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多测合一模式下无人机倾斜测量在国土空间规划中的实践探索
摘要:本文聚焦多测合一模式下无人机倾斜测量在国土空间规划中的应用实践,介绍其技术原理、工作流程,结合实际案例,阐述通过完成前期准备,经外业数据采集和内业数据处理生成高精度测绘成果,并实现成果的整合与共享。实践表明,该方式能高效获取空间信息,构建的三维模型直观准确,打破部门数据壁垒,提升规划协同效率,为国土空间规划提供新思路,推动多测合一模式的深入发展与广泛应用。
关键词:多测合一;无人机倾斜测量;国土空间规划
1引言
随着国土空间规划迈向精细化、科学化的新阶段,对地理空间信息的精准获取与快速更新提出了更高要求。传统的测绘手段在面对复杂多变的地形地貌、大规模的区域监测时,逐渐显露出效率低、精度受限、数据完整性不足等短板。在此背景下,“多测合一” 模式应运而生,其整合多项测绘业务,旨在打破数据孤岛,实现一次测绘、多方共享。而无人机倾斜测量技术凭借独特优势成为该模式中的关键力量,它能够从多个角度采集地物影像,通过先进的算法快速构建高精度的三维实景模型,不仅生动还原地表的真实形态,还可精确捕捉各类地形、建筑等细节信息。在国土空间规划领域,无人机倾斜测量结合 “多测合一” 模式,有望为国土空间的合理规划与高效利用注入强大动力,助力规划决策更加科学、精准。
2无人机倾斜测量技术原理与多测合一模式概述
2.1无人机倾斜测量技术原理
无人机倾斜测量技术原理基于多镜头协同作业,通常无人机搭载至少 5 个镜头,包括 1 个垂直向下的正射镜头与 4 个倾斜角度镜头。正射镜头获取垂直视角影像,构建平面地图基础;倾斜镜头则从不同方位(如前、后、左、右倾斜 45° 左右)采集地物侧面纹理信息。飞行过程中,通过高精度 GPS 与惯性导航系统,精确确定无人机位置与姿态,保证影像数据在空间的准确位置。数据采集后,利用专业软件进行处理。首先进行影像匹配,识别同名点,构建密集点云;再依据点云生成三角网,进一步转化为三维模型,还原真实地物场景。该技术能快速、精准捕捉复杂地形与地物细节,为国土空间规划提供详尽、直观的空间数据基础。
2.2多测合一模式内涵
多测合一模式,是顺应工程建设项目审批制度改革而兴起的创新测绘服务模式,依据自然资源部办公厅相关通知,其内涵聚焦于对同一工程建设项目内,时间相近、内容相似且出资主体相同的多个测绘事项进行整合优化。在房屋建筑与城市基础设施等工程项目(特殊工程及交通、水利、能源等领域重大工程除外)的用地、规划、施工、竣工验收以及不动产登记等各阶段涉及的测绘业务中得以应用。该模式强调执行统一技术标准,确保同一标的物仅需测量一次,测绘成果也仅提交一次,从而达成测绘流程的高效化与成果利用的最大化。在实际操作中,多测合一通过整合业务,减少建设单位多次委托测绘机构的繁琐程序,规避技术标准不统一、测绘成果不一致等问题,有力推动部门间、前后阶段与环节间的数据共享,避免重复测绘与多头提交,实现建设项目审批的提速、提质、提效。
3实践案例分析
3.1案例背景
江苏省扬州市作为长三角的重要城市,城市建设与规划发展迅速,对国土空间规划的科学性、准确性和时效性都提出了更高的要求。随着该市国土空间规划工作的深入推进,传统测量方式在效率、精度等方面渐显不足,在此背景下,我公司引入多测合一模式下的无人机倾斜测量技术,开展国土空间规划相关实践探索,以解决测量数据获取难题,提升规划效率与质量,满足城市发展对空间信息的迫切需求。
3.2项目前期准备
首先是资料收集,全面收集相关区域的既有地形图、土地利用现状图、规划文件等资料,深入了解该区域的地理信息、土地权属及规划方向,为测量提供基础数据支撑。然后进行技术方案制定,依据项目需求与区域特点,确定无人机倾斜测量的航线规划、飞行高度、重叠度等关键参数,选用合适的无人机设备及搭载的倾斜摄影相机,确保获取高质量影像数据。同时,组建专业团队,涵盖无人机操控、数据处理、国土空间规划等多领域专业人才,明确各成员职责。最后,开展现场踏勘,熟悉测区地形地貌、地物分布及周边环境,排查影响无人机飞行安全的因素,为后续测量工作顺利开展做好充分准备。
3.3外业数据采集
选用性能卓越的无人机及适配的倾斜摄影相机,按预设航线执行飞行任务,飞行高度依据测区地形起伏及成图精度要求设定,确保获取的影像能清晰反映地物细节,航线重叠度设置为航向重叠约 80%、旁向重叠约 70%,保证影像数据的完整性与连续性,为后续数据处理提供充足信息。在数据采集过程中,密切关注天气状况,选择晴朗、风力较小的时段作业,避免因恶劣天气影响影像质量,同时,实时监控无人机飞行状态,包括飞行高度、速度、姿态以及相机工作参数等,确保设备稳定运行。针对测区内一些特殊区域,如高大建筑物密集区、地形复杂区域等,适当增加飞行架次或调整飞行角度,以获取全方位、无死角的影像数据。此外,在测区内均匀布设一定数量的像控点,使用高精度 GNSS 接收机进行测量,获取像控点精确坐标,为后续影像数据的地理定位和精度校正提供基准。
3.4内业数据处理
数据导入与预处理。将外业通过无人机倾斜测量获取的海量影像数据有序导入专业数据处理软件。在导入过程中,仔细检查数据的完整性与准确性,剔除因飞行故障、信号干扰等导致的无效数据。随后,对影像数据进行预处理,利用软件的自动校准功能,校正因相机姿态、镜头畸变等产生的误差,为后续精确处理奠定基础。
空中三角测量。通过在影像中自动识别大量同名特征点,运用光束法平差原理,解算每张影像的外方位元素以及加密点的空间坐标。此过程中,需人工对连接点进行检查与优化,确保同名点在不同影像上的匹配精度,提高整体测量精度。
三维建模。基于空中三角测量成果,采用先进的三维重建算法,构建测区的实景三维模型。在建模过程中,充分利用影像纹理信息,使模型表面细节更加丰富、逼真,同时,对模型进行优化处理,去除冗余数据,简化模型结构,在保证模型精度与可视化效果的前提下,提高模型浏览与分析效率。
3.5成果整合与共享
成果整合。将高精度的三维模型、详细的地形数据以及丰富的地物属性信息进行有机融合,形成一套完整、全面且相互关联的国土空间数据体系,通过数据标准化处理,确保不同类型数据在格式、坐标系统等方面的一致性,方便后续的查询、分析与应用。根据多测合一业务类型,从三维模型中提取地形测绘成果如等高线图、断面图,为土地整治规划提供地形依据;生成建筑物面积、高度等房产测绘成果,服务于不动产登记;结合规划设计指标,输出规划核实测量报告,反馈项目建设合规性。
4结束语
无人机倾斜测量技术在多测合一模式下于国土空间规划领域展现出巨大潜力,通过高效获取高精度、可视化强的测绘数据,有效支撑了从规划编制到实施监管的全流程工作,显著提升国土空间规划科学性与精细化程度。相信随着技术迭代、标准完善与人才成长,无人机倾斜测量必将成为多测合一的核心支撑技术,持续赋能国土空间规划高质量发展,助力构建更加有序、高效、可持续的国土空间格局。
参考文献:
[1]周密.“多测合一”在工程建设项目中的运用与分析[J].现代测绘.2020,(6).62-64.
[2]任志强.无人机倾斜摄影测量在“多测合一”项目中的应用[J].工程技术研究,2023,5(1):44-46.