傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用分析

王曉飛

黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司 河南鄭州 450000

傾斜攝影測量在地籍測量中的應(yīng)用有很多優(yōu)勢，既大大減少了操作人員的工作壓力，又能補(bǔ)充和完善傳統(tǒng)地籍測量在實際運用中的不足。本文首先對傾斜攝影測量技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行概述，其次，對傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用進(jìn)行分析，最后對此進(jìn)行總結(jié)。

1 測繪及地籍測繪

測繪是以信息科學(xué)、空間科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通訊、光電技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）以及全球定位系統(tǒng)（GPS）等為技術(shù)核心，通過測量手段來獲得地面已有特征點及界限等可以反映地面現(xiàn)狀的圖形與位置信息，多數(shù)是供行政管理或者是工程建設(shè)規(guī)劃之用。測繪指的是，對地表人工設(shè)施的空間位置、大小、形狀、屬性或者是自然地理要素等進(jìn)行采集、測定、表述，并對獲取的信息、數(shù)據(jù)、成果進(jìn)行處理及提供的一種活動。地籍測繪是以地塊為基礎(chǔ)，以實際需求的不同為依據(jù)，可分為多種不同類別，同時也有多種地籍表示方法，如城市地籍、農(nóng)村地籍或者是財產(chǎn)地籍、稅收地籍等。地籍測繪指的是，利用測繪技術(shù)來獲取真實、準(zhǔn)確的地籍信息，構(gòu)建健全的地籍檔案，并對地籍實施綜合管理[1]。

2 傾斜攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢概述

傾斜攝影測量技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種利用無人機(jī)進(jìn)行測繪的現(xiàn)代測繪技術(shù)，傾斜攝影測量技術(shù)的發(fā)展與無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展成熟有很大的關(guān)系，該技術(shù)可以實現(xiàn)在五個角度同步獲取影像資料，分別是一個垂直和四個傾斜的角度，因此可以較為全面地對地形地貌的信息進(jìn)行采集，而且采集的影像資料具有比較高的分辨率，除了影像信息的采集，傾斜攝影測量技術(shù)還包括相關(guān)的定位、融合、建模等流程。可以較為真實地反映測繪地區(qū)的地質(zhì)特點，因此，在地籍測繪中得到了較為廣泛的應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)的航拍測繪，傾斜攝影測量技術(shù)可以實現(xiàn)更加靈活、準(zhǔn)確的地籍測繪，在傳統(tǒng)的航拍中多是采用固定翼飛機(jī)，或者是螺旋翼飛機(jī)，對拍攝的條件要求較為苛刻，同時拍攝的成本也比較高，由于在傳統(tǒng)的航拍中飛機(jī)都要保持相對比較高的速度，因此一般適用于大面積的測繪，而在有限區(qū)域的測繪中則表現(xiàn)出了比較大的局限性，而傾斜攝影測量技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上解決了有限區(qū)域測繪難度的問題[2]。

3 傾斜攝影測量技術(shù)的原理特點

傳統(tǒng)航空攝影測量（垂直攝影）的基本原理是根據(jù)攝影測量過程的幾何反轉(zhuǎn)思想，利用光學(xué)、機(jī)械、數(shù)字方法模擬攝影過程，以模擬恢復(fù)攝影時相鄰兩張相片的空間位置、姿態(tài)和相互關(guān)系，形成幾何模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行量測。由于受光學(xué)和模擬立體測圖儀器機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，為滿足相應(yīng)的量測精度，需嚴(yán)格恢復(fù)照片的空間關(guān)系，因此，要求航空攝影時的飛機(jī)姿態(tài)和相機(jī)姿態(tài)盡可能保持垂直攝影的要求，對相機(jī)的畸變也有嚴(yán)格要求。傾斜攝影測量技術(shù)的原理是基于計算機(jī)視覺和影像匹配，通過對采集的圖片或視頻進(jìn)行處理以獲得相應(yīng)場景的三維信息。由于計算機(jī)的相關(guān)技術(shù)發(fā)展以及傾斜攝影的技術(shù)特點，其量測精度更多的是與影像匹配、模型精度有關(guān)，對航空攝影時飛機(jī)和相機(jī)的姿態(tài)均沒有特別要求，只需保證同一地物在三張以上的影像可視即可利用計算機(jī)視覺技術(shù)恢復(fù)其三維信息[3]。

4 地籍測繪中傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用

4.1 做好測量前的準(zhǔn)備工作

在地籍測繪中有比較多的影響因素，其中包括氣象條件、地質(zhì)條件以及環(huán)境條件等，尤其是運用傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行地籍測繪時，很多影響因素都會被放大，提前對影響測量精度的因素進(jìn)行評估，才能有效避免因為各種影響因素給地籍測繪帶來的不良影響。在進(jìn)行傾斜測量攝影技術(shù)前，工作人員首先需要對當(dāng)?shù)氐匦螣狳c以及環(huán)境特征、氣候條件等相關(guān)影響因素進(jìn)行確認(rèn)，目的是為了后續(xù)的采集工作能夠順利進(jìn)行并且得出的數(shù)據(jù)可靠。研究工作者要做好坐標(biāo)系統(tǒng)的控制點、確定高程基準(zhǔn)的參數(shù)、規(guī)定合理的飛行路線以及飛行的高度等，做到傾斜攝影測量技術(shù)方案的有效合理性，對數(shù)碼相機(jī)和無人機(jī)的監(jiān)測進(jìn)行校對，確保其具有良好的功能。

4.2 采集地形數(shù)據(jù)

在一定的勘測區(qū)域，無人機(jī)的航線是按照南北方向規(guī)劃的。航線重疊率為70%，側(cè)重疊率為65%，無人機(jī)高度為350m，地面分辨率為0.0414m，該區(qū)域航線數(shù)量為384條。深入分析攝像區(qū)域的情況，明確其空域?qū)徟鶕?jù)航拍區(qū)域的實際情況進(jìn)行合理規(guī)劃，確保數(shù)據(jù)采集工作的順利實施。著陸點的選擇應(yīng)保證其平穩(wěn)性，并科學(xué)計算其高度和分辨率。在充分準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行航空攝影，并嚴(yán)格檢查現(xiàn)場質(zhì)量。差分全球定位系統(tǒng)解決方案完成后，應(yīng)再次檢查，以確保所有數(shù)據(jù)正確無誤，航空攝影結(jié)果應(yīng)按照流程進(jìn)行有效整理和提交[4]。

4.3 三維模型的構(gòu)建

三維模型的構(gòu)建是傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系傾斜攝影技術(shù)測繪效率及測繪價值。工作人員需要借助圖形運算單元進(jìn)行三維場景運算的合理規(guī)劃，可以應(yīng)用激光點云掃描系統(tǒng)和定位定向系統(tǒng)通過簡單聯(lián)系的影像進(jìn)行快速的自動化構(gòu)建，減少人為干預(yù)所造成的誤差。傳統(tǒng)的三維模型構(gòu)建技術(shù)通常依賴于高程來進(jìn)行，而傾斜攝影測量技術(shù)具有更高的立體度，能夠以真實的影像為基礎(chǔ)開展測量和測繪工作，保證超高密度點云生成的高效性以及便捷性。以真實影像為基礎(chǔ)建立的實景三維模型可以保證較高的分辨率，從而可以為數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、工程的建設(shè)、任務(wù)與成果的提交以及影像數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)控制提供有效的數(shù)據(jù)支持。

4.4 三角測量方法

地籍測繪中，對大比例尺地形圖進(jìn)行測繪的時候，測繪精度以及最終的測繪質(zhì)量，在很大程度上受到氣候、地形等自然條件因素的影響。基于這樣的原因，對地形圖進(jìn)行測繪之前，需要做好勘探工作，并要進(jìn)行綜合分析、全面考慮。若是映射過程中，對圖像之間的幾何變形關(guān)系、遮擋關(guān)系進(jìn)行充分考慮，則可能會給映射精度造成一定的影響，具體映射過程中，應(yīng)采取多視圖圖像、三角剖分方法進(jìn)行聯(lián)合調(diào)整，為映射工作提供更加準(zhǔn)確、全面的多視圖影響外方位元素，從而促進(jìn)映射精度的提高。除此之外，為實現(xiàn)匹配效果準(zhǔn)確性與可靠性的進(jìn)一步提高，可以建立誤差方程，采取聯(lián)合求解的方法，來實現(xiàn)調(diào)整結(jié)果準(zhǔn)確性的提高，進(jìn)而為地形圖繪制工作提供準(zhǔn)確、有效的參考信息。

4.5 外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測

利用傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行地籍測繪，在測繪的過程中不可避免地會出現(xiàn)影像的盲區(qū)。比如測繪對象被建設(shè)物遮擋，測繪區(qū)域的植被比較茂密以及立交橋的橋下區(qū)域等。因此這些區(qū)域無法通過直接拍攝獲得測繪需要的影像資料，這對測繪的完整性會造成很大的影響，解決這一問題的方法就是開展外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測，需要測繪人員提前將存在測繪盲區(qū)的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注，可以保證補(bǔ)測的效率，在完成外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測后應(yīng)該經(jīng)所拍攝的照片進(jìn)行整理，添加到一次拍攝的照片中。

4.6 控制點選取精度分析

外業(yè)人員此次測量能夠獲得40個清晰的點位，坐標(biāo)系統(tǒng)為獨立坐標(biāo)系，選取其中35個點作為控制點進(jìn)行空三加密控制，其余幾個點位進(jìn)行模型精度檢測，工作人員需要抽取2個區(qū)域進(jìn)行外業(yè)全要素特征點位采集檢測傾斜攝影測量的絕對精度，選擇對應(yīng)的地物點和抽樣檢查點區(qū)域，與傳統(tǒng)測量方法測量出來的點位信息進(jìn)行對比，并進(jìn)行相應(yīng)的誤差計算，從而得到傾斜攝影測量活動的具體位置以及誤差情況，明確測量精度和檢驗效果。傾斜攝影測量獲取的平面坐標(biāo)的誤差要明顯小于傳統(tǒng)的測量方法，符合地籍地形圖的測試要求。

5 結(jié)語

本篇文章對于傾斜攝影測量手段在地籍測繪中的應(yīng)用加以分析，首選介紹了使用過程，隨后是使用的例子，最后對其特點和優(yōu)勢進(jìn)行分析。希望能夠為地籍的研究工作者提供一定的參考，也希望地籍測繪活動在未來有更加穩(wěn)定的發(fā)展。地籍測繪為相關(guān)單位減少成本的同時也為地籍測量范圍提供準(zhǔn)確而有效的測繪數(shù)據(jù)，相信傳統(tǒng)的全野測量一定會被地籍測繪所替代。