1、在 地 籍 测 量中 无 人 机 航摄 影 像 技 术的 应 用分析 张韬 湖 南 省地 球 物理 地 球化 学 勘查 院 摘 要： 随着科学技术的发展速度不断加快, 人们的思维模式也在逐步发生转变, 人们 越发意识到科学技术应用的高效性和科学性, 增加了对科学技术成果的应用需 求, 各行各业的发展都离不开先进的科学技术成果的支撑。 现阶段对无人机的应 用越来越广泛而且其在地籍测量领域显示出了极大的优势。 关键词 ： 地籍测量; 无人机技术; 应用分析; 作 者简 介： 张韬 (1985 ) , 男, 湖南长沙人, 工程师, 主要研究方向为航空摄 影测量及arcgis 数据库建设。 Appli
2、cation Analysis of UAV Aerial Photogrammetry in Cadastral Survey Zhang Tao Abstract ： With the rapid development of science and technology, peoples thinking mode is gradually changing, people are more aware of the application of science and technology efficiency and scientific, increased the applica
3、tion of scientific and technological achievements, all walks of life the development can not be separated from the support of advanced scientific and technological achievements. At present, the application of UAV is becoming more and more extensive and has shown great advantages in cadastral surveyi
4、ng. Keyword ： cadastral survey; UAV technology; application analysis; 地籍测量可切实提升土地资源的利用率, 并且它由旧时的土地保护转变为对土 地科学的规划和管理, 因此, 在实际的土地测量过程中, 地籍测量已成为必不 可少的手段。 地籍测量技术的应用是将地籍调查作为主要测量手段, 并应用测量 技术来实现最终的测量, 测量技术的应用也可为土地资源管理提供切实凭据, 以此为基础, 可促使土地资源管理的高效性和科学性。 1 无人机技术的优势 目前, 无人机遥感技术在全球范围内得到了广泛应用, 是世界研究的重点技术, 也是未来无线遥
5、感技术的研究与发展方向。 无人机技术的更新十分方便, 软件升级只需通过互联网即可完成, 无人机由于 体积较小、 部件模块化, 维修与维护也相对简便, 因此, 成为多个行业的首选操 作技术, 为工程测绘、 农业土地布局、 航拍、 军事探测提供大量的监测信息和数 据, 为我国有关部门制订一系列政策和规范提供有效依据和参考。 无人机的主体 结构包括无人机操作平台、 数码传感器、 数据 处理系统和导航定位系统, 无人机 技术涵盖内容十分广泛, 包括计算机技术、 通信技术、 数据处理及 GPS 定位技术。 无人机技术有着其他技术难以比拟的优点, 具体如下。 (1) 信息更新速度快。 无人机是一种升空飞行
6、装置, 一般采用低空飞行的方式完 成信息收集和图像处理。 (2) 信息分辨率较高, 高分辨率传感器是无人机的主要结构之一, 无人机在航 拍过程中可以获取高清的图像信息, 可满足高比例监测图的要求。 (3) 无人机成本较低。无人机技术运营成本较低, 性价比较高。 2 无人机技术在地籍 测量中的应用 在利用无人机航空摄影技术进行测量时需先对被测区域进行划分和界定, 同时 在无人机起降点预 留充足的空间供无人机起飞和降落使用, 只有做好了准备工 作, 后续的测量工作才能顺利开展, 才可保障测量结果的准确性。 2.1 规划 航线与 测量 范围 一般情况下, 固定翼无人机能满足3 h 左右的飞行时间,
7、除去无人机的起飞和降 落时间, 可拍摄的时间相对较短, 因此, 须控制好航拍时间, 防止无人机因能 源耗尽发生坠机事故。 在保证拍摄质量的情况下, 想要将拍摄时间控制准, 就必 须规划好航线。 同时, 为使航拍数据的完整与测量结果的全面、 准确, 应对整个工程区域内需要 测绘的地区进行规划。 在当前的工程中, 常用方法是将 需要进行测绘的区域划分 为两边等距的、 长条状的小型区域, 并在划分后各区域的 4 个角上分别放置特定 标记, 再根据工程中选用的无人机的飞行时间、 航行距离及飞行速度等因素规划 整个航拍的路线, 设计航拍的流程。 2.2 建立 测量区 域控 制网 为将测量测绘工作进一步细
8、化, 需建立测量区域控制网。 首先应将坐标系内的坐 标点表示出来, 降低后期数据处理的复杂度。此过程中须注意核对好各点坐标, 确保无人机航路正确合理, 从而提高航拍的效率。 2.3 无人 机航摄 影像 数据 处理 无人机航摄影像数据处理的完整流程, 如图 1 所示。 (1) 影像比例纠正。与影像的坐标不同, 相机坐标测量需提前纠正影像的畸变 差。 而需进行纠正的相关参数包括主点坐标 (I0, J0) , 对称畸变的参数 (K1, K2) , 非对称畸变的参数 (P1, P2) , CCD 非正方形 比例系数 及CCD 非正交性畸变系 数 。 (2) DEM 数据匹配。生成测区地表的 DEM 是
9、模型实现 DOM 的基础, 该影像处理流 程如图2 所示。 通过对该模型进行正射投影, 即可实现DOM 。目前, 这一环节的处理中 Pixel Grid 软件是应用最为广泛的处理软件。由于 Pixel Grid 软件能够自 动采集与匹 配拥有多模型、 多重叠特征的 DEM 栅格数据, 能够有效确保测区上方 DEM 点位全 部切准地面的特性。 图1 无人机航摄影像数据处理流程 下载原图 图2 无人机影像处理流程 下载原图 勘测单位可将一个测区作为一个单位, 此时创建的像对正射影像, 即为整测区 像片生成正射影像, 这也是该软件应用如此广泛的重要因素之一。 2.4 内业 采集与 编辑 内业采集以清
10、晰度为前提, 这样才能尽可能放大 拍摄到的影像, 便于观察。 2.5 野外 调绘及 修补 航空摄影测量以内业为前提, 并用外业补充, 完成整体构图, 因此要根据测量 地区的实际情况进行野外调绘。 主要的工作任务是修正原始的 DLG 成果, 包括地 名、 屋檐、 隐蔽物等。 然 后将两项工作结合起来分析, 并保证测量误差符合标准。 3 无人机成果精度影 响分析 分析影响航测成果精度的因素, 有助于提高无人机航测成果精度, 进而更好地 推动无人机航测应用。 与传统大飞机航测方式相似, 无人机摄影测量技术同样需 要进行航线设计、 航摄 飞行、 质量检查、 像控测量等步骤, 以上各过程均对航测 成果精
11、度产生影响。 3.1 像控 点的布 设 像控点的布设好坏对后期成图的质量至关重要。 每条行带至少需要一定数量的像 控点, 其具体数量应根据地形情况确定, 若地形起伏变化较大, 应加密像控点, 否则导致平差数据不能达到精度要求。 像控点应均匀分布于航飞区域, 不能靠近影像边缘, 因为影像边缘质量较差, 像控点受畸变和大气折光等因素影响较大, 增加判读和刺点难度。 刺点精度是影 响像片控制测量精度的又一重要因素, 尤其在高山地区的工程测量中表现明显。 在位于山区、 河 滩、 地 貌较为破碎和居民地稀少地区, 通常测区内找不到较为明 显的地物点, 进而对后期影像刺点精度产生影响。 3.2 仪器 误差
12、 由于无人机体积及载重原因, 无法搭载常规的航测仪进行无人机航空摄影测量。 目前无人机搭载小型数码相机一般为矩形阵面 CCD, 并非传统的正方形, 像片 的重叠度越大基线越短, 基高比越小。 在立体模型下, 同名地物交会角较小, 降低立体观测的效果, 将会对高程精度 的量测产生直接影响。 3.3 外界 因素 对于摄影测量而言, 地物亮度的大小只是像片上的曝光量, 最重要的是在像片 上相邻地物之间的密 度差。 若影像上地物之间没有密度差异, 也就没有影像反差, 进而将无法从影像上辨别地物。 决定影像反差的因素除地物本身特征外, 还取决于阳光部分和阴影部分照度之 间的差异, 如果选择在天气条件较差
13、时进行无人机航测, 必然会影响成果质量。 目前无人机体积较小, 一般在30 kg 之内, 在进行航飞作业时受风力、 风向影响较大, 无法保持直线平稳飞行, 航线倾角、 旁向倾角和旋转角都很大, 飞行姿态 难以控制, 导致影像模糊, 降低影像的清晰度。 另外, 由于无人机航飞作业时一般采用低空飞行, 相对于地面地物的移动速度 较快, 在曝光过程中, 成像面上的地物构像时将产生像移, 进而影响成像质量。 4 结束语 传统的地籍测量方法不仅耗时, 而且成本较高。 随着时代的变迁, 我国的地籍情 况会经常发生变动, 传统的测量方法不能做到实时监控。 因此地籍测量中引用现 代测绘技术势在必行, 随着GP
14、S 卫星的扩大和北斗系统的全面实施, 各种航空 航天设备的准确性不断提高, 利用GPS 和数字摄影测量、 遥感模型将是大多数现 代地籍测量领域技术的更好选择。 参考文献 1 姜友谊.基于遥感影 像的农村宅基地地籍测量方法研究J.测绘通报, 2013 (2) :31 33. 2 郑培.地籍测量与现 代测绘新技术的精度控制J.硅谷, 2013 (2) :20 21. 3 宋洋.GPSRTK 技 术在地籍测量中的应用探讨J.中国新通信, 2013 (8) :81, 87. 4 江伟涛.南京国民政 府时期的地籍测量及评估 兼论民国各项调查资料中 的 “土地数字 ”J. 中国历史地理论丛, 2013 (
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