实物调查小组对地块地类进行确认,根据指认地块的地类、面积、权属人信息现场确认后,农户签署土地分解调查确认表。根据农户指认确认界线生成dwg格式图斑,导入南方CASS中对图斑匹配地类属性,生成图斑面积汇总表。

3 无人机摄影测量技术在地籍测绘中的应用

3.1 无人机航空摄影航线设计

在地籍测绘技术应用过程中,运用无人机航拍摄影技术,需要对其摄影航线进行规划,通常而言采取分段设计的方案。即制定8个平高点位置,确保每一次拍摄的区域略大于1/8区域,使测量区域影像具有一定的重叠,并且避免重叠交叉区域过大,在确保测绘内容的准确性后继续开展后续的测量工作。在具体应用过程中,为了减少地面覆盖物植被以及高层建筑对地形区域造成的影响,在摄像过程中应根据不同地段影像拍摄的要求采用不同角度的拍摄技术,在拍摄过程中要及时根据太阳高度角的变化做出调整,尽可能确保拍摄影像的清晰度和准确度,以确保拍摄测量数据的准确性。

3.2 摄影控制点测量与布置工作

在无人机摄影测量过程中,对于摄影控制点的布置工作要注意以下几个方面。第一,在地势选择过程中,应以平缓地面为主,减少植被、高层建筑的遮挡。对于城市路段摄影控制点的设计要考虑到交通环境因素、强电辐射源。例如,在城市地域进行摄影控制点的设置,周围区域一旦存在强电辐射源,必然会影响数据传输工作,对于控制点的设计距离要大于标准的安全距离,确保超出五重重叠区域。对于乡镇或山区进行地级测绘工作,则可利用区域网进行辅助摄影,将控制点设置在具体航拍区域内,以便于无人机依据控制点依次向前进行拍摄。第二,无人机巡航拍摄过程中,对于地面控制点的位置,间距保持200米。可通过鲜艳的标记对控制点进行标识,可使用红色油漆进行标记,以便于无人机航拍过程中快速识别地面标记点。第三,使用CORS网络的RTK系统对地面标记点的像素点进行反复测量,确保测绘参数的值小于等于3厘米,以此计算出平均值,确保点位的空间与测绘结果能够准确的落实在地理位置上。

3.3 对DLG精确度进行优化

在使用无人机摄影测量技术进行野外测量作业过程中,为了提高地籍测绘工作的精度,需要进行外业点的收集。该工作的主要目的是确保观测地面物质与摄像点之间的联系,为后期测绘数据计算提供基础,减少数据测量的误差。推进DLG无人机摄影测量工作,重点是控制光切准误差保持在8厘米以下,确保后期测量计算的精准度。如图2所示就为无人机激光雷达扫描示意图。

3.4 空中三角加密处理

由于在地籍测绘过程中,无人机摄影技术通常使用的拍摄相机为测量相机,会存在一定的光学畸变情况,影响整体拍摄效果,对数据测绘结果的准确性产生一定的偏差,因此需要严格把控。为解决这一情况通常使用通信技术以及多媒体技术立足于载波相位实时动态差分定位技术构建服务系统,来解决上述问题。主要是通过连续运行的卫星定位系统,对无人机飞行进行快速定位和记忆,对三维数据以及全面数据实现动态测量测绘,为数据提供24小时的准确数据信息、空间信息满足数据信息策划整理的要求。使用连续卫星定位系统,可有效减少测绘过程中的人力物力支出,提升了无人机测绘技术的工作效率。

3.5 三维测图

三维测图主要使用DP-Modeler完成地形图测绘。该技术在数据信息采集过程中减少了佩戴立体眼镜的环节,可通过数据模型直接对当地地物特点地物轮廓进行矢量测绘,并且可以在测绘过程中完成对测绘数据的修改。例如,对于城市复杂地域过程中,可针对重要点位建筑物的外形楼层等地标性建筑要素,地形数据信息进行采集,提升了测绘的准确性以及测绘效果,并且以直观的形式进行体现。对于城市建筑中遮挡建筑物的部分内容,或未能确定数据属性的信息可进行外业调绘和补测工作[5]。

无人机摄影测绘技术的发展,对我国国土资源测绘管理工作开展有着重要的促进作用。特别是无人机测绘技术的应用,使得土地资源规划管理中,将测绘技术准确、及时、高效的优势进行发挥,无人机摄影测绘技术能够与遥感技术、GPS技术进行互补,拓宽了应用功能,有效提升了工作效率和成本支出是传统测绘技术所不具备的。

结语

综上所述,国土资源管理工作必然会朝着信息化数据化的方向发展,以提升国土资源管理工作的效率。在此过程中,测绘技术的发展必须具备智能高效的特点,来满足当前国土资源管理的实际需求。而无人机测绘技术的使用,使相关测绘工作变得更加便捷高效,逐步朝着智能化、信息化、数据化的方向发展,必将会提高测绘工作质量,为土地管理工作的开展提供更加优质的技术服务。

参考文献

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[5] 张凯幸,肖磊蕊.无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用[J].世界有色金属,2019(20):50+52.

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