［摘要］現(xiàn)有的村莊不動產(chǎn)規(guī)劃測繪面積的精度較低，為保護(hù)農(nóng)村自然環(huán)境，有效保證測繪的質(zhì)量，現(xiàn)針對無人機(jī)航測技術(shù)在農(nóng)村不動產(chǎn)測繪中的應(yīng)用展開研究。首先，布設(shè)無人機(jī)對農(nóng)村不動產(chǎn)進(jìn)行測繪；其次，快速處理測繪影像；最后，基于無人機(jī)影像對農(nóng)村不動產(chǎn)分類。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：使用無人機(jī)航測技術(shù)對農(nóng)村房地產(chǎn)測繪與實(shí)際面積趨于一致，方法1相較于本文方法的最大誤差多出了29.9 ㎡，方法2相較于本文方法的最大誤差多出了10.2 ㎡，證明該方法具有一定的可行性。

［關(guān)鍵詞］無人機(jī)航測；農(nóng)村；不動產(chǎn)；實(shí)際測繪；

在傳統(tǒng)的農(nóng)村不動產(chǎn)測繪中，更多地使用RTK測量技術(shù)和全站儀等儀器技術(shù)，這需要大量的人力資源，而且整個過程耗時很長，工作效率很低。無人機(jī)航測技術(shù)以低成本、高效率的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，重構(gòu)出的三維模型不但可以測量，而且紋理清晰、精確度高，可以在很短的時間內(nèi)獲取地理信息。我國農(nóng)村地區(qū)地域遼闊且地形地貌紛繁復(fù)雜，為了精準(zhǔn)科學(xué)地規(guī)劃鄉(xiāng)村發(fā)展藍(lán)圖，迫切需要獲取更高精度、更高質(zhì)量的基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)作為支撐。近年來，無人機(jī)航測技術(shù)不斷升級，其在小范圍、高精度制圖等領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)越性，在村鎮(zhèn)規(guī)劃中的應(yīng)用將日益廣泛。本文聚焦于農(nóng)村不動產(chǎn)規(guī)劃的核心需求，巧妙融合了無人機(jī)航測技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢，分析該技術(shù)在農(nóng)村不動產(chǎn)測繪領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，旨在為農(nóng)村規(guī)劃中的基礎(chǔ)測繪工作提供新的思路和技術(shù)支持。有研究人員基于地面三維激光掃描技術(shù)，對農(nóng)村不動產(chǎn)進(jìn)行測繪。獲取測區(qū)三維坐標(biāo)，布設(shè)測點(diǎn)，采集外業(yè)數(shù)據(jù)，處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)，結(jié)合點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，對平面絕對位置和相對位置精度進(jìn)行檢測，完成農(nóng)村不動產(chǎn)測繪[1]。還有研究人員提出基于GPS-RTK，并在結(jié)合全站儀的基礎(chǔ)上，完成地籍測繪。根據(jù)GPS衛(wèi)星定位和RTK動態(tài)相對定位技術(shù)，確定測量區(qū)域位置，并在衛(wèi)星信號不能接收的位置布設(shè)全站儀，共同完成地籍測量[2]。雖然上述方法能夠滿足地籍測繪要求，但是容易受到地面周圍環(huán)境的影響，增加測繪面積的誤差，村莊不動產(chǎn)規(guī)劃測繪的面積較低。

為了解決上述不足，本文針對無人機(jī)航測技術(shù)在農(nóng)村不動產(chǎn)測繪中的應(yīng)用展開研究。

1 無人機(jī)航測技術(shù)在農(nóng)村不動產(chǎn)測繪中的應(yīng)用方法

1.1 布設(shè)無人機(jī)進(jìn)行農(nóng)村不動產(chǎn)的測繪

農(nóng)村的不動產(chǎn)登記，涉及農(nóng)民集體土地、房屋、不動產(chǎn)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地、宅基地?cái)?shù)據(jù)信息等幾個方面。無人機(jī)航測技術(shù)擁有高動能、低花費(fèi)、便利性、實(shí)時測繪等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且測繪圖像不僅展現(xiàn)了卓越的空間與時間分辨率，還標(biāo)志著無人機(jī)航測遙感技術(shù)作為一支新興且強(qiáng)大的力量，其能夠有效彌補(bǔ)衛(wèi)星定位技術(shù)在某些方面的局限性，為獲取更為詳盡、精確的地理空間信息提供了有力補(bǔ)充。無人機(jī)航測技術(shù)還具備迅速、實(shí)時調(diào)查地形勘探的優(yōu)點(diǎn)，它被廣泛地應(yīng)用于礦業(yè)資源調(diào)查、土地變化動態(tài)監(jiān)測、地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害調(diào)查、不動產(chǎn)繪制等領(lǐng)域[3]。無人機(jī)航測技術(shù)測繪農(nóng)村不動產(chǎn)的工作流程如圖1所示。

在無人駕駛飛行器航拍的過程中，要正確選擇航拍的季節(jié)和時機(jī)。在進(jìn)行航空攝影時，優(yōu)選條件是確保拍攝區(qū)域處于最為理想的天氣狀況下，這樣的條件能最大化地減少外界因素的干擾。同時，避免或減輕土壤、地表植被等自然覆蓋物的環(huán)境影響，使航空攝影圖像能準(zhǔn)確地反映出攝區(qū)內(nèi)的細(xì)節(jié)。在進(jìn)行空中拍攝作業(yè)時，確保充足的照明是至關(guān)重要的，這是為了防止圖像中出現(xiàn)過多的陰影，影響拍攝質(zhì)量。拍攝時間的長短，實(shí)際上是由選定拍攝區(qū)域內(nèi)太陽的高度角以及由此產(chǎn)生的陰影倍數(shù)來共同決定的。具體如表1所示[4]。

鑒于拍攝區(qū)域獨(dú)特的氣候條件和地形特征，為了捕捉到最佳光線效果并盡量減少地面物體的陰影，我們決定在早晨十一點(diǎn)至下午兩點(diǎn)這一時間段內(nèi)進(jìn)行航空攝影。這一時段通常能提供較為理想的光照條件。在正式飛行之前，遵循行業(yè)規(guī)范與安全標(biāo)準(zhǔn)，需要對地面控制站設(shè)備、飛行平臺本身、搭載的任務(wù)執(zhí)行設(shè)備以及機(jī)載電源系統(tǒng)等進(jìn)行詳盡而細(xì)致的檢測，旨在排除任何潛在的安全隱患，從而確保整個飛行任務(wù)的順利進(jìn)行。無人機(jī)飛行的高度應(yīng)按照測繪的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其高度的計(jì)算公式如下：

h＝f×gsd/a（1）

公式中：h 表示航測高度，f 表示搭載鏡頭的焦距，gsd 表示不動產(chǎn)所在地面的分辨率，a 表示像元尺寸。

在無人機(jī)航攝結(jié)束后，要根據(jù)飛行記錄、電量、機(jī)載設(shè)備、飛行平臺、存儲數(shù)據(jù)等重新檢查，并將飛行記錄、數(shù)據(jù)及時整理出來。當(dāng)遇到任何影響航攝質(zhì)量或飛行任務(wù)順利完成的情況時，應(yīng)立即將相關(guān)信息反饋給航攝團(tuán)隊(duì)，同時組織團(tuán)隊(duì)深入分析這些問題產(chǎn)生的具體原因，及時安排第二次補(bǔ)飛[5]。

1.2 快速處理測繪影像

光束法區(qū)域網(wǎng)平差以共線條件方程為理論依據(jù)，在平差過程中，以光束法區(qū)域網(wǎng)為基本單位進(jìn)行平差過程計(jì)算。這一流程的核心思路是：首先通過初步估計(jì)，為每一張拍攝到的照片分配其外部定向參數(shù)的近似值，并為每一個加密點(diǎn)設(shè)定其坐標(biāo)的初步估計(jì)位置。隨后，利用攝影測量學(xué)中的共線條件方程作為理論基礎(chǔ)，構(gòu)建出相應(yīng)的誤差方程。將這些誤差方程進(jìn)行系統(tǒng)的整合，通過平差處理來同時解算這個方程組。最終，通過聯(lián)立解算這個方程組，可以精確地求出每一張影像的外部定向元素以及那些加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)[6]。將這些誤差方程進(jìn)行系統(tǒng)地整合。

在內(nèi)方位元素已知的條件下，以像點(diǎn)坐標(biāo)為觀測值，得出誤差的表達(dá)公式如下：

公式中：（νx，νy）代表像點(diǎn)坐標(biāo)，X 表示待定點(diǎn)坐標(biāo)的未知數(shù)，t 表示影像的外方位元素。

通常，待定坐標(biāo)系中未知數(shù)的數(shù)量遠(yuǎn)大于影像外方位要素的數(shù)量，將上述公式（2）中的未知數(shù)消除，得到t 的向量，其表達(dá)公式如下：

在確定了每一幅影像的外方位要素后，根據(jù)兩幅影像的前方交會公式，得到所有待測點(diǎn)的地表坐標(biāo)，此外，還可以通過多個前方交會點(diǎn)來獲得待測點(diǎn)的地表坐標(biāo)。從而可以得出每個待定點(diǎn)的前方交會點(diǎn)的誤差方程，其表達(dá)公式如下：

公式中：DX、DY、DZ代表待定點(diǎn)坐標(biāo)的改正數(shù)。

當(dāng)待定點(diǎn)位于多個影像的重疊區(qū)域內(nèi)，就可以針對每一個包含該待定點(diǎn)的影像，利用已知的影像外部方位元素和共線條件方程，構(gòu)建出一個前方交會點(diǎn)的誤差方程式。這些誤差方程式的數(shù)量將等于該待定點(diǎn)所跨越的影像張數(shù)。解出每個待定點(diǎn)的地面坐標(biāo)近似值的校正數(shù)，將計(jì)算出的校正數(shù)應(yīng)用到待定點(diǎn)的初步地面坐標(biāo)估計(jì)值上，從而得到更加精確的地面坐標(biāo)。

1.3 基于無人機(jī)影像進(jìn)行農(nóng)村不動產(chǎn)規(guī)劃

隨著農(nóng)村房地產(chǎn)測繪工作的開展，一類高效率的數(shù)字產(chǎn)品——數(shù)字線劃圖應(yīng)運(yùn)而生，并廣泛用于農(nóng)村房地產(chǎn)地籍測繪工作中。在測繪工作中，測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到測繪成果的質(zhì)量，對農(nóng)戶來說，測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度又關(guān)系到他們的切身利益。數(shù)字線劃圖的準(zhǔn)確性受各種因素的影響，如圖像質(zhì)量、像片控制點(diǎn)精度、三維模型質(zhì)量等，一般采用簡單易用的三維測圖軟件進(jìn)行數(shù)字線劃圖。

在測繪農(nóng)村不動產(chǎn)數(shù)據(jù)的過程中，確保圖像清晰度滿足要求的前提下，測繪工作的首要任務(wù)是精準(zhǔn)描繪農(nóng)村建筑中的房地產(chǎn)部分。這一環(huán)節(jié)借助無人機(jī)技術(shù)，利用其高效的圖像采集功能，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的快速掃描與記錄。操作過程中，操作人員可靈活運(yùn)用快捷鍵功能，以便迅速捕捉并標(biāo)注房屋的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。隨后，通過測繪生成的圖像或圖紙，其核心價(jià)值在于對房屋元素進(jìn)行全面檢查與驗(yàn)證。測繪圖的作用是檢查房屋元素的完整性，屬性匹配，字符的正確識別，邏輯順序等。在構(gòu)造測繪圖時，必須保證各要素的整體性。若資料不全，則需補(bǔ)充野外測量資料，或?qū)Τ蓤D進(jìn)行修改，該圖片需采用詳細(xì)的測繪資料加以檢驗(yàn)及校正。

2 實(shí)驗(yàn)測試與分析

為證明本文提出的無人機(jī)航測技術(shù)方法的有效性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，將基于地面三維激光掃描技術(shù)的方法、基于GPS-RTK結(jié)合全站儀的方法和本文方法共同進(jìn)行測繪，對比測繪效果。

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

在本次實(shí)驗(yàn)中，所獲取的正射圖像所涵蓋的對象范圍廣泛，地物種類繁多，數(shù)據(jù)量龐大。為加快計(jì)算機(jī)處理速度，選擇所獲取的部分正射圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這部分地區(qū)基本上涵蓋了所有類型的地物，在地理位置上又位于該村莊的中部，是該地區(qū)土地整理后的核心，這一地區(qū)的選區(qū)有很強(qiáng)的代表性，也有很強(qiáng)的可信度。對這部分地區(qū)的土地狀況有一個清晰的了解，以便在后續(xù)的驗(yàn)收過程中能夠更好地為我們所用。

在實(shí)驗(yàn)中，使用德國公司研發(fā)的智能圖像分析軟件作為測試環(huán)境。傳統(tǒng)的遙感軟件在處理圖像數(shù)據(jù)時，主要依賴于波段信息來提取有用數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致信息提取的廣度和深度存在明顯局限。新推出的遙感軟件創(chuàng)新性地引入了一種以面向?qū)ο鬄榛A(chǔ)的信息提取技術(shù)方法，該技術(shù)方法的核心在于，通過構(gòu)建決策專家系統(tǒng)來支持算法的運(yùn)行。在現(xiàn)有商用遙感軟件中，該軟件首次提出了以目標(biāo)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的智能遙感信息提取平臺，有效提升了高分遙感信息自動識別的準(zhǔn)確度。該方法是一種利用高精度識別無人機(jī)遙感圖像的有效方法，具有較強(qiáng)的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)所選村莊劃分的各類地物應(yīng)用規(guī)則如表2所示。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，測繪表2中的各類別地區(qū)，檢驗(yàn)三種方法測繪面積的精準(zhǔn)度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3可以看出，使用無人機(jī)航測技術(shù)對農(nóng)村房地產(chǎn)進(jìn)行測繪時，與實(shí)際面積趨于一致，其最大誤差為18.4㎡，其余兩種方法的誤差均大于本文方法，方法1相較于本文方法的最大誤差多出了29.9㎡，方法2相較于本文方法的最大誤差多出了10.2㎡，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本方法的有效性高，有一定的研究價(jià)值。

3 結(jié)束語

我國農(nóng)村地區(qū)的地形地貌展現(xiàn)出高度的復(fù)雜性、多樣性和廣泛性，自然特征對傳統(tǒng)的人工房地產(chǎn)測繪方法構(gòu)成了不小的挑戰(zhàn)，限制了測繪工作的效率與準(zhǔn)確性。在此背景下，無人機(jī)航測技術(shù)憑借其快速響應(yīng)、高精度數(shù)據(jù)獲取及靈活編繪的能力，成為解決農(nóng)村復(fù)雜地形測繪難題的理想選擇。在未來的農(nóng)村房地產(chǎn)規(guī)劃工作中，無人機(jī)航測技術(shù)將會得到越來越廣泛地應(yīng)用和推廣。為了使無人機(jī)航測技術(shù)在村莊房地產(chǎn)規(guī)劃中的作用得到更好的發(fā)揮，需要對其進(jìn)行充分的考慮。

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