张思远
黑龙江北斗国土测绘有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150000
摘要：利用无人机倾斜摄影技术与高精度差分GNSS技术相结合的方式获取原始数据，利用后差分解算处理得到的高精度POS数据进行空三加密、三维重建生成真三维场景，并通过在测区布设大量检查点的方法对数据成果精度进行了验证。通过验证表明，数据成果精度满足地籍测量对界址点等平面中误差小于等于5cm的精度要求。
关键词：无人机；高精度；GNSS技术；倾斜摄影
地籍测量是土地管理工作的重要基础，主要是精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积及地籍图，为土地管理工作和国民经济建设提供支持。传统的地籍测量工作，都是依靠大量的人工去实地测量，这样虽然能够保证地籍测量工作的精度需求，但是工作效率低，测量周期过长，使得地籍测量工作成本过高。无人机倾斜摄影技术利用无人机低空多位镜头摄影来获取高清立体的影像数据，可自动生成三维地理信息模型，实现快速获取地理信息。针对测绘行业的不同需求，它同时具备高效率、低成本、获取数据精确、操作简单灵活且侧面信息可用等诸多优势。
1传统农村地籍调查的方法
解析法和图解法是目前农村地籍调查的主要方法。简而言之，解析法就是先数字化测图后再调查，图解法则是在正射影像图作为底图的基础上展开调查。两种方法各有优缺，解析法较图解法精度高，但是工期较长，图解法精度较低，但工作时间短。方法的选择需结合实际作业地区的情况，发达地区和中心城区一般使用精度更高的解析法，图解法因其操作简单，适合应用于边远山区。
1.1解析法
以满足农村集体土地确权登记发证工作为出发点，充分利用已有地籍调查成果和登记成果，开展宅基地、集体建设用地和零星国有建设用地土地权属调查、农房调查和地籍测量。
1.2图解法
以高分影像成果为主要数据源，充分利用已有土地调查、登记和户籍等资料，通过室内采集与调查、外业调查与边长丈量、内业整理与建库，多快好省地完成农村地籍调查工作。从以上两种方法的技术路线不难看出，解析法对实施单位要求更高，解析法要求实地用GPS、全站仪数学化测完图，形成工作底图后才能开展调查，因此需要投入大量的测绘专业技术人员为了提高效率，本单位在A地区和B地区尝试使用无人机低空摄影测量方法进行地籍测量工作，以期降低外业的人员投入和工作效率，突破传统地籍调查技术瓶颈。
2无人机高精度倾斜摄影技术系统
近年来，随着无人机技术的快速发展，无人机测绘已成为一种新趋势，已在大量的测绘工作开展中得已应用。但是，无人机在地籍测量工作中应用少之又少，究其原因如下：①地籍测量对于界址点等平面中误差的精度要求在5cm以内，目前很多无人机技术还无法满足这一精度水平；②基于无人机传统航空摄影的手段，只能从垂直角度获取地物信息，以形成正射影像，无法获取较为完整的地物侧面信息，进而使得地籍测量外业调绘工作很多，工作效率较传统地籍测量方法并没有提高。因此，目前无人机正射影像在地籍测量工作中更多是扮演一个“辅助者”的角色。
倾斜摄影技术是测绘领域近年来发展起来的一项高新技术，打破了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理
流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。随着无人机倾斜摄影技术和高精度GNSS技术的结合与发展，无人机高精度倾斜摄影技术得以实现，这一技术解决了地籍测量工作面临的“瓶颈”问题，使得无人机测绘新技术在地籍测量工作中大展身手成为了可能。
无人机高精度倾斜摄影系统主要包括：无人机飞行平台、倾斜摄影相机、PPK后差分系统和数据处理系统等。
2.1无人机飞行平台
本文数据采集无人机平台采用专业级六旋翼飞行器，重量轻、升力大、荷载能力强，采用免工具快拆结构，支持手动精准控制及航线自主飞行，航时长，抗风性好，并具备一定的雨中作业能力，广泛应用于险情侦测、技术侦查、边境巡查、搜救搜捕、路面监测、地理测绘、电力巡检、森林防火、抗震救灾等领域。
2.2倾斜摄影相机
倾斜摄影相机采用成熟可靠的工业化设计和制造工艺，机身采用工业级ABS材料，高度模块化的机身组件，设计装配多台传感器；实现高分辨率、宽区域覆盖的立体影像数据获取；能适应多种飞行平台和大多数自然天气环境。
2.3PPK后差分系统
航测无人机定制化GNSS接收机，三星多频高精度测量板卡，输出频率1～20Hz可调。通过差分后处理解算，得到厘米级POS定位精度，辅助空三解算，可有效提高效率。
2.4数据处理系统
倾斜摄影三维自动建模软件DP-Smart是一套基于从空地多源序列影像，全自动生成高分辨率三维模型的自动化建模软件。该软件基于摄影测量、计算机视觉及计算几何算法，支持全自动空三解算、密集点云生成、构建TIN网、自动纹理映射等步骤，实现三维模型的快速生成。
3无人机高精度倾斜摄影技术路线
无人机高精度倾斜摄影技术路线主要包括数据获取、像控点布设与采集、数据处理与数据成果精度验证等。
4地籍测量可用性探讨案例
4.1探讨案例一
该案例实际为甘肃省兰州市榆中县某村镇项目。为了保证数据的效果和精度，航飞时，将航向重叠度设为80%，旁向重叠度设为65%，地面影像分辨率优于2cm，航飞面积为0.25km2。
为了保证数据精度和验证最终数据成果精度满足地籍测量精度要求，在测区内均匀布设4个像控点和6个检查点。
通过PPK后差分解算获取高精度后差分GNSS数据，从而得到空中影像曝光点的高精度POS信息。利用DP-Smart倾斜摄影自动建模软件对高精度数据进行空三加密解算、三维重建，进而得到高精度真三维场景数据。
从真三维模型上提取相应检查点坐标值与实际外业采集坐标值进行对比分析，检查点误差对比统计如表1所示。
表1检查点误差对比统计表
从表1可以看出每个检查点的精度都很好，整体的平面中误差为4cm，精度优于地籍测量对界址点等平面位置中误差小于等于5cm的测量精度要求，可满足地籍测量工作的要求。
4.2探讨案例二
该案例是在广东省某市城区设计的一个补充案例。测区面积为0.1km2，航飞获取地面影像分辨率为1.5cm，测区内共布设检查点36个。
数据获取后，通过PPK后差分解算获取高精度后差分GNSS数据，从而得到空中影像曝光点的高精度POS信息。利用DP-Smart进行空三解算及自动化建模后，在模型上量测检查点坐标信息，与外业实际采集检查点坐标值进行偏差对比。通过检查点的中误差，判断模型精度是否能满足地籍测量精度要求（平面位置中误差5cm）。
5结论
通过探讨案例数据，验证表明无人机高精度倾斜摄影技术获取数据成果精度高，可以满足地籍测量对界址点等平面中误差小于等于5cm的精度要求。随着无人机倾斜摄影技术的不断发展和提高，其获取数据的能力和精度必将不断提升，无人机倾斜摄影技术与高精度GNSS技术的结合，也可大量减少外业像控布设和外业调绘的工作量。无人机高精度倾斜摄影技术将会彻底改变地籍测量工作的作业方式，在地籍测量工作中应用前景广阔。
参考文献：
[1]万银钱.基于无人机倾斜摄影测量技术的地籍测量研究[J].科技创新导报,2019.
[2]何淼.无人机低空倾斜摄影测量在地籍测量中的应用[J].城市勘测,2019,000(003):96-99.
张思远（1990.8.20--）；性别：男，民族：汉，籍贯：黑龙江省哈尔滨市南岗区人，学历：本科；现有职称：初级助理工程师；研究方向：测绘。