無人機傾斜攝影在農(nóng)村地籍調(diào)查中的應(yīng)用

蔣喆

無人機傾斜攝影是在過去幾年中通過在同一飛行平臺上攜帶一個或多??個傳感器而開發(fā)的多角度航空攝影技術(shù)，將傳統(tǒng)航空攝影與數(shù)字地面探測相結(jié)合。以一定角度包含底部圖像克服傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)的局限性，傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)只能從垂直角度捕獲，并且可以更真實地反映特征的實際情況，從而補償正射影像的缺失。

一、引言

傾斜圖像是由航空相機以特定傾斜角度拍攝的圖像，傾斜攝影通過在同一天線平臺上加載多個傳感器同時從不同角度捕獲圖像，捕獲關(guān)于地面物體的更準(zhǔn)確和更精準(zhǔn)的信息，例如垂直和傾斜角度。常用的圖像數(shù)據(jù)主要來自垂直角度或傾斜角度的航拍或衛(wèi)星圖像。這些圖像中的大部分只有物體頂部的信息特征，缺乏地形的詳細(xì)輪廓和紋理信息，不利于全方位模型的重建和景觀展現(xiàn)。

（一）傾斜攝影原理

傾斜攝影是一種照相技術(shù)，其中攝像機的主光軸從垂直或水平方向高度偏移并且處于一定的傾斜角度。可傾斜攝像機是一架飛機配有五個高分辨率數(shù)碼相機，進行有效的空間布置，并安裝在同一平臺上，以一定角度進行航拍。高空間分辨率數(shù)碼相機拍攝設(shè)備包括下視攝像頭、前視攝像頭、后視攝像頭、左視攝像頭和右視攝像頭。下視攝像頭是用于創(chuàng)建DEM正射影像的垂直攝像頭。前視攝像頭、后視攝像頭、左攝像頭和右攝像頭都是用于獲得物體的側(cè)面紋理圖像的傾斜圖像，并且傾斜角度在15度和45度之間。通過相機之間的時間同步裝置精確地對準(zhǔn)成像時間，圖像位置和位置參數(shù)由姿態(tài)測量裝置提供。它具有計算機控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，負(fù)責(zé)上述組件的數(shù)據(jù)采集和控制，并發(fā)送同源觸發(fā)信號，激活多面陣列攝像機，實現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集和內(nèi)存維護。對應(yīng)的傾斜圖像數(shù)據(jù)處理軟件對收集的傾斜圖像進行預(yù)處理，包括顏色處理、校正、拼接、混合等，以形成滿足應(yīng)用要求的分級圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

傾斜圖像功能：

1.反應(yīng)農(nóng)村地籍周圍的實際情況。與正射影像相比，傾斜圖像可以提供對地物體的多角度觀測，更真實地反映實際的地籍情況，從而大大彌補了正射影像應(yīng)用的不足。

2.通過傾斜圖像，可以測量單個圖像。通過圖像后處理軟件應(yīng)用，包括高度、長度、面積、角度、斜率、輪廓等的測量，以及地籍體積的計算可以直接基于圖像結(jié)果，并且業(yè)界傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)擴展。

3.數(shù)據(jù)量小，可以很容易地在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布。與在3D GIS技術(shù)中使用3D數(shù)據(jù)相比，傾斜攝影捕獲的數(shù)據(jù)少得多，并且可以通過用于通用應(yīng)用的復(fù)雜技術(shù)快速處理圖像的數(shù)據(jù)格式。

二、無人機傾斜攝影測量技術(shù)在農(nóng)村地籍測量中的應(yīng)用

無人機傾斜攝影測量技術(shù)不僅可以提供農(nóng)村地籍測量數(shù)據(jù)的清晰準(zhǔn)確的概述，而且可以保證地形測量精度得到保證，地貌元素的圖像數(shù)據(jù)可以被矢量化。結(jié)合農(nóng)村人口普查的具體要求，本文提出了以下操作程序。

（一）無人機傾斜攝影測量

1.航空照片

無人機飛行平臺配備了數(shù)碼相機，可以在測量區(qū)域拍攝航拍照片。使用地面站控制系統(tǒng)根據(jù)測量區(qū)域的范圍和地圖的比例自動生成路線和飛行時間。

2.圖像控制點的布局和測量

控制點應(yīng)按照區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制點的要求進行安排，應(yīng)在兩條路線重疊的中間選擇區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之間的圖像控制點，以便共享相鄰區(qū)域的控制點。應(yīng)在線性良好切割角度物體的交點處或點特征的中心處選擇圖像控制點，其圖像尺寸小于0.2mm，其經(jīng)受相鄰對的自由和聯(lián)合測量。

3.清空三加密

空白三重加密代表了攝影測量生產(chǎn)中的重要一步。它使用很少的地面控制點來計算勘測區(qū)域中所有圖像的外部方向元素和所有加密點的地面坐標(biāo)。無人機三加密主要涉及提取和編輯連接點、旋轉(zhuǎn)場控制點，計算調(diào)整模型恢復(fù)以及DEM和DOM生成。根據(jù)用于創(chuàng)建所有權(quán)映射的工作圖的零加密結(jié)果來執(zhí)行DOM成幀。

4.數(shù)據(jù)矢量化

在內(nèi)部數(shù)據(jù)采集中，根據(jù)物體的構(gòu)造以及形成的幾何和物理特征（例如形狀、大小、顏色、陰影和相互關(guān)系）以及形狀的輪廓特征來識別和解釋對象的內(nèi)容和性質(zhì)。使其功能被勾勒出來，創(chuàng)建表格DLG數(shù)據(jù)。

（二）權(quán)屬調(diào)查

權(quán)屬調(diào)查使用DOM框架作為調(diào)查的基本地圖。業(yè)主調(diào)查的主要任務(wù)是：現(xiàn)場檢查、地籍問卷的登記、負(fù)責(zé)人的簽名等。使用生成的DOM和DLG作為調(diào)查的基本地圖，根據(jù)實際調(diào)查需求繪制結(jié)果。必須在調(diào)查區(qū)域中調(diào)查和繪制所有要素和地貌要素，并且在調(diào)查屬性時在現(xiàn)場進行映射。同時，土地權(quán)利人、土地權(quán)的所有權(quán)和土地使用信息直接在工作地圖上進行檢查和標(biāo)記。現(xiàn)場地籍調(diào)查，以識別可疑和不可識別的特征，填寫隱藏的功能和新功能，以及在土壤和地貌元素中收集的內(nèi)部材料補充建筑結(jié)構(gòu)和層次的研究，并糾正內(nèi)部行業(yè)識別錯誤的功能，并保持圖片、圖形和字段一致。

（三）地籍調(diào)查

地籍調(diào)查主要涉及兩個方面：圖像的調(diào)整和邊界點的實際測量。

在內(nèi)部映射的情況下，沒有唯一的、不準(zhǔn)確的、缺失的或增加的特征，并且在地籍測量期間必須進行額外的測量。補充測試的主要方法是：

1.通常由鋼尺或測距儀直接添加到工作基本地圖的個人和小規(guī)模特征;

2.必須在大面積上重新測試的地籍物體必須首先放置根控制點。然后可以使用RTK和全站儀極坐標(biāo)方法進行其他測量。

邊界點為檢測地塊邊界提供了重要依據(jù)。邊界點通過分析方法測量，地圖根、RTK和全站儀控制測量宗地邊界點的坐標(biāo)。然后，使用Southern CASS軟件，對所獲得的邊界點坐標(biāo)向量進行符號化，從而完成地籍圖的繪制。

三、結(jié)語

無人機傾斜攝影是近年來開發(fā)的高級攝影測量技術(shù)，其應(yīng)用的深度和廣度還有待進一步發(fā)展。使用無人機傾斜攝影遙感技術(shù)可廣泛用于地農(nóng)村地籍監(jiān)測，進行農(nóng)村土地管理。雖然無人機傾斜攝影測量技術(shù)實現(xiàn)了自動數(shù)據(jù)處理，但由于高速率和頁面重疊率，即使小面積覆蓋也需要大量數(shù)據(jù)，處理時間耗時，計算機軟件和硬件要求很高。探索無人機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和快速分析與處理技術(shù)，可以有效提高無人機傾斜攝影的實用性和有效性，推動無人機遙感技術(shù)在地籍調(diào)查和監(jiān)測中的應(yīng)用。（作者單位：廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院）