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        無人機(jī)航空攝影測量在“房地一體”地形測量中的具體應(yīng)用要點(diǎn)

        2022-03-30 15:04:22
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2022年8期
        關(guān)鍵詞:航空攝影測繪精準(zhǔn)

        張 軍

        (云南省有色地質(zhì)局楚雄勘查院,云南 楚雄 675000)

        農(nóng)村房地一體化調(diào)查是促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展新方向、維護(hù)農(nóng)民合法權(quán)益的重要途徑和方法,可以對農(nóng)村宅基地的界址、權(quán)屬、用途以及房屋面積、權(quán)屬、空間設(shè)計(jì)等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)測量,方便農(nóng)村發(fā)展的統(tǒng)一性規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)農(nóng)民宅基地房屋財(cái)產(chǎn)的合法化。隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展,傳統(tǒng)的全站儀和RTK技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前農(nóng)村房地一體化的測量需求。無人機(jī)航空測量技術(shù)在地形測量中的具體應(yīng)用,極大程度上提升了數(shù)據(jù)采集效率和質(zhì)量,可以利用相關(guān)軟件迅速形成三維模型,強(qiáng)化數(shù)據(jù)精度,對農(nóng)村宅基地以及房屋空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更加精準(zhǔn)、全面的提升。

        1 房地一體化調(diào)查工作概述

        房地一體化是一項(xiàng)重要的惠民工程,主要是對農(nóng)村宅基地、土地歸屬權(quán)限進(jìn)行登記和明確,優(yōu)化土地規(guī)劃效率。對農(nóng)民來說存在以下優(yōu)勢:(1)可以對產(chǎn)權(quán)更加明確,在房地一體化調(diào)查中,可以對宅基地、土地、房產(chǎn)的權(quán)屬來源進(jìn)行明確,并由國家頒發(fā)不動(dòng)產(chǎn)證書,保障農(nóng)民合法財(cái)產(chǎn)權(quán)利。(2)由于以往宅基地、住房產(chǎn)權(quán)不明,容易引起農(nóng)民之間的矛盾,通過房地一體化調(diào)查,進(jìn)行統(tǒng)一確權(quán)登記,可以合理解決糾紛問題。(3)保障房權(quán)信息的完整性,并可以利用數(shù)字化和信息化手段對其進(jìn)行處理、分析和存儲(chǔ),繪制高精度的地形圖等,保障宅基地使用權(quán)、房屋所有權(quán)權(quán)屬信息的完整性和精確性。

        2 無人機(jī)航空攝影測量在“房地一體”地形測量中的應(yīng)用特點(diǎn)

        無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)是在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)背景下發(fā)展起來的,是對以往航空測量技術(shù)的革新和補(bǔ)充,能夠進(jìn)行更加靈活和便捷的航空測量,獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù),降低人員工作量,合理控制使用成本,并且該種測量技術(shù)具有更廣泛的適用性,尤其是在房地一體化地形測量、資源挖掘、突發(fā)災(zāi)害信息測繪等方面發(fā)揮了極大的作用。該種新型測繪技術(shù)在房地一體化項(xiàng)目中的應(yīng)用特點(diǎn)主要有:

        (1)高效迅速。該種技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測繪技術(shù)的周期長、見效慢的缺陷,可以對采集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)有效的處理,并及時(shí)上傳到相關(guān)軟件中,對采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理、優(yōu)化,形成地形測繪圖紙,強(qiáng)化了地形測量工作的效率和質(zhì)量,同時(shí)還提升了服務(wù)效果[1]。而且該種技術(shù)應(yīng)用成本不高,性價(jià)比較高,是一項(xiàng)適應(yīng)性較強(qiáng)的測量技術(shù),極大程度上減少了房地一體化調(diào)查工作的成本費(fèi)用,提升了其整體調(diào)查工作的效率和質(zhì)量,為今后的農(nóng)村土地調(diào)查工作開展奠定了良好的基礎(chǔ)。

        (2)適應(yīng)范圍較廣。該種測量技術(shù)對外界干擾因素的抵抗能力較強(qiáng),可以在多種環(huán)境中進(jìn)行廣泛適用,不會(huì)受到外界因素的限制和干擾。無人機(jī)航攝測繪技術(shù)在房地一體化實(shí)際調(diào)查工作開展中,應(yīng)用空間高度較低,可以對農(nóng)村宅基地以及其他土地應(yīng)用情況進(jìn)行清晰探測,對升降環(huán)境、氣候環(huán)境等的要求較低,尤其是在較為惡劣的自然環(huán)境中也可以靈活性使用,并獲得精準(zhǔn)和清晰的圖像,極大程度上提升了航空攝影測量工作的效率和質(zhì)量,為房地一體化調(diào)查工作的開展提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)[2]。

        (3)利用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)可以和相關(guān)軟件進(jìn)行連接,把拍攝采集的影像資料、數(shù)據(jù)信息等及時(shí)傳送到軟件中,對其進(jìn)行處理和加工,完成三維模型建設(shè)。其中主要和數(shù)據(jù)攝影系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合使用,融合多樣化的高新技術(shù)和設(shè)備,構(gòu)建可視化圖像信息,促進(jìn)地形測量工作精度,實(shí)現(xiàn)了房地一體化調(diào)查工作的信息化、數(shù)字化轉(zhuǎn)變,強(qiáng)化了房地一體化調(diào)查測量工作的質(zhì)量效果[3]。

        3 無人機(jī)航空攝影測量在“房地一體”地形測量中的應(yīng)用原理

        無人機(jī)航空攝影是一項(xiàng)綜合性的測量方法,主要涵蓋了高空拍攝、視頻影像微波傳輸、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)了對地形數(shù)據(jù)信息的采集、傳輸、處理、繪圖等一體化操作,極大程度上提升了地形測量工作的效率和質(zhì)量,減少了人工操作工序。具體應(yīng)用是在無人機(jī)上搭載多種攝像設(shè)備,如光學(xué)相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、激光掃描儀等,并利用遙感技術(shù)對其進(jìn)行控制和調(diào)節(jié),之后將獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綐I(yè)內(nèi)數(shù)字測圖軟件中,實(shí)施數(shù)據(jù)處理,構(gòu)建三維數(shù)據(jù)模型,并形成精準(zhǔn)、專業(yè)的地形圖。利用無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)繪制而成的地形圖主要的比例尺有1∶1000、1∶2000、1∶5000等。

        利用無人機(jī)航空測量技術(shù)可以對GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用,從而對需要測量的目標(biāo)地形位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位,采集精準(zhǔn)的影像資料和地貌數(shù)據(jù)等。該種技術(shù)應(yīng)用和計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)連接,并把采集的數(shù)據(jù)信息即時(shí)傳輸并存儲(chǔ),方便對采集的地形測量結(jié)果進(jìn)行綜合性分析和處理。為了提升房地一體化調(diào)查測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和全面性,在對像控點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置時(shí),需要選擇較為顯眼的區(qū)域進(jìn)行設(shè)置。在進(jìn)行空中三角測繪工作時(shí),主要是利用無人機(jī)航空測繪技術(shù),對目標(biāo)區(qū)域開展全面的測量,獲得精準(zhǔn)的地形地貌數(shù)據(jù)信息,并對這些信息進(jìn)行篩選,獲得有價(jià)值的信息進(jìn)行處理和分析。在房地一體化調(diào)查工作中,針對不同的測繪區(qū)域、地形條件等,需要采取差異性的測繪方式,因此在具體的房地一體化測繪過程中,需要結(jié)合實(shí)際情況,對無人機(jī)搭載的攝像設(shè)備參數(shù)以及攝像角度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié),使其更加滿足房地一體化調(diào)查實(shí)際的測繪要求。

        4 無人機(jī)航空攝影測量在“房地一體”地形測量中的應(yīng)用要點(diǎn)

        4.1 像控點(diǎn)的布設(shè)

        像控點(diǎn)布設(shè)環(huán)節(jié)對于整體的航空測量技術(shù)應(yīng)用效果具有直接性的影響。是測繪管理加密工作的基礎(chǔ)和前提。因此,在進(jìn)行房地一體化調(diào)查工作的像控點(diǎn)布設(shè)中,還要對指示點(diǎn)位進(jìn)行合理性和專業(yè)性設(shè)置,保障其精準(zhǔn)性,此外還要結(jié)合房地一體化測量區(qū)域的實(shí)際情況,對像控點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行精心選擇和設(shè)置,確保其符合測量工作實(shí)際需求,只有這樣才能保障測繪技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)化,才能獲得更加精準(zhǔn)、客觀、真實(shí)的測量數(shù)據(jù)。一般情況下,平高像控點(diǎn)主要是設(shè)置在多條航線的重合中線的周圍區(qū)域,并利用區(qū)域網(wǎng)布設(shè)的方式在目標(biāo)范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)像控點(diǎn)。為了對其進(jìn)行更好地控制,可以在每一個(gè)像控點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)小木樁作為標(biāo)志,以便進(jìn)行更加清晰地確認(rèn)。在房地一體化調(diào)查工作中,其具體的應(yīng)用方法如下:

        (1)像控點(diǎn)選刺。在進(jìn)行選刺時(shí),可以選擇較為顯眼的物體對像控點(diǎn)進(jìn)行選擇和控制,通常情況下開展房地一體化調(diào)查測量工作中,選擇的刺點(diǎn)要符合以下規(guī)范,如現(xiàn)狀地物交界處,點(diǎn)狀地物中心等,如水渠、街道等的交叉口,還有就是房屋、圍墻拐角等,以便能夠在航空攝像時(shí)獲得更加清晰、精準(zhǔn)的像片。

        (2)像控點(diǎn)裝飾。一般情況下,在現(xiàn)階段的房地一體化調(diào)查測量工作中,在對像控點(diǎn)布設(shè)過程中,通常需要使用1:2000比例尺對其進(jìn)行攝像,并獲得正射影像圖。之后還要求對平高點(diǎn)和高程點(diǎn)進(jìn)行合理的正面整飾,以孔刺為中心繪制圓形圖像,要保障圓形半徑的專業(yè)性和合理性,并利用紅色對平高點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置,利用綠色對高程點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。利用鉛筆對像片反面進(jìn)行整飾,并用鉛筆繪制方框,對繪圖進(jìn)行圈定,在周邊設(shè)置文字說明等。

        (3)像控點(diǎn)測量。一般情況下,對像控點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測需要使用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行測量,并對其高程進(jìn)行檢驗(yàn),獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù),為測量加密奠定基礎(chǔ)。在具體的房地一體化測量時(shí),需要選擇較好的地物點(diǎn),并設(shè)置點(diǎn)位信息表,獲得相關(guān)的點(diǎn)位像片,為數(shù)據(jù)信息的精度檢查和復(fù)測提供更加詳實(shí)的數(shù)據(jù)依據(jù),其中對每一個(gè)像控點(diǎn)進(jìn)行拍攝測量時(shí),需要獲得多種角度的像片,如中景、遠(yuǎn)景、近景等,以便對周邊環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行全方位的反映。

        4.2 三角測繪方法應(yīng)用

        空中三角測繪主要是以結(jié)合測繪目標(biāo)空中幾何聯(lián)系為基礎(chǔ),并在像控點(diǎn)專業(yè)化布設(shè)的前提下,對目標(biāo)區(qū)域的高度、外方位要素等進(jìn)行精準(zhǔn)測繪和攝像,并獲得平面內(nèi)容數(shù)據(jù)信息。在整體工作中,往往使用解析法對三角測繪技術(shù)進(jìn)行研究分析。其中空中三角測繪技術(shù)的作業(yè)流程如圖1所示。在空中三角測繪技術(shù)應(yīng)用中,主要是使用單獨(dú)模型法、光束法、航帶法對其進(jìn)行建網(wǎng)設(shè)置。在該技術(shù)應(yīng)用中,主要實(shí)現(xiàn)了攝影設(shè)備與POS技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用,并利用GPS技術(shù)對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)定位,對無人機(jī)不同拍攝角度下的具體參數(shù)和參量進(jìn)行精準(zhǔn)掌握,并對攝像器材具體部位的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行記錄。在無人機(jī)航空攝像中主要包含了6個(gè)外方位要素,在進(jìn)行三角測量時(shí),需要對IMU以及DGPS的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行優(yōu)化處理,從而對其要素進(jìn)行明確。在具體的應(yīng)用過程中,只需要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)備、智能化測定系統(tǒng)等與無人機(jī)攝像系統(tǒng)進(jìn)行有效連接,就可以獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息,并對其進(jìn)行即時(shí)性傳輸、計(jì)算、處理和分析。在此過程中實(shí)現(xiàn)了智能化和自動(dòng)化操作,不需要人工操作,降低了外界干擾因素的影響。但是在使用航空攝影開展房地一體化調(diào)查工作中,一般需要人員對單腳測繪目標(biāo)的銜接點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置,以便保障測繪技術(shù)的有序性應(yīng)用,并結(jié)合專業(yè)化的科學(xué)理論以及實(shí)際的測繪需求,對像控點(diǎn)以及銜接點(diǎn)進(jìn)行合理調(diào)控和測試,以便保障空中三角測繪技術(shù)的精準(zhǔn)性應(yīng)用。

        圖1 房地一體化空中三角測繪作業(yè)流程圖

        4.3 信息采集

        在使用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)開展房地一體化調(diào)查工作過程中,需要對空中三角加密成果、數(shù)字?jǐn)z影測繪技術(shù)等進(jìn)行融合性應(yīng)用,從而獲得更加精準(zhǔn)、清晰的測繪成果數(shù)據(jù)和圖像,方便房地一體化工作的有效開展,為土地規(guī)劃提供參考。之后利用數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng),將獲得的測量數(shù)據(jù)構(gòu)建成立體模型,并利用自動(dòng)化和一體化的軟件技術(shù)對相關(guān)數(shù)據(jù)形成數(shù)字線劃圖,并制作形成DOM正射影像圖等。在此流程中,要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)對圖層進(jìn)行專業(yè)化分類和編碼,并通過對攝像資料、數(shù)據(jù)、圖像等的分析、處理和判斷,對模板區(qū)域內(nèi)的特征、屬性、狀態(tài)等進(jìn)行全面分析。利用整體判讀調(diào)繪方法對采集的室內(nèi)影像進(jìn)行判斷,然后結(jié)合外業(yè)調(diào)繪作業(yè),對影像實(shí)施補(bǔ)測、注記、高程點(diǎn)補(bǔ)測等,對其進(jìn)行定性、檢核、調(diào)研工作,繪制清晰的數(shù)字線劃圖,并對其進(jìn)行整飾。

        4.4 成果驗(yàn)收與精度檢測

        對測繪精度進(jìn)行檢測和驗(yàn)收是開展無人機(jī)航空測量工作的重要環(huán)節(jié),也是確保房地一體化調(diào)查工作質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。能夠進(jìn)一步保障測量數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度和清晰度,保障測量數(shù)據(jù)的合理性和專業(yè)性。在具體的檢測過程中,主要是利用地形地物點(diǎn)信息資料以及戶外實(shí)測信息成果對測量效果進(jìn)行檢測,并利用數(shù)字線劃圖、正射影像圖等信息,實(shí)現(xiàn)對房地一體地籍調(diào)查工作底圖的繪制。一般情況下,利用立體模型以及外業(yè)調(diào)繪方式對居民地的房屋結(jié)構(gòu)、樓層信息進(jìn)行檢測,主要的檢測內(nèi)容為標(biāo)記的規(guī)范性、居民地輪廓的顯著性、支線和主次干道劃分是否明確等,然后在此基礎(chǔ)上對檢測獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行成圖處理、編輯分析,并形成正式圖。此外在房地一體化調(diào)查中,在對數(shù)字線劃圖的精度進(jìn)行驗(yàn)收檢測時(shí),需要利用RTK技術(shù)實(shí)行戶外測繪,并對較為顯眼的地物點(diǎn)進(jìn)行明確,通常包含街道交叉口、圍墻、房角等。要嚴(yán)格按照國家規(guī)定的精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn),對測量結(jié)果誤差進(jìn)行合理控制,對不符合要求標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除,保障房地一體化調(diào)查數(shù)據(jù)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性,保障航測成果的精準(zhǔn)判定,保障其結(jié)果滿足“合格”標(biāo)準(zhǔn)要求,尤其是要對中誤差、最大誤差、粗差率等數(shù)值進(jìn)行精準(zhǔn)控制。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國對農(nóng)村的發(fā)展越來越重視,尤其是對農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃的合理性和統(tǒng)一性,更加強(qiáng)化了對房地一體化調(diào)查的重視。無人機(jī)航空測量技術(shù)在農(nóng)村房地一體化項(xiàng)目中的具體應(yīng)用,改變了以往測量技術(shù)的缺陷,實(shí)現(xiàn)了更加精準(zhǔn)、高效、清晰的地形測量,并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化、智能化處理,構(gòu)建專業(yè)化、直觀化的三維數(shù)據(jù)模型,強(qiáng)化了測量數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化分析,對于提升房地一體地形測繪工作的效率和質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。

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