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国土调查中无人机倾斜摄影测量技术的应用

2021-12-15 136 上传者：管理员

摘要：在国土调查工作中，应用无人机倾斜摄影测量技术，不仅能够提升工作效率，还可以更好地捕捉传统测量技术无法探寻的死角部位，保证所获信息的准确性和全面性。文章阐述了无人机倾斜摄影测量技术的优势所在，分析了其在国土调查工作中的应用前景。

关键词：
卫星遥感技术
国土调查
城市化建设
无人机倾斜摄影测量技术
测绘技术
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1、引言

国土调查是一项涉及内容多、涵盖范围广、工作周期长的系统性工程，在过去很长一段时间，受科学技术水平的制约，国土调查工作均是基于卫星遥感技术来实现，虽然传统卫星遥感技术拥有较为突出的优势，但是随着科学技术水平的飞速发展，传统方式的弊端愈发凸显，例如，技术周期比较长，整体费用相对较高等，传统方式已经无法满足新时代环境下国土调查工作的实际需求。在系列国土调查中充分应用无人机倾斜摄影测量技术后，传统遥感技术的不足之处能够得到弥补，不断向前发展的无人机遥感技术也为我国系列国土调查工作的顺利开展提供了保证，同时也切实提升了国土调查工作效率。

在我国社会经济高速发展的背景下，城市化建设正在不断推进，使得各个地区对于土地的需求量呈现出飞速提升的状态，而与之对应的土地调查工作，因其在实际开展过程中会受环境因素以及气候条件所带来的双重影响，导致其整体工作效果不尽人意。因此，需要积极引入各种现代化的全新技术，保证国土调查工作能够顺利开展。

无人机技术是应用较为广泛的一种技术手段，特别是倾斜摄影测量技术，能够提供更加丰富的数据信息，在国土调查工作中起到至关重要的作用。

2、无人机倾斜摄影测量技术的优势所在

2.1 高分辨率的实景模型

在国土调查工作的实际开展过程中，其主要任务是对所在地区内部的地类以及应用现状进行深入调查。因此，这也在潜移默化间对调查地图的分辨率以及准确性提出了更高要求，以求在根本上提升国土调查数据信息的真实性和稳定性。利用现代化的无人机倾斜摄影测量技术，能以高分辨率的实时航空影像作为基础，将其看作建模所用的基础材料，使得最后所出的三维模型贴图内部的分辨率以及实效性能够在最大程度上得到保障，并作为国土调查的基础数据信息[1]。

2.2 高效率的建模

无人机的倾斜摄影测量技术主要是利用高集成度GPS的无人机，并在其中搭载垂直角度以及倾斜角度的无镜头高分辨率传感器，对统一部位的影像进行多方位采集，将最后的影像作为关键数据信息基础内容，并利用PIX4D以及Smart3D等现代化软件实现自动化、高速化的建模。因此，相对于传统的人工操作单体化建模方式，无人机倾斜摄影测量技术有更高的建模效率和质量，能够最大程度地满足国土调查工作对于建模方面的基本需求。

3、无人机倾斜摄影测量的关键技术分析

3.1 多视影像密集匹配技术

多视影像有相对较大的覆盖范围，且拥有极高的分配率，但在实际匹配过程中需要进一步考虑各种多余信息。在多视影像中，要及时获取相应的坐标点位，掌握其中的三维信息，由于在建模过程中所涉及到的同名点很难通过传统方式进行获取，使得工作过程中内部工作人员对与多视影像的匹配更加重视，并且取得了相对较为优异的效果。无人机倾斜摄影测量技术中的多视影像密集匹配技术，可以在建筑物的侧面位置更好地识别边缘信息以及纹理信息，并借助多视影像来获取二维数据信息，将其进一步转化为三维数据信息，对建筑物的多个墙面进行分析扫描，这样可以更好地明确建筑物的侧面结构，更加准确地获取建筑物的高度以及轮廓[2]。

3.2 多视影像联合平差技术

多视影像，其在本质上是由倾斜影像数据信息以及垂直影像数据信息联合组成。在传统的空三角测量技术以及测量系统中，无法对倾斜影像数据信息进行更加高效、全面的处理，而利用多视影像则可以有效分析影像所产生的具体几何变化以及其中存在的遮挡关系，基于PDF系统的测量技术，还可以采用金字塔匹配策略的方式，保证其中各个同名点之间的匹配程度。另外，为了进一步提升平差结果的准确性以及稳定性，还可以创建连接线与连接点以及控制点坐标等影像自检模式，矫正具体的区域误差方程。

4、在国土调查工作中的应用现状

自第三次全国国土调查工作正式开展以来，无人机倾斜摄影测量技术已经得到了多方面的关注，在具体的实施方案中明确指出，在第三次国土调查活动中，应当将第二次土地调查的成果作为基础，进一步对资源的利用情况以及分布状况展开深入分析。而站在目前国土调查工作实际进展的角度来看，无人机倾斜摄影测量技术有十分显著的优势：

1）在无人机倾斜摄影技术的支持下，可以进一步提升三维模型的建模效率以及建模质量，采用具有高分辨率的五镜头传感器，能够对同一个地点展开多角度、多层次的影像记录，并通过后续PIX4D以及Smart3D等软件来更好地对数据信息进行处理，在这一过程中，能够更好地保证数据信息的准确性；

2）由于我国的国土调查工作中，需要对同一个区域范围的不同地貌特征和利用情况展开深入分析，而无人机倾斜摄影技术正好满足了这一需求。凭借这一技术优势，能够通过高分辨率的数据信息采集，提供真实性的数据信息，在无人机技术的支持下，这种高分辨率的航空影像能够为国土调查工作中的建模提供更加完善的数据信息，使工作人员能够通过一系列技术手段来更好地提升国土调查的工作效率以及工作质量[3]。

5、在国土调查工作中的应用前景

5.1 内业预判中的应用

内业预判，是整体国土调查工作中至关重要的环节，其主要是将国家下发的“三调”底图影像以及各个地区的资料作为基础内容，提取出完全不同的图斑来展开图斑边界重绘工作以及地类属性的重绘工作。因此，其具体的影像质量会对内业预判结果产生直接影响。同时由于职称内业预判工作的关键“三调”底图主要是二维正射影像，这就导致对大部分地类很难进行预判，地类边界的勾绘也不够准确。例如，某一个地类中并未进行硬化的池塘以及水田，其在二维正射影像中，具体的色彩以及纹理方面十分类似，相关的内业预判工作人员只能通过“二调”来展开具体判断，这就会引发内业判断失误。然而，将无人机倾斜摄影测量技术中所产生的实景三维模型运用到内业预判中，就可以有效解决这些问题。在三维模型中，耕地中的边界不仅不再受周边地物以及阴影带来的影响，而且可以通过不同的视角来更加准确地勾画出图斑的边界，由于三维模型自身的精准程度相对较高，内业判读人员可以直接对水田、耕地种植属性等方面进行更好地判读，从根本上提升内业预判效率。

5.2 外业举证中的应用

在外业调查举证工作中，其主要是依靠现代化的“互联网+”以及3S等技术手段，对于内业中那些无法预判或是与国家标准不一致的图斑，直接进行外业的拍照举证，具体通过举证人员精准引导的方式，使其进入到现场进行举证，并且详细记录好每一张外业照片中的举证时间、举证坐标以及方位角，将最终得到的举证照片与举证图斑进行关联，从而更好地完成举证工作。由上文的介绍可以明确，三维模型中的贴图有相对较高的分辨率，且在模型方面十分精细，能够更加准确地分辨出不同地类以及地类的内部特征，在最大程度上降低与国家标准不同的图斑量，减少外业举证的整体工作量，稳步提升外业举证效率。而在外业举证的图斑中，建设用地图斑是至关重要的组成部分，尤其是部分林下房，举证工作人员往往由于自身的工作经验不足，或是追求工作效率，导致所取得的举证照片质量不合格，无法真实地反映举证图斑的具体现状，使得整体外业举证工作需要进行重新开展，大大延长了工作时间。而采用无人机倾斜摄影技术，其中的三维模型可以更加清晰地反映建筑物以及部分林下房的主要纹理以及棱角，并且不需要外业工作人员进行现场取证，从根本上提升了外业举证的工作效率[4]。

5.3 成果数据展示中的应用

国土调查工作的具体成果可以详细划分为图件成果、数据成果以及文字成果，其中的图件成果包括各个市级、县级土地的利用图件以及专题图件；而数据成果包括了自然调查以及土地调查等数据信息；文字成果有工作报告、数据报告以及技术报告等多个方面。由此可以看出，这三种调查成果在展示时都呈现出一种独立的状态，而利用无人机倾斜摄影测量技术，就可以利用三维模型来真实地反映出地形、建筑物以及植被，是更多数据成果的展示载体。

6、结论

我国的无人机倾斜摄影测量技术起步相对较晚，在国土调查中的应用更晚，相对于传统的二维调查地底图，其能够更加清晰地反映地物细节以及地物纹理，将各种各样的地物进行三维展示，为后续内业人员的预判以及勾绘提供了便利，大大减少了外业举证的工作量。因此，必须要加大对无人机倾斜摄影技术的重视程度，将其与国土调查工作有效融合，使其能够更好地发挥作用。

参考文献:

[1]乔天荣,马培果,许连峰,刘平利.基于无人机倾斜摄影测量的关键技术及应用分析[J].矿产勘查,2020,11(12):2698-2704.

[2]张昊,尚阳.无人机倾斜摄影测量技术在国土调查中的应用前景[J].科技创新导报,2020,17(01):40-41.

[3]郑辉.浅谈无人机倾斜摄影测量技术在国土调查中的应用[J].门窗,2019(19);256.

[4]雷瑜,周吾珍.浅析无人机倾斜摄影测量技术在国土调查中的应用前景[J].资源与人居环境,2019(07):11-13.

文章来源：王溆栋,董佳.无人机倾斜摄影测量技术在国土调查中的应用前景[J].华北自然资源,2021,(06):77-79.