浅谈无人机低空摄影测量技术在城镇地籍测量中的应用

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:潘辉
[导读] 摘要:随着我国城镇化建设进程的不断加深,各地区的城镇地籍测量任务不断加重,测量要求不断提高,原本的测量技术已经不能够充分满足地籍测量需求,如何提升地籍测量有效性,是当下工作人员重点思考的问题。
        广西华遥空间信息科技有限公司  广西壮族自治区南宁市  530000
        摘要:随着我国城镇化建设进程的不断加深,各地区的城镇地籍测量任务不断加重,测量要求不断提高,原本的测量技术已经不能够充分满足地籍测量需求,如何提升地籍测量有效性,是当下工作人员重点思考的问题。工作人员借助无人机设备,灵活利用其中的低空摄影技术,充分发挥其影像清晰、数据准确、操作简单、能够小范围低空作业的优势,提升城镇地籍测量效率。本文简要分析了无人机低空摄影测量技术及其在城镇地籍测量中的应用优势,对无人机低空摄影测量技术在城镇地籍测量中的应用方法进行深入探究。
        关键词:无人机;低空摄影测量技术;城镇地籍测量
        在农村城镇化建设过程中,需要加强地籍测量力度,精准获取农村区域实际情况,为之后规划城镇建设提供可靠依据。随着现代科学技术的快速发展,人们将无人机、低空摄影测量技术引入地籍测量中,能够有效适应地籍测量工作的复杂性、耗时性与精准性,提高地籍测量作业效率与作业精度,减少人工外业测量工作量。在实际过程中,工作人员使用低空摄影测量技术,需要根据城镇地籍测量目标,优化设计测量流程,按照规定流程完成数据采集、数据分析、三维建模等环节,形成精准、可靠、真实、实时的地籍测量成果,为之后的城镇规划与建设提供重要依据[1]。
        一、无人机低空摄影测量技术及其在城镇地籍测量中的应用优势
        (一)无人机低空摄影测量技术概述
        无人机低空摄影测量技术就是指将高分辨率数字影像获取为主要目标,将无人机作为搭载平台,将具有较高分辨率的数码摄像机、摄影机作为图像获取装置,引入传感器设备,将3S技术应用于系统集成中,最终形成的影响获取装置,能够自动采集较小面积、真色彩、大比例尺、现实感较强的图像,能够将图像转化为数据传输于控制中心,从而实现定点监控、区域环境分析、高压线路监控、影视航拍、地理勘察等工作目标。这一技术具有小范围作业、高精度影响、实时测量与数据传输的应用优势。此技术在城镇地籍测量中的应用流程微:现场勘查—资料收集—技术设计—实景建模处理—内业勾图—质量检验,其中现场勘查与资料收集为基础环节,需要到相对应的区域内测量现场情况,寻找合适的飞行地点,与测量现场有关部门进行实时沟通,搜集天气气象资料,制定合理的飞行时间与方案,选择合适的飞行器,设计航线,论证航线的重叠度与航次参数,最终形成具有较强可行性的低空测量摄影方案。在建模过程中,借助具体软件对低空摄影获得的影像数据进行处理,自动生成实景三维模型,之后请内业三维勾图,通过质量检验查缺补漏。
        (二)无人机低空摄影测量技术在城镇地籍测量中的应用优势
        在城镇地籍测量中应用无人机低空摄影测量技术,是考虑到这一技术能够快速获取与处理影像数据,为制作地面模型、区域影像测绘图提供可靠、真实的依据。结合低空摄影测量技术特点,其在城镇地籍测量中的应用优势具体体现如下。
        第一,具有较强灵活性。无人机具有飞行灵活、操控便捷、深入隐蔽位置拍摄等功能,其受到外界自然因素的影响较小,能够在多种不同恶劣环境中作业,具有人工作业所不具备的独特优势。
        第二,具有低空作业功能。无人机低空摄影技术能够满足超低空飞行摄像需求,能够有效改善普通航拍摄像技术受到云层遮挡难以获取完整影像的不足,且获取影像分辨率较高。在实际作业中,这一技术能够实现多角度、低空快速拍摄,获取建筑物、构筑物的多面高分辨率纹理影像,有效解决城镇地籍测量中建筑物遮挡难以获取影响的问题[2]。
        第三,具有较高精度。这一技术装置中安装了具有超高分辨率、超大比例尺的摄像设备,能够实现50m-1000m范围内的低空摄影,且摄像的精度范围能够达到0.1-0.5m,满足1:1000比例尺的测图需要。
        第四,作业操作便捷。无人机低空摄影测量技术使用过程中,只需要工作人员熟练掌握无人机的操控,在作业之前对工作人员进行一段时间的无人机操控训练即可,能够有效实现无人工测量,具有作业成本低、人员安全性较高、操作便捷的特点。
        第五,作业周期较短。无人机低空摄影测量技术的使用,主要是针对面积较小区域的大比例尺测量任务,且采取全野外数据采集法式,作业量较大。这一技术能够实现全工程化、自动化,在获取图像的同时自动处理数据,实时传输数据与图像,在较短的时间内完成较大的工作量,从而提升工作效率[3]。


        二、无人机低空摄影测量技术在城镇地籍测量中的应用方法
        结合本地区市政建设有限公司承接的区域城镇地籍测量项目为例(城镇地籍测量项目A),a区域的地籍测量面积为15km2,需要满足1:500的测图需要;b区域的测量面积为30km2,需要满足1:1000的测图需求。在a区域的摄像过程中,需要具备优于2cm分辨率的低空摄影,b区域的摄像过程则需要优于5cm分辨率的地开工摄影,借助3D软件构建三维模型,之后利用软件勾画地形图。
        (一)提出测量流程
        根据“城镇地籍测量项目A”的作业需求,本次设计无人机低空摄影测量技术的作业流程为:
        (1)搜集资料,现场勘查,对a、b两个区域进行现场勘查,确定合适的起飞点,了解两个区域的飞行限制情况、摄像限制情况,与区域周边有关单位进行沟通与协调,同时明确测量当日的气候情况,确定飞行时间。
        (2)对低空摄影测量技术进行设计,选择合适的无人机飞行器,制定具体的飞行路线、时间、航线重叠度、航次及其他参数,制定具有较强可行性的飞行与测量方案。
        (3)采用低空摄影教科书,采集航测飞行数据;
        (4)利用3D软件处理数据与影像,构建a、b两个区域的地籍测量三维模型[4]。
        (二)地籍测量数据采集
        在明确了无人机低空摄影测量技术的实施方案之后,需要结合当天的具体气候情况,若天气条件满足飞行需要,则可以安排外业无人机低空摄影的图像采集工作。工作人员可以根据实际需求,结合a、b两个区域的现场条件,控制飞行高度在50m-200m之间,且保证飞行航线符合技术要求,保证飞行高度、地面分辨率、图像元素尺寸等参数之间的关系满足三角比例关系。在低空摄影测量完成之后,需要生产自动化模型,这就要求测量图像的旁向重叠度≥66%,且航向重叠度≥66%。为了提升无人机低空摄影测量有效性,工作人员可以使用专业的航线设计软件,根据摄像机的情况,自动生成各个曝光点,曝光拍摄[5]。
        (三)数据处理构建三维模型
        在借助低空摄影技术获取城镇地籍测量数据之后,需要检查数据质量,若发现存在不合格的图像,则需要补飞,保证获取的影像质量满足要求之后才可以进入下一环节。之后,需要对获取图像进行均匀色处理,调整摄像过程中自然产生的光色差收益,通过几何校正、同名点匹配、区域联合平差等环节,将每张低空摄影均在三维空间中有自己的位置与数据。之后,内业人员使用3D软件处理影像,自动生成具有较高分辨率的三维网络模型,精准体现摄像对象的色彩、形态、细节,实现三维模型的构建,完成本次地籍测量工作任务[6]。
        结语
        综上所述,相较于以往的常规地籍测量方法,无人机低空摄影测量技术能够有效提升城镇地籍测量效率,适应多种不同的测量作业环境,且降低外业测量工作量,在城镇地籍测量方面具有较强的应用优势。在今后的城镇地籍测量工作中,建议要结合不同地区的城镇地籍测量作业环境,优化设计无人机的测量系统,设置明确、具体的测量作业流程,促使无人机能够自动化作业,自动获取目标区域的城镇地籍信息,获取精准影响与真实数据,进一步提升城镇地籍测量效率,为我国城镇化的发展提供有力支持。
        参考文献:
        [1] 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.
        [2] 陈阡然.无人机航空摄影测量技术在城镇地籍测量中的应用[J].地矿测绘,2020,3(2):38-39.
        [3] 李同光,符惠伟.无人机倾斜摄影测量技术在地籍测量中的应用研究[J].南方国土资源,2020,No.216(11):50-52+56.
        [4] 储智.探讨倾斜摄影测量技术在农村房地一体地籍测量中的应用[J].工程建设与设计,2020,No.432(10):28-29.
        [5] 侯小艳.基于倾斜摄影测量技术的农村地籍测量研究[J].科技创新导报,2019,v.16;No.499(31):46-47.
        [6] 马茜芮,黄振华.无人机倾斜摄影测量技术在地籍调查中的应用[J].测绘通报,2020(S1).
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