無人機傾斜攝影測量技術在城市土地利用動態監管中的實踐分析

郭倩倩 夏治學

河南省地質礦產勘查開發局第三地質礦產調查院 河南 信陽 464000

1 無人機傾斜攝影測量技術

無人機攝影利用低空遙感技術拍攝地面。該技術充分利用了無人機這一方便、快捷、機動能力強的飛行平臺。它可以很容易地獲得普通攝影技術無法拍攝的照片，并且可以很容易地獲得高精度的遙感數據。此外，無人機技術與傾斜攝影測量技術的結合也是攝影界的一大壯舉。首先，它降低了拍照的難度，更容易拍攝一些高空照片或峽谷照片；二是降低了人力物力成本，提高了照片質量；最后，無人機傾斜攝影測量技術提高了數據的精度，在城市土地利用動態監測過程中發揮了重要作用，為土地測繪行業提供了無與倫比的幫助。隨著無人機技術和傾斜攝影測量技術的不斷完善，攝影設備的不斷更新，越來越適應城市土地利用動態監測對數據分析和處理的要求，對城市土地利用動態監測具有重要意義。未來，城市土地管理局將越來越依賴無人機傾斜攝影測量技術。

斜向攝影測量作為現代科學技術飛速發展時代的產物，在實踐中與傳統攝影測量有著顯著的區別。前者在實踐中更具優勢，具有廣闊的發展前景。在測量方法上，傾斜攝影測量是通過有效獲取選定測量區域內每個點的垂直、左右五個方向的圖像，生成三維真實模型，研究物體的截面、尺寸、尺度等特征的高新技術。傳統的攝影測量技術主要是通過選定測量區域內各點的中心投影圖像生成正射影像，對被測物體的性質、尺寸等特征進行分析和研究。在測量技術方面，傳統的攝影測量技術應用范圍較窄，僅用于生成正射影像和繪制地形分布圖。斜交攝影測量的目的不僅是生成正射影像和繪制地形分布圖，而且是建立三維真實模型，對被測對象進行全方位的分析和研究。無人機傾斜攝影測量在實踐中具有明顯的優勢。借助先進的定位技術和科技支撐，能夠真實反映和分析被測物體的狀態，從而建立三維真實模型，研究被測物體的特性和特性。

2 傾斜攝影原理及特點

2.1 傾斜攝影原理 無人機攝影技術的原理是通過多個數碼相機在無人機飛行平臺上，以垂直或傾斜等不同角度對地面物體進行拍攝。在拍攝過程中，常用的五鏡頭傾斜攝影系統充分結合無人機平臺的GPS/IMU系統獲取POS數據和相關圖像控制點數據，然后通過相應的軟件對數字顯示模型、數字正射影像和3D模型進行有效處理。

2.2 無人機傾斜攝影的特點 無人機傾斜攝影技術之所以在測量工程中得到廣泛應用，一個重要原因是圖像效果更具立體感和真實感，展現了被攝區域最真實的狀態。其次，無人機的作戰拋棄了傳統作戰的局限性，除了降低了作戰的復雜度外，可控性也得到了很大的提高。無人機可以實現遙感控制，其圖像采集時間也較以往有所縮短。因此，無人機傾斜攝影技術具有建立真實三維信息和模型的功能，通過有效的數據支持，提高了測繪的效率和質量。

2.3 傾斜相機的性能要求 在傾斜攝影系統中，鏡頭的數量和種類很多，不僅是多鏡頭，而且是單鏡頭，可以從不同角度獲取圖像，可以實現單架次作業的廣度和深度。一般無人機進行航測時，其像素控制在3500萬以上。由于傾斜攝影技術控制一次曝光所獲得的圖像像素，在測量過程中不能固定單個相機的像素，而是工作時間，電池壽命、曝光功能和圖像采集功能可能會受到限制。雖然設備曝光可以獲得更好更高的像素，但由于成本的原因，需要對其進行適當的控制。一般情況下，單個鏡頭的像素應該控制在2000萬以上，曝光的像素也應該控制在1億。另外，為了滿足特定條件下的測量需要，攝像機的工作時間應控制在90分鐘以上，并應保證能夠全天工作。而且，只有具有曝光功能的相機才能完全滿足影響重疊的具體要求。

2.4 傾斜攝影測量技術的應用現狀

(1)現有的傾斜攝影測量技術的應用范圍。由于傾斜攝影測量技術的優勢，世界上大多數國家都將其應用于應急指揮、國土安全、城市管理、房產稅等行業。在我國，這項技術主要應用于國土資源、房產稅、人口普查統計、數字城市建設、城市管理、災害評估、環境監測等領域。許多現代企業也利用這一技術來優化管理和運營，如在建筑工程、三維實景導航、旅游規劃等方面。

(2)遇到的挑戰。斜交攝影測量的發展時間不長，各方面都不完善，在使用上也存在一定的局限性:一是采集數據后技術影響匹配時，由于斜交攝影測量角度較大，所呈現圖像的尺度大小不一致，分辨率不同，在拍攝過程中，由于地面建筑物或樹木的遮擋，采集到的數據信息存在很多誤差，嚴重影響了后續圖像的三維精度。其次，斜角攝影測量后形成的三維模型能夠表達物體的整體，部分物體會丟失或變形。因此，為了建立一個完整的三維模型，有必要對需要顯示或表達的缺失部分進行重新測量。在這個時候，通常使用手動拍攝。但后期拍攝的圖像與原來的三維造型不同，由于角度或人為因素的影響，圖像清晰度不易達標，成本增加。

3 無人機傾斜攝影測量應用于動態監管的優勢分析

過去，城市土地管理局獲取土地遙感數據的方式單一，只能通過衛星或載人飛機拍攝的遙感照片獲取。由于衛星距離地面較遠，拍攝的照片大多模糊，部分地面情況也不清楚。因此，土地的用途無法區分。無人機傾斜攝影測量技術的出現彌補了這一不足。無人機攜帶的傾斜攝像機能清晰地捕捉地面情況，對地面上的各種建筑物一目了然，從而對土地利用有一個清晰詳細的了解。在技術方面，無人機傾斜攝影測量技術與傳統技術相比具有很大的優勢，可以獲得實時、高效、準確的數據，降低數據采集成本，保證城市土地利用動態監測的及時性和效率。達到“一石多用”的效果。

4 在動態監管中的實踐分析

無人機傾斜攝影測量技術在城市土地利用動態監管中的運用很多，可以讓城市土地管理局在對土地使用的管理中快速分別是否合理。具體包括以下土地使用情況的分析:

4.1 區分城市的新建筑是否合理 對于無人機拍攝的遙感照片中的新建建筑物，市國土局應盡快核實是否申請占用城市土地，是否批準土地利用申請。新建筑用地證明合法的，應當及時注記，更新土地利用數據庫。如經證明用地不合理，應及時與新建樓盤負責人聯系，并對其建設行為進行警示，不符合規定的，盡快辦理相應手續。

4.2 確定拆遷區域是否合理 對于無人機拍攝的遙感照片中顯示的拆遷區域，市國土局應盡快核實，看其拆遷行為是否得到有關部門的批準。如果證明是合理的，那么城市土地管理局應該對這些地區的未來用地做出一些規劃，對被拆遷土地的使用做出合理的規定。

4.3 確定工廠用地的變更是否合理 對于無人機拍攝的遙感照片中顯示的廠區用地變更和廠房拆遷，市國土局必須及時與廠長聯系，檢查相關變更手續是否齊全，核實變更用地的真實用途，工廠是否對原土地造成污染。獲得結果后，應更新土地數據庫。

4.4 確定土地利用信息的變化 利用無人機拍攝的遙感照片對城市格局進行分析，找出不合理之處。比如商業區的位置，大學城是否應該建設，城區的綠地面積過小，工廠選址是否合理等。在此基礎上，大膽規劃城市未來格局，有利于城市快速發展。

結束語

傾斜攝影測量技術是現代高新技術發展的產物，而無人機傾斜攝影測量技術是其技術的具體表現形式。無人機傾斜攝影測量技術在許多方面突破了傳統的傾斜攝影測量技術，并在此基礎上不斷創新和發展。通過對被測物體進行多方面、多角度的檢測，生成三維真實模型進行分析，測量結果全面、系統，對我國各領域、各行業產生深遠影響，具有廣闊的發展前景。