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摘要:当前阶段,国家正在大力开展农村地籍调查项目,但在进行全野外调绘时有很多因素影响实际作业的进度,如天气、当地村民长期外出等。注意到当前无人机航测技术已经日渐成熟,而无人机航测的一些相关特点也逐渐广为人知,如作业效率高、精度高、成本低、受天气因素影响小等,将无人机应用到农村地籍调查中能够起到很好的效果。基于此,文章就无人机倾斜摄影在农村地籍调查中的应用展开论述。
关键词:农村地籍调查;无人机倾斜摄影;应用
引言
当前阶段,无人机航测技术广泛应用于小范围的1:1000和1:2000大比例尺的高精度地形测量中。而对于精度要求为1:500的农村地籍调查项目,无人机航测技术是否可行,行业内已经有过一些相关的探究。目前结合一些相关的前人探究以及南方测绘的相关技术,本文提出了使用无人机倾斜摄影技术通过构建三维模型的方法来做农村地籍调查,并对其精度进行了验证。
1无人机倾斜摄影原理
无人机倾斜摄影技术是通过在无人机飞行平台上搭载多台数码相机,同时从垂直和倾斜多个不同的角度采集高分辨率影像,一般常用的是五镜头倾斜摄影系统,结合无人飞行平台搭载的GPS/IMU系统获取POS数据和像控点数据,经过相关软件处理数字表面模型、数字正摄影像和三维模型。
2无人机倾斜摄影测量的优点
2.1精确性
利用无人机倾斜摄影测量技术来对地面上的物体进行测量的过程中,其具体的位置高度以及整体外观等数据可以准确显示出来,营造相对较强的真实感。与传统的人工模型相比,利用无人机倾斜摄影测量技术开展设计工作时,其仿真度更高,工作效率也能得到保证。
2.2低成本性
传统城市三维建模工作开展过程中,除了要对地面物体进行测量之外,还应当结合实际标准等对其各项数据进行修改,需要多次利用测量设备来开展测量工作,同时还需要大量的人力对测量结果进行校准。出现问题时,还需要进行再次测量以获得准确数据,这就导致在此过程中产生了大量的时间、人力和物力成本支出,其最终的测量结果等还不能得到保证,无形中提高了三维建模的整体成本。利用无人机倾斜摄影技术可以有效完成空间测量和数据成像等要求,及时将规范性数据输出来,还能在原有技术要求的基础上获得更多不同类型的数据信息,方便后续三维建模工作以合理方式开展,这明显降低了建设过程测量设计过程中的成本支出,性价比相对较高。
2.3高效率性
無人机倾斜摄影测量技术是顺应时代发展出现的新的科学的测量技术,利用该技术开展摄影测量工作,可以及时完成城市的三维建模。在此过程中还会对相关数据进行必要的调整,与传统方法的相比,其工作速度和效率得到明显提高,建模耗费的周期大大缩短,可以及时推动后续各项工作以合理方式开展。
3无人机倾斜摄影测量技术
3.1多视影像联合平差
无人机倾斜摄影测量技术应用过程中使用了新的多视影像联合平差技术,可以有效解决传统的测量系统在数据处理方面的不灵敏等问题,以合理方式处理影像之间的遮挡关系,及时确定合理的连接点和连接线等,提高了成像结果的准确度。
3.2多视影像密集匹配
无人机倾斜摄影测量技术在应用过程中使用了多式影像密集匹配技术,该类技术可以有效提高摄影测量的分辨率,其覆盖的面积范围也明显增大。在利用该技术开展匹配的过程中,可以及时对各类多余的信息进行研究,通过明确坐标点的位置,可以获取地面物体的准确三维信息。通过多元影像密集匹配技术,可以利用建筑物的侧面等来提取各类信息,建筑物的边缘信息和文理信息等也可以被充分利用起来,继而形成相对完善的二维数据,通过该技术将其转变为三维数据,建筑物的高度和轮廓信息等可以及时提取出来。
4农村地籍调查的要求
农村地籍调查的地籍调查规程中规定,对于土地使用权调查的基本比例尺为1:500。因为农村地籍调查的内容涉及到土地问题,关系到农民的切身利益,故而要求精度相对于一般的1:500地形图测量要高。农村地籍调查主要调绘宗地的位置面积,权利人信息等。在传统的农村地籍调查项目中对宗地界址点测量的作业方法分两种,分别是解析法和图解法。
解析法是采用全野外测量技术获取界址点坐标和界址点间距的方法,要求明显界址点相对于临近控制点的点位中误差控制在5cm内,要求相邻界址点的间距误差控制在10cm内,对于隐蔽界址点的点位中误差和允许误差要求则放宽到7.5cm和15cm。
图解法是指通过数字摄影测量加密或正射影像图或其他已有资料获取界址点坐标和界址点间距的方法,其要求的界址点相对于临近控制点的点位误差、相邻界址点的间距误差以及界址点相对于临近地物点的间距误差都控制在图上中误差0.3mm内,即1:500比例尺界址点相对于临近控制点的点位误差、相邻界址点的间距误差以及界址点相对于临近地物点的间距误差均是实地15cm。
5无人机航测应用于农村地籍调查
此次主要采用的是无人机倾斜摄影技术,因此如果相机无法拍摄到的地物精度就会存在损失,如树林遮挡下的房屋等。一般而言,在农村地区这种情况总体会占20%左右,要解决这种情况就需要实测修正检验,此处不予讨论研究。本次整体作业的思路是:选取开平市某村进行完整的无人机倾斜摄影,进行空中三角测量、构建三维模型后,采集房屋界址点,完成图解法成图;随后,再进行一次同坐标系统下全野外调绘成图,以实测为准,两者进行精度对比验证。
此次,无人机航测技术应用于农村地籍调查的技术流程如图1。
具体的作业过程是:在确定好测区位置及大小后,室内规划设计航线。到达测区布设并测量地面控制点后,ZR66B六旋翼无人机搭载两镜头相机进行外业航飞,并且整理飞机的POS数据,控制点数据等。内业对航飞数据的影像数据进行匀光匀色、对POS数据的坐标系统进行转换等预处理,最后进行空三加密以及倾斜三维自动化建模。
根据构建得到的三维模型采集房屋界址点等数据,对于存在遮挡导致精度损失的房屋做重点调绘标记然后外业调绘补调。同时实测测量一遍测区的实际房屋界址点数据,剔除内业重点调绘标记点的房屋后,检验数据的精度。
结语
无人机航测技术与实际野外调绘相互结合的方式能够加快实际的农村地籍调查的项目进度。无人机航测一次外业飞行,然后转为内业处理,可节省大量的因天气等因素造成的作业时间;同时,基于计算机的自动化建模技术能够节省大量的人力成本,该方法具备一定的推广价值。
参考文献
[1]张小宏.无人机技术在农村地籍测量中的应用[J].农业工程,2018,8(05):86-88.
[2]朱兆先,陈伟伟,陶丹丹.无人机航测技术在农村地籍调查中的应用探究[J].资源信息与工程,2016,31(06):100-101.
[3]宋亮.无人机航测技术在农村地籍调查中的应用[J].北京测绘,2014(04):96-98.
(作者单位:鹿邑县自然资源局)
关键词:农村地籍调查;无人机倾斜摄影;应用
引言
当前阶段,无人机航测技术广泛应用于小范围的1:1000和1:2000大比例尺的高精度地形测量中。而对于精度要求为1:500的农村地籍调查项目,无人机航测技术是否可行,行业内已经有过一些相关的探究。目前结合一些相关的前人探究以及南方测绘的相关技术,本文提出了使用无人机倾斜摄影技术通过构建三维模型的方法来做农村地籍调查,并对其精度进行了验证。
1无人机倾斜摄影原理
无人机倾斜摄影技术是通过在无人机飞行平台上搭载多台数码相机,同时从垂直和倾斜多个不同的角度采集高分辨率影像,一般常用的是五镜头倾斜摄影系统,结合无人飞行平台搭载的GPS/IMU系统获取POS数据和像控点数据,经过相关软件处理数字表面模型、数字正摄影像和三维模型。
2无人机倾斜摄影测量的优点
2.1精确性
利用无人机倾斜摄影测量技术来对地面上的物体进行测量的过程中,其具体的位置高度以及整体外观等数据可以准确显示出来,营造相对较强的真实感。与传统的人工模型相比,利用无人机倾斜摄影测量技术开展设计工作时,其仿真度更高,工作效率也能得到保证。
2.2低成本性
传统城市三维建模工作开展过程中,除了要对地面物体进行测量之外,还应当结合实际标准等对其各项数据进行修改,需要多次利用测量设备来开展测量工作,同时还需要大量的人力对测量结果进行校准。出现问题时,还需要进行再次测量以获得准确数据,这就导致在此过程中产生了大量的时间、人力和物力成本支出,其最终的测量结果等还不能得到保证,无形中提高了三维建模的整体成本。利用无人机倾斜摄影技术可以有效完成空间测量和数据成像等要求,及时将规范性数据输出来,还能在原有技术要求的基础上获得更多不同类型的数据信息,方便后续三维建模工作以合理方式开展,这明显降低了建设过程测量设计过程中的成本支出,性价比相对较高。
2.3高效率性
無人机倾斜摄影测量技术是顺应时代发展出现的新的科学的测量技术,利用该技术开展摄影测量工作,可以及时完成城市的三维建模。在此过程中还会对相关数据进行必要的调整,与传统方法的相比,其工作速度和效率得到明显提高,建模耗费的周期大大缩短,可以及时推动后续各项工作以合理方式开展。
3无人机倾斜摄影测量技术
3.1多视影像联合平差
无人机倾斜摄影测量技术应用过程中使用了新的多视影像联合平差技术,可以有效解决传统的测量系统在数据处理方面的不灵敏等问题,以合理方式处理影像之间的遮挡关系,及时确定合理的连接点和连接线等,提高了成像结果的准确度。
3.2多视影像密集匹配
无人机倾斜摄影测量技术在应用过程中使用了多式影像密集匹配技术,该类技术可以有效提高摄影测量的分辨率,其覆盖的面积范围也明显增大。在利用该技术开展匹配的过程中,可以及时对各类多余的信息进行研究,通过明确坐标点的位置,可以获取地面物体的准确三维信息。通过多元影像密集匹配技术,可以利用建筑物的侧面等来提取各类信息,建筑物的边缘信息和文理信息等也可以被充分利用起来,继而形成相对完善的二维数据,通过该技术将其转变为三维数据,建筑物的高度和轮廓信息等可以及时提取出来。
4农村地籍调查的要求
农村地籍调查的地籍调查规程中规定,对于土地使用权调查的基本比例尺为1:500。因为农村地籍调查的内容涉及到土地问题,关系到农民的切身利益,故而要求精度相对于一般的1:500地形图测量要高。农村地籍调查主要调绘宗地的位置面积,权利人信息等。在传统的农村地籍调查项目中对宗地界址点测量的作业方法分两种,分别是解析法和图解法。
解析法是采用全野外测量技术获取界址点坐标和界址点间距的方法,要求明显界址点相对于临近控制点的点位中误差控制在5cm内,要求相邻界址点的间距误差控制在10cm内,对于隐蔽界址点的点位中误差和允许误差要求则放宽到7.5cm和15cm。
图解法是指通过数字摄影测量加密或正射影像图或其他已有资料获取界址点坐标和界址点间距的方法,其要求的界址点相对于临近控制点的点位误差、相邻界址点的间距误差以及界址点相对于临近地物点的间距误差都控制在图上中误差0.3mm内,即1:500比例尺界址点相对于临近控制点的点位误差、相邻界址点的间距误差以及界址点相对于临近地物点的间距误差均是实地15cm。
5无人机航测应用于农村地籍调查
此次主要采用的是无人机倾斜摄影技术,因此如果相机无法拍摄到的地物精度就会存在损失,如树林遮挡下的房屋等。一般而言,在农村地区这种情况总体会占20%左右,要解决这种情况就需要实测修正检验,此处不予讨论研究。本次整体作业的思路是:选取开平市某村进行完整的无人机倾斜摄影,进行空中三角测量、构建三维模型后,采集房屋界址点,完成图解法成图;随后,再进行一次同坐标系统下全野外调绘成图,以实测为准,两者进行精度对比验证。
此次,无人机航测技术应用于农村地籍调查的技术流程如图1。
具体的作业过程是:在确定好测区位置及大小后,室内规划设计航线。到达测区布设并测量地面控制点后,ZR66B六旋翼无人机搭载两镜头相机进行外业航飞,并且整理飞机的POS数据,控制点数据等。内业对航飞数据的影像数据进行匀光匀色、对POS数据的坐标系统进行转换等预处理,最后进行空三加密以及倾斜三维自动化建模。
根据构建得到的三维模型采集房屋界址点等数据,对于存在遮挡导致精度损失的房屋做重点调绘标记然后外业调绘补调。同时实测测量一遍测区的实际房屋界址点数据,剔除内业重点调绘标记点的房屋后,检验数据的精度。
结语
无人机航测技术与实际野外调绘相互结合的方式能够加快实际的农村地籍调查的项目进度。无人机航测一次外业飞行,然后转为内业处理,可节省大量的因天气等因素造成的作业时间;同时,基于计算机的自动化建模技术能够节省大量的人力成本,该方法具备一定的推广价值。
参考文献
[1]张小宏.无人机技术在农村地籍测量中的应用[J].农业工程,2018,8(05):86-88.
[2]朱兆先,陈伟伟,陶丹丹.无人机航测技术在农村地籍调查中的应用探究[J].资源信息与工程,2016,31(06):100-101.
[3]宋亮.无人机航测技术在农村地籍调查中的应用[J].北京测绘,2014(04):96-98.
(作者单位:鹿邑县自然资源局)