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关于无人机倾斜摄影测量技术在农村不动产测绘中的应用研究
摘要:无人机倾斜摄影测量是近年来出现的一种新兴测绘技术手段,具有采集影像迅速、全自动三维建模、精度高、操作灵活方便、效率高、成本低等特点,已广泛应用于测绘领域。农村不动产登记项目是党中央、国务院为规范农村宅基地管理、促进和保护农民合法财产权益,连续5年写入中央一号文件的一项基础性惠民工程。无人机倾斜摄影测量用于农村不动产登记项目,发挥无人机倾斜摄影测量的技术及成果优势,把农村不动产登记项目海量的外业工作搬到室内来完成,确保项目质量,提升项目工作效率
关键词:无人机倾斜摄影测量技术;农村不动产测绘;应用
前言
传统农村房屋不动产测绘对全站仪和RTK测量等应用的较多,不仅对人员的需求量较大,且整个过程也需花费较长一段时间,作业效率不高。无人机倾斜摄影测量技术能够在投入较少资金的情况下,高效完成对数据的采集,重建的三维模型不仅可量测,且具有清晰的纹理与非常高的精度,能在极短时间内获得地理信息。因而,在农村不动产测绘中科学应用无人机倾斜摄影测量技术具有积极意义。
1斜摄影技术介绍
1.1倾斜摄影原理
所谓倾斜摄影测量指的是将多个可量测或非量测相机安装在飞行器上,从多个角度获取地面物体的影像数据。除了常规的五镜头相机,摇摆相机(搭载两镜头)与扫摆相机(搭载五镜头)的使用频率也比较高。同传统的垂直摄影相比,搭载倾斜相机能获得所需测绘物体更
1.2无人机倾斜摄影测量的优点
一是突破了传统单相机仅从垂直角度拍摄获取影像的局限,通过五镜头五个角度同步拍摄[5],能够获取包括树冠下、屋檐下等隐蔽部位影像数据;二是采用无人机作为飞行平台,可以从低空高速获取高分辨率地面影像;三是采取倾斜摄影方式,可以重建可量测的高精度实景三维模型;四是无人机搭载倾斜相机进行模块化作业,操作灵活简单,工作效率高。多的侧面信息,使航摄盲区大大减少。
1.3倾斜摄影建模流程
倾斜摄影测量建模流程主要分为两部分,即外业与内业,前者又细分为五点,分别是测区踏勘、已有资料收集、像控点采集、航线规划和影像数据采集;而后者则由空中三角测量解算、控制点转刺平差和实景三维模型生产三部分组成。
2案例分析
本次测试区域位于某一村落,该村约有住户150户,房屋主要以一二层为主,地势平坦,高差较小,采用固定高度飞行,基本可以获取同分辨率影像。房屋分布稀疏,采用倾斜摄影技术,构建的模型精细度好、完整性好,也有利于后期基于模型进行测绘产品的制作,以下是本次进行精度测试的主要环节和具体内容。
2.1航线规划
为了能够达到地籍精度要求,按照影像分辨率与采集精度之间的关系,本次设计采样分辨率为1.5cm,为了模型足够精细、完整,本次在重叠度设计方面,按照航向、旁向85%进行设置。为了减小畸变投影差,本次选择下视焦距为35mm的索尼RX1RM2,侧视焦距为50mm的5拼相机,像幅大小为5304*7952。
2.2控制点喷涂与采集
传统的垂直摄影测量布设控制点时,是要根据航线规律进行布设的,这样才能有效保障布置的点位精度至少有5度6度重叠,位于边缘区域的点位至少要达到3度重叠,这样在后期平差时,控制点才可以发挥作用。在倾斜摄影中,不用考虑重叠度,只需根据范围线和点位间距,按照一定的间距均匀布设点位即可。本次作业,在图新地球中,套合卫星影像和范围线,布设点位间距在300米左右,任务范围线边缘均要布设点位,这样才能保障边缘区域成果的精度。外业将布设好的点位导入奥维手机APP中,通过导航的方式,对每个点进行喷涂和测量。考虑到航飞地面分辨率和地物图标的关系,本次喷涂的对三角边长为50cm,采用红白油漆进行喷涂,并将点号标注在旁边。在坐标采集时,需通过双手扶杆,待气泡位于中心,且状态为固定解时进行采集。为了减小偶然误差,在采集的过程中,对每个点位均采集了3次,且彼此之间的误差要求小于1cm,否则视为不合格,需要对该点进行重新测量。在采集坐标时,对控制点的实地情况也进行拍摄,需要有近景和远景照片,远景照片有助于判断方位,快速找到点位的大概位置,近景照片可以反映采集坐标时的位置,有助于提升控制点转刺的精度。利用GPS-RTK采集的点作为已知点,将全站仪架设在已知点上进行检测点的采集,检测点主要采集的是特征点,因为采集的地籍图是基于特征点采集的,这样更能说明此方法检测地籍成果精度的可靠性。通过多次假设全站仪,在任务区范围内均匀随机采集检测点24个,利用钢尺量测宗地边长、房屋边长共计18条。
2.3航空摄影
航空摄影主要是获取影像数据,分为航飞准备、航飞作业和降落回收三部分。航飞准备主要包括航飞前的各项设备检查,主要检查内存卡和电池等;航飞作业主要是对影像数据进行获取,在自动获取的同时,需要时刻关注航飞状态,确保航飞是在可控之内的;降落回收主要是对无人机进行安全降落,下载航飞轨迹数据,然后取出内存卡,拷贝所采集的影像数据和下载的POS数据。
2.4影像成果质检
首先对影像数据和POS数据的个数进行检查,在正常作业时,相机曝光一次,就会获得1张下视影像,记录一个POS位置。通过检查,本次共获得POS数据2104个,获得下视影像2104张,侧视影像8416张。其次对影像的整体质量进行查看,通过人机交互的方式查看影像,其中部分影像颜色较暗,需进行亮度调整处理。
结束语
农村不动产确权登记项目是一项关系到农村改革发展的重大基础项目,因我国农村区域面积大,居民点分布面广、点多、分散,不动产确权登记的权籍及房屋调查及测绘工作量巨大,采用常规的技术手段作业周期长,成本较高;而无人机倾斜摄影测量作为一项新生的测绘技术手段,具有重量轻、体积小、影像精度高、满足高精度测图要求、作业方式机动灵活等特点优势,刚好满足农村不动产确权登记项目的需要,未来无人机倾斜摄影也将在农村不动产确权登记工作中发挥巨大的作用。
参考文献:
[1]刘旭.无人机倾斜摄影测量在农村不动产权籍调查中的应用[J].测绘与空间地理信息,2021(1):200-203.
[2]朱立松.农村不动产权籍调查的方法研究与应用[J].测绘与空间地理信息,2020(11):207-209.
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