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倾斜摄影测量在农村地籍测量中的运用

发表时间：2020/10/15 来源：《基层建设》2020年第19期作者：张豪

[导读] 摘要：随着全国性的农村地籍测量工作的开展，大比例尺地形图的测量工作压力也越来越大，如何在保证精度的前提下最大限度地提高工作效率，成为当下研究的热门，由此低空无人机倾斜摄影测量走入了农村地籍测量的领域。倾斜摄影测量具有高效率、高精度、高性价比的优点，可以极大地减少野外测量的工作，在条件允许的情况下相对精度可以达到±5cm，已可以满足1∶500地籍图的需要。文章结合南方某省某镇的地籍测量项目，分析倾斜

        河北翔通信息技术有限公司
        摘要：随着全国性的农村地籍测量工作的开展，大比例尺地形图的测量工作压力也越来越大，如何在保证精度的前提下最大限度地提高工作效率，成为当下研究的热门，由此低空无人机倾斜摄影测量走入了农村地籍测量的领域。倾斜摄影测量具有高效率、高精度、高性价比的优点，可以极大地减少野外测量的工作，在条件允许的情况下相对精度可以达到±5cm，已可以满足1∶500地籍图的需要。文章结合南方某省某镇的地籍测量项目，分析倾斜摄影测量在农村地籍测量中的运用。
        关键词：倾斜摄影测量；农村地籍测量；应用；问题
        1倾斜摄影测量技术概述
        1.1 倾斜摄影测量技术
        经过在相同平台中放置五个传感设备，在倾斜、垂直等多个角度上收集相应的影像。在相片实际拍摄过程中，要对航高、航向以及航速等多个数据进行记录，之后整理以及分析倾斜影像情况。在相同的时段中，飞机需要对影像重叠的相应照片进行连续拍摄，相同的地物可以在三张照片中找出来。在这样的情况，业内工作人员能非常轻松地探究以及分析建筑物具体结构，并且可以选取比较清楚的照片展开纹理制作。这样用户可以获得更加直观以及真实的实景信息内容。影像数据信息一方面可以对地物进行直观的展现，并且能经过科学合理的先进定位科学技术，将影像信息以及地理信息等渗透其中，获取相应的用户体验，进而在很大程度上拓宽了遥感影像的实际运用范畴。
        1.2 倾斜摄影测量技术
        构成随着倾斜摄影测量技术的快速发展，其主要内容包含倾斜相机以及飞行载具等。飞行载具能对倾斜摄影测量仪器展开航拍，根据具体航线设计飞行路线。使用相同的曝光形式对地面的具体影响信息进行收集。不管是比较大比例的测图，还是实景三维建模，在倾斜影像质量的具体处理过程中使用POS系统展开。依照项目的实际设计需求情况，针对倾斜相机以及飞行载具等展开科学合理的搭配，进而根据多样性数据信息获得相应的解决方法，这样的方法非常重要。
        2项目简介
        此项目区域范围为整镇的农村区域，面积约100km2，含宅基地约10000户，地势平缓，宅基地主要分布在河流与道路两侧，极为分散，但是此区域相对富裕，农村规划相对整齐，比较适合无人机倾斜测量。
        3无人机的选择与摄影测量方案
        此项目采用2飞马D200+D-OP300倾斜测量方案，该方案具备的优势：多旋翼平台起降灵活性高，飞机简单易用可单人作业，便携可靠；相机高分辨率、可获取高质量数据；无人机单次有效作业时间可达30min，实际作业面积约0.4km2、每天可飞8个架次作业面积约3km2，本项目采用3台飞机同时作业；RTK/PPK融合的免像控作业模式，极大地减少了像控点的需求。
        4摄影测量技术流程
        （1）测区踏勘。倾斜摄像测量技术在农村地籍测量的应用，为确保测量数据的准确性，测量作业中首道作业工序即为测区踏勘作业。通过踏勘了解测区的情况行政区域分布、控制点保存情况、地形地貌、房屋分布如房屋密集程度、道路是否通视、楼层高度是否遮挡GPS信号等，通过对测区的踏勘，了解测区的基本情况，以便布设图根点；同时，为保证地籍测量精度，飞行相对高度较低，现场踏勘可以有效地掌握测区情况，保障飞行安全。踏勘作业的有效实施，对于提升作业中的安全性以及保障人员的生命安全，发挥了重要的作用。
        （2）航线设计。农村地籍测量中应用倾斜摄像测量技术，主要应用的测量设备为无人机，无人机在测量应用中，为确保测量数据的准确性，实施航线设计作业，为技术实施中的主要作业内容。

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其中关于航线设计作业的实施，为满足地籍测量5cm精度需求，根据测区踏勘的情况，针对此次作业区，D200设计地面分辨率2cm，航高为128m，航向重叠度为80%，旁向重叠度为77%，预计飞行时间为28min。另外在具体的飞行测量作业实施中，作业人员应注重落实无人机电池储量的检查，以及飞行前期无人机运行性能的检查，确保无人机电量储量，以及运行性能满足测量需求。
        （3）设备软件硬件检查。倾斜摄影测量在农村地籍测量中的应用，设备检查工作的开展为重要的作业内容。良好的设备检查工作开展，对于后期的测量质量提升以及测量数据的准确性保障发挥了重要的作用。其中设备硬件的检查，主要针对测量中应用的无人机、摄像设备以及辅助测量设备性能进行检测，以此确保相关设备应用性能的稳定性。其次，软件检查作业的实施，主要通过网络数据传输测试以及系统设置检查方面，进行软件设置状态、运行状态的检查，以此确保在测量数据处理中软件运行的稳定性。
        （4）像控点布设。要满足地籍测量的精度要求项目仍然需要布设少量控制点，本项目平均每平方千米像控点为10个，同时布设部分检查点。像控点采用地面喷绘油漆作为测量标志，利用GPSRTK采用强制对中杆测量标靶中心坐标，每个点位进行2～3次测回操作，取其平均值作为真值，将控制点精度控制在2cm以内。另外在标靶设置中，作业人员应注重标靶的固定操作，避免因刮风等原因造成标靶倾斜、倒地，以及测量数据不准确或缺失现象。
        （5）外业飞行。D200采用无遥控器全自动起降，整机模块化设计外业10min之内即可完成起飞，整个过程无需任何人工干预，即可保障数据采集；飞行完成后及时下载数据，包括照片、机载POS、机载GPS数据、基站数据，并现场检查数据质量及完整性。
        （6）内业处理。无人机按照既定航线，以及既定速度完成测绘区域的飞行任务之后，结合飞行过程中的数据传输、图像传输，进行地籍测量中的数据处理作业。其中在具体的内部业务处理中，主要的作业流程以及作业内容包括：差分解算、坐标转换、空三预处理、空三处理、三维重建、三维测图。
        （7）设备回收。基础勘察作业，数据分析作业完成之后，作业人员应进行无人机设备的回收。回收中应确保组件拆卸的准确性以及放置位置的准确性，确保下次无人机设备的有效应用。其次，还应落实现场天线装置以及相关辅助设备的回收处理，规避因设备遗失造成的经济损失以及其他不良现象。4成果精度分析通过外业全站仪采集检查点，钢尺核对边长，最终整个项目平面点位中误差为±4.6cm，边长相对中误差为±8.6cm，满足项目精度要求。
        5存在的问题
        （1）信号干扰问题。
        整个项目中，发现无人机在高压走廊地带，受到很大的干扰，导致无法形成三维模型，重飞两次依然如此，最终此地区采用全站仪采集。并且因受到电池技术的限制，旋翼无人机的单次续航时间较短。
        （2）电池续航问题。
        通过这个项目可以清楚地看出来，现在低空无人机倾斜摄影测量，已基本可以在地籍测量中运用，精度基本满足要求，虽然有个别区域会出现干扰，但是并不影响其高效率工作，相信日后通过突破电池技术瓶颈以及GPS信号干扰抑制技术的发展，摄影测量技术将地籍项目中大放异彩。
        （3）安全问题。
        从倾斜摄像测量在农村地籍测量中的应用现状进行分析，安全问题为技术应用中主要存在的问题。其中安全问题，主要表现在交通安全、环境安全、设备安全以及测量中的人员人身安全方面。为此，从测量作业实施中的安全控制方面进行分析，关于安全管理作业的实施，测量单位应通过多个方面进行控制落实。第一，落实作业人员的专业技能培训，确保作业人员在设备操作，数据处理中的专业性和准确性；第二，合理配置作业人员，如司机、后勤人员、技术支持人员，以此确保测量工作的有序推进；第三，加强作业人员的安全意识培训以及安全知识的教育培训。
        参考文献：
        [1]耿守民，王海涛，赵彤彬，等.低空倾斜摄影在后河水库工程地形图测量中的应用[J].陕西水利，2019（8）：128-129.