紀(jì)桂欣

（山東天元信息技術(shù)集團(tuán)有限公司，山東 東營(yíng) 257000）

地籍測(cè)繪是地籍管理中的一項(xiàng)重要工作，通過(guò)地籍測(cè)繪，了解土地利用現(xiàn)狀，掌握土地及附著物權(quán)數(shù)、位置、質(zhì)量和數(shù)量等基本情況，從而做出更為科學(xué)合理的土地規(guī)劃與管理決策。地籍測(cè)繪是一項(xiàng)綜合、系統(tǒng)的工作，需要用到多種先進(jìn)技術(shù)，如無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)[1]。下面結(jié)合實(shí)際，對(duì)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用做具體分析。

1 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)析

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)通過(guò)從1 個(gè)垂直、4 個(gè)傾斜、5個(gè)不同的視角同步采集影像，獲取到豐富的建筑物頂面及側(cè)視的高分辨率紋理（圖1）。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)能快速、高效獲取測(cè)量區(qū)域數(shù)據(jù)信息，同時(shí)與高清實(shí)景三維建模相結(jié)合，通過(guò)相應(yīng)軟件分析處理所獲得的影像資料，構(gòu)建出區(qū)域內(nèi)高分辨率三維模型[2]。

圖1 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量示意圖

在應(yīng)用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)測(cè)繪時(shí)，可根據(jù)測(cè)繪區(qū)域的地形地貌、氣候特征等，靈活、及時(shí)地調(diào)整航向、航高與航速等，使無(wú)人機(jī)與搭載的測(cè)繪器面對(duì)不同情況快速做出不同反應(yīng)，并盡可能獲取高精度數(shù)據(jù)與高分辨率遙感影像信息。除此之外，在測(cè)繪任務(wù)中，無(wú)人機(jī)車載系統(tǒng)可迅速到達(dá)作業(yè)區(qū)附近設(shè)站，根據(jù)任務(wù)要求每天可獲取數(shù)十至兩百平方公里的航測(cè)結(jié)果。

與傳統(tǒng)測(cè)繪方式相比，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。從測(cè)繪方式來(lái)看，傳統(tǒng)測(cè)繪采用的是接觸式、近距離測(cè)繪方式，測(cè)繪作業(yè)會(huì)受光照等因素影響，而無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)采用非接觸式、遠(yuǎn)距離測(cè)繪方式，不受光照影響，白天、黑夜都可作業(yè)。從測(cè)繪效率來(lái)看，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)用時(shí)長(zhǎng)、速度慢、效率低和勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且還只能測(cè)繪點(diǎn)到點(diǎn)的距離。而無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)自動(dòng)完成對(duì)目標(biāo)物體的掃描，自動(dòng)生成三維數(shù)據(jù)，測(cè)繪效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)。從安全程度來(lái)看，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)局限性大、安全系數(shù)低，而無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量采用非接觸式、遠(yuǎn)距離測(cè)繪，不需要人員進(jìn)入復(fù)雜或危險(xiǎn)的環(huán)境測(cè)量，所以安全系數(shù)大大提高，人員安全得到保障。從結(jié)果出具方式來(lái)看，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)需要工作人員根據(jù)測(cè)繪到的數(shù)據(jù)在圖紙上手動(dòng)標(biāo)記，而無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量所得點(diǎn)云數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)入Revit、Auto－CAD、3D MAX 和Sketchup 等BIM 軟件，通過(guò)軟件自動(dòng)出具結(jié)果。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)可實(shí)現(xiàn)智能量測(cè)，輕松獲取長(zhǎng)度、凈空、直徑、角度、方位角、坡度與坐標(biāo)等一系列數(shù)據(jù)，更重要的是，在測(cè)繪過(guò)程中，系統(tǒng)能根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)BIM 模型與CAD 圖紙做出準(zhǔn)確修改與校核，使最終的結(jié)果足夠準(zhǔn)確。從準(zhǔn)確率方面看，傳統(tǒng)測(cè)繪作業(yè)受干擾因素多，測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率相對(duì)較低。而無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)可自動(dòng)獲取與處理數(shù)據(jù)，能將目標(biāo)物體或測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，通過(guò)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)準(zhǔn)確反映出來(lái)。三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)是由軟件自動(dòng)化處理，中間沒(méi)有經(jīng)過(guò)人為干預(yù)，因此也就避免了人為引起的誤差。據(jù)調(diào)查研究，目前的無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，精度已經(jīng)達(dá)到毫米級(jí)，所以數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率極高。從可視化角度來(lái)看，傳統(tǒng)測(cè)繪作業(yè)屬于平面二維作業(yè)，可視化程度不高，而無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量屬于三維作業(yè)，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量所得點(diǎn)云數(shù)據(jù)為整體三維空間尺寸信息，具有極高的可視化程度[3]。

2 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用方法

2.1 測(cè)繪準(zhǔn)備

在運(yùn)用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)開展地籍測(cè)繪工作時(shí)，要做好以下準(zhǔn)備工作：搜集測(cè)繪資料，研究測(cè)繪資料，確定測(cè)繪方案，組建測(cè)繪隊(duì)伍，制定測(cè)繪操作規(guī)范，向工作人員明確測(cè)繪流程、測(cè)繪進(jìn)度計(jì)劃、質(zhì)量要求等。

2.2 無(wú)人機(jī)搭載攝影設(shè)備測(cè)繪

采用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)測(cè)繪時(shí)，由無(wú)人機(jī)搭載數(shù)字彩色航攝相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等先進(jìn)設(shè)備，這些設(shè)備能快速獲取地表信息，獲得高精度定位數(shù)據(jù)與超高分辨率數(shù)字影像，能快速生成包括三維正射影像圖、三維地表模型、三維景觀模型等在內(nèi)的三維可視化數(shù)據(jù)，滿足測(cè)繪需求（圖2）。

圖2 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量設(shè)備

2.3 構(gòu)建DSM 數(shù)據(jù)模型

在運(yùn)用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)開展地籍測(cè)繪工作時(shí)，測(cè)繪人員需構(gòu)建數(shù)字地表模型（DSM）等數(shù)據(jù)模型，通過(guò)該數(shù)據(jù)模型顯示地形地貌起伏狀態(tài)。在測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員根據(jù)工程概況與前期搜集的信息資料，利用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)建立起地形地貌虛擬模型，然后從模型中提取分割影像，并從影像中分析與提取紋理等重要信息，最后將提取到的信息整合生成多視影像。多視影像生成后，工作人員還需根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)一步整合影像，得到更高精度的測(cè)繪信息。在DSM 中，導(dǎo)航定位定向系統(tǒng)增加了更多的圖像元素的外部方向，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)測(cè)繪，同時(shí)還能將測(cè)繪圖像按精度數(shù)據(jù)，從粗到細(xì)進(jìn)行排列，每一層圖像都可用于自動(dòng)匹配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的整合[4]。

2.4 多視影像數(shù)據(jù)處理

在運(yùn)用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)開展地籍測(cè)繪時(shí)，測(cè)繪人員還需做好多視影像密集匹配工作，通過(guò)對(duì)多視影像的匹配處理，得到高精度的有用信息，為地籍管理提供參考依據(jù)。在測(cè)繪工作中，工作人員可利用多視影像的特點(diǎn)，有機(jī)整合墻面邊緣、建筑邊緣、建筑紋理等相關(guān)信息，并將此類信息轉(zhuǎn)換為三維數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員的使用提供方便。

應(yīng)用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)測(cè)繪時(shí)，使相機(jī)與目標(biāo)物成一定角度，然后獲得垂直影像與傾斜影像。在依據(jù)這些影像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模時(shí)，需對(duì)垂直影像與傾斜影像通過(guò)相應(yīng)的處理軟件進(jìn)行處理。目前市場(chǎng)上的多數(shù)處理軟件只適用于垂直影像，無(wú)法對(duì)傾斜影像數(shù)據(jù)做出有效處理。因此在建模之前可應(yīng)用聯(lián)合平差的方式，對(duì)獲取到的多視影像進(jìn)行處理。處理時(shí)需考慮以下因素：垂直影像與傾斜影像之間是否存在幾何變形與遮擋問(wèn)題；處理多視影像時(shí)，要注意保留影像的紋理與層次；匹配同名點(diǎn)時(shí)，需合理利用相關(guān)算法與數(shù)據(jù)，以保證最終得到的結(jié)果可以使用；處理時(shí)可聯(lián)立解算參數(shù)數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)坐標(biāo)及平差方程，使最終的結(jié)果具有更高的精度。在處理影像間的變形與遮擋問(wèn)題時(shí)，最常用的方法是通過(guò)相應(yīng)的軟件促進(jìn)數(shù)據(jù)融合[5]。

進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理時(shí)，可運(yùn)用GAMIT 等處理軟件進(jìn)行。運(yùn)用專業(yè)軟件將采集到的外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行GLOBK平差，將平差結(jié)果生成報(bào)告形式并轉(zhuǎn)換為WGS84 坐標(biāo)。開展數(shù)據(jù)處理工作之前，先詳細(xì)檢查外業(yè)數(shù)據(jù)，確定外業(yè)采集到的數(shù)據(jù)符合使用要求后，再開展預(yù)處理工作。數(shù)據(jù)預(yù)處理主要需考慮以下問(wèn)題：數(shù)據(jù)的偶然誤差，數(shù)據(jù)系統(tǒng)誤差。數(shù)據(jù)偶然誤差具有隨機(jī)性，是在測(cè)繪過(guò)程中由一系列不穩(wěn)定因素造成，對(duì)于偶然誤差，可通過(guò)求平均值的方法進(jìn)行抵消。系統(tǒng)誤差則有非隨機(jī)性，系統(tǒng)誤差主要與儀器設(shè)備有關(guān)，如傳感器性能不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致測(cè)繪到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)透鏡焦距誤差、主點(diǎn)偏移誤差等。系統(tǒng)誤差會(huì)對(duì)建模精度及紋理映射效果產(chǎn)生一定影響，因此在正式建模之前必須采取相應(yīng)的技術(shù)方法消除系統(tǒng)誤差。如可運(yùn)用基于Wallis 濾波的勻光勻色方式進(jìn)行消除[6]。影像數(shù)據(jù)處理流程如圖3 所示。

圖3 影像數(shù)據(jù)處理流程

3 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用問(wèn)題及管理對(duì)策

3.1 建立地基測(cè)量質(zhì)量責(zé)任制

建立測(cè)量質(zhì)量責(zé)任制，對(duì)各項(xiàng)管理責(zé)任進(jìn)行細(xì)化、落實(shí)，以免在測(cè)量期間出現(xiàn)無(wú)人擔(dān)責(zé)、問(wèn)題無(wú)人處理或相關(guān)人員職責(zé)重復(fù)交叉等問(wèn)題。測(cè)量單位要細(xì)化質(zhì)量管理責(zé)任，設(shè)置專門的質(zhì)檢人員，工程測(cè)量期間，質(zhì)檢人員擔(dān)負(fù)起自身職責(zé)進(jìn)入測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)檢查測(cè)量情況，監(jiān)督測(cè)量質(zhì)量，以免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3.2 規(guī)范測(cè)量技術(shù)管理

由于我國(guó)測(cè)繪市場(chǎng)開放得較晚，許多測(cè)繪單位在技術(shù)水平、管理經(jīng)驗(yàn)等方面還有欠缺，在開展具體的測(cè)繪工作時(shí)也缺少經(jīng)驗(yàn)，缺乏完善的技術(shù)與質(zhì)量管理體系等。這些不足限制了地籍測(cè)繪工作的開展，也不利于地籍測(cè)繪質(zhì)量的提高。另外，測(cè)繪過(guò)程中，工作人員技術(shù)水平不高，存在外業(yè)數(shù)據(jù)采集遺漏、草圖繪制混亂表達(dá)不清、內(nèi)業(yè)分?jǐn)傆?jì)算不合理等問(wèn)題，使地籍測(cè)繪質(zhì)量受到影響。為保證地籍測(cè)繪質(zhì)量，提前對(duì)掌握的各項(xiàng)測(cè)繪區(qū)域的資料進(jìn)行研討分析，準(zhǔn)確把握測(cè)繪內(nèi)容、測(cè)繪要求、測(cè)繪重難點(diǎn)及測(cè)繪環(huán)境等，進(jìn)而制定科學(xué)合理的無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用方案，可將各環(huán)節(jié)、各部位的測(cè)繪細(xì)節(jié)編寫成冊(cè)，交由測(cè)繪人員學(xué)習(xí)掌握，以便工作人員能在實(shí)際的測(cè)繪工作中規(guī)范操作，保證測(cè)繪精度。

3.3 加強(qiáng)技術(shù)人員管理

參與地籍測(cè)繪的工作人員也是影響測(cè)繪質(zhì)量的一大重要因素。負(fù)責(zé)或參與工作的人員業(yè)務(wù)水平不高、職業(yè)技能缺乏、責(zé)任心不足等，就有可能引起測(cè)量誤差。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在地籍測(cè)繪作業(yè)中工作人員將數(shù)據(jù)混淆搞錯(cuò)，將數(shù)據(jù)計(jì)算錯(cuò)誤等情況時(shí)有發(fā)生。由此可見(jiàn)要想提升或保障地籍測(cè)繪質(zhì)量，就要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪人員的教育培訓(xùn)與監(jiān)督管理，盡可能減少人為失誤[7]。在地籍測(cè)繪工作中，單位完善人員管理。對(duì)人員的管理從以下2 方面進(jìn)行。

一是設(shè)立地籍測(cè)繪領(lǐng)導(dǎo)小組與實(shí)施小組，領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)工作及決策，常規(guī)的監(jiān)測(cè)工作由實(shí)施小組完成。領(lǐng)導(dǎo)小組與實(shí)施小組全部成員要能正確理解地籍測(cè)繪的各項(xiàng)內(nèi)容和要求，學(xué)習(xí)地籍測(cè)繪規(guī)程，學(xué)習(xí)項(xiàng)目部、業(yè)主管理方面的規(guī)定和辦法，學(xué)習(xí)地籍測(cè)繪的操作流程和注意事項(xiàng)，了解不斷提高對(duì)該工作的認(rèn)識(shí)。測(cè)繪人員要統(tǒng)一思想、提高認(rèn)識(shí)，為測(cè)繪質(zhì)量負(fù)責(zé)。

二是加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪作業(yè)人員的教育培訓(xùn)，通過(guò)定期的教育培訓(xùn)強(qiáng)化工作人員責(zé)任意識(shí)，提高其能力素質(zhì)，為測(cè)繪工作的開展打好基礎(chǔ)。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)屬于比較先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)人員的要求較高。因此在應(yīng)用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)開展地籍測(cè)繪工作時(shí)，需組織相關(guān)工作人員深入學(xué)習(xí)技術(shù)，掌握技術(shù)原理、特點(diǎn)、應(yīng)用要點(diǎn)及在實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)等，從而為各項(xiàng)實(shí)測(cè)工作打好基礎(chǔ)。企業(yè)可聘請(qǐng)行業(yè)專家、資深工作者、科研人員等，向測(cè)繪人員宣傳講解無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)知識(shí)等，提高測(cè)繪人員的業(yè)務(wù)能力與職業(yè)素質(zhì)。另外在測(cè)繪過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪人員的監(jiān)督管理，對(duì)一些測(cè)繪人員的違規(guī)操作行為，及時(shí)教育批評(píng)，并及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免最終的測(cè)繪質(zhì)量受到影響[8]。

3.4 完善儀器設(shè)備管理

在運(yùn)用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行地籍測(cè)繪時(shí)，有可能出現(xiàn)測(cè)繪誤差。通過(guò)研究分析可知，測(cè)繪誤差主要與以下原因有關(guān)：測(cè)繪設(shè)備性能質(zhì)量不過(guò)關(guān)，在工作過(guò)程中引起誤差；信號(hào)傳播環(huán)境不理想，從而引起與信號(hào)有關(guān)的誤差。在具體的測(cè)繪作業(yè)中，工作人員要重視并防范這類測(cè)繪誤差，要通過(guò)相應(yīng)措施將誤差出現(xiàn)的概率降到最低。具體如在測(cè)繪前合理選擇儀器設(shè)備，根據(jù)國(guó)家與行業(yè)相關(guān)技術(shù)要求，做好對(duì)測(cè)繪設(shè)備等的選擇與檢定工作，確保測(cè)繪設(shè)備性能質(zhì)量良好，功能狀態(tài)穩(wěn)定可靠。為保證地籍測(cè)繪質(zhì)量，建立儀器設(shè)備管理體系，采用科學(xué)合理的方法加強(qiáng)對(duì)儀器設(shè)備的檢測(cè)管理，將儀器設(shè)備對(duì)地籍測(cè)繪成果的影響降到最低。首先是在正式測(cè)繪前，對(duì)無(wú)人機(jī)、攝影機(jī)等有關(guān)儀器設(shè)備做詳細(xì)檢查，確保其不存在質(zhì)量問(wèn)題。其次是在測(cè)繪工作中按照技術(shù)規(guī)范正確操作設(shè)備，防止設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題。另外，每次測(cè)繪結(jié)束后，都對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢查與維護(hù)保養(yǎng)，以便下次使用。對(duì)于在測(cè)繪中出現(xiàn)故障或問(wèn)題的儀器設(shè)備，做好記錄并及時(shí)上報(bào)處理。地籍測(cè)繪期間，無(wú)人機(jī)的航速、航線等參數(shù)，一旦設(shè)定就不能隨意更改，工作人員要為地籍測(cè)繪質(zhì)量負(fù)責(zé)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)理論先進(jìn)、功能可靠、操作便捷和適用性高，能為地籍測(cè)繪作業(yè)帶來(lái)便利。在地籍測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際科學(xué)制定技術(shù)應(yīng)用方案，規(guī)范運(yùn)用測(cè)量技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的學(xué)習(xí)。強(qiáng)化對(duì)人員、儀器設(shè)備等要素的管理，從而保證測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。