無人機傾斜測量技術(shù)在不動產(chǎn)測繪中的應(yīng)用

樊嘉欣

（寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏銀川，750001）

0 引言

開展不動產(chǎn)測繪要對所有房產(chǎn)的信息開展細(xì)致地了解，詳細(xì)掌握不動產(chǎn)的位置、當(dāng)前狀況、大小、使用情況等。以往針對不動產(chǎn)進(jìn)行測繪，一般采用的都是人工方式，依靠人員上門調(diào)查完成測繪，但是這種方式效率不高，所得到的信息也僅是依靠二維角度展開分析，而且因為地形比較復(fù)雜，特別容易引發(fā)不動產(chǎn)信息丟失。最近幾年，開始使用無人機傾斜攝影技術(shù)，用來完成對三維空間信息和數(shù)據(jù)的測量，獲得了一定的效果，而且也使作業(yè)風(fēng)險性變低，還可以把測繪中得到的數(shù)據(jù)用云點圖像加以展示。國家以及國外都在無人機傾斜攝影技術(shù)方面加大研究，開始在不動產(chǎn)的測量上加大對無人機傾斜技術(shù)的使用，而且國外在軍事、農(nóng)業(yè)等方面也開始應(yīng)用無人機傾斜技術(shù)，我們國家一般將無人機傾斜技術(shù)用來進(jìn)行工程、竣工及對礦山等的測繪，也取得了一定的成績。在開始研究時，使用無人機傾斜攝影技術(shù)能夠和MAX技術(shù)構(gòu)建在一起，可以搭建三維城市模型，也加大了獲取三維空間數(shù)據(jù)的速度。

1 無人機傾斜攝影測量技術(shù)概述

無人機傾斜攝影技術(shù)，就是在無人機上面安裝傾斜攝影裝置，還要在無人機的外表面安裝各種數(shù)據(jù)傳感器以及不同傾斜角度的攝影裝置，這樣不同角度的攝像裝置就可以由于角度的變化而把不同的數(shù)據(jù)重新組合在一起，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速、精準(zhǔn)地獲取。無人機設(shè)備能夠利用POS系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合，這樣就能在三維空間中做到對無人機狀態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)測，還可以對攝影等裝置進(jìn)行及時調(diào)節(jié)，這樣能確保數(shù)據(jù)不會失真，從而確保進(jìn)行不動產(chǎn)測繪工作所得到的數(shù)據(jù)都是非常精準(zhǔn)的。無人機傾斜攝影技術(shù)還能用來對不同的影像以及在平差攝影在垂直及傾斜等方向上實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集，這樣就能避免數(shù)據(jù)出現(xiàn)形變。利用POS系統(tǒng)，能夠為無人機搭建數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)平臺，而且也能夠多方向地完成對數(shù)據(jù)的采集，可以在自由網(wǎng)中自主發(fā)揮，針對控制點可以構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)方程式，這樣就能保證不動產(chǎn)測繪所得出的數(shù)據(jù)具有很高的精準(zhǔn)度。在密度較高的位置開展測繪工作，無人機可以利用分割影像的技術(shù)，把傾斜圖案所得到的圖形開展分割和紋理聚類等活動，這樣就可以算出不動產(chǎn)數(shù)據(jù)的匹配性，還可以使不動產(chǎn)數(shù)據(jù)在采集當(dāng)中表現(xiàn)出輻射性，確保無人機傾斜技術(shù)能夠在一種平衡的光感條件下使用。

無人機傾斜攝影的優(yōu)點體現(xiàn)在可以為不動產(chǎn)測繪的開展提供較為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐，確保所得到的數(shù)據(jù)是真實有效的，而且還可以加快不動產(chǎn)測試得到數(shù)據(jù)的速度。一般不動產(chǎn)測繪獲得的都是體現(xiàn)不動產(chǎn)二維屬性的，通過測繪不能精準(zhǔn)獲得不動產(chǎn)方面的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。但是使用無人機傾斜技術(shù)，在遠(yuǎn)距離對不動產(chǎn)的狀況開展實時采集時，也可以做到對數(shù)據(jù)的實時回傳，還可以構(gòu)建起三維模型。無人機傾斜攝影技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)實行仿真建模，避免測量得到的數(shù)據(jù)存在很大的誤差。對不動產(chǎn)進(jìn)行測繪時使用無人機技術(shù)，在無人機中安裝采集數(shù)據(jù)的裝置，能省下很多人力，也可以降低在測繪方面的資金支出。在三維空間中使用無人機傾斜技術(shù)，能夠用技術(shù)替代人工，計算更精準(zhǔn)，時間更短。一般情況下使用傾斜攝影技術(shù)，其包括的五種傾斜角度能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的智能分析，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的迅速傳遞。傾斜攝影涉及的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，前提同樣是要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳遞，提前計劃好航道，從不同的攝影角度對要測量的對象展開分析，確定好航高、攝影參數(shù)、航線規(guī)劃等不同維度的準(zhǔn)備工作。攝影應(yīng)當(dāng)將空間和對象進(jìn)行匹配，確保分辨率、攝影角度誤差被控制在合理范圍內(nèi)，對圖像進(jìn)行羽化，在圖像上創(chuàng)建坐標(biāo)，從而得到附近圖像的信息，展開多元化和精準(zhǔn)性的數(shù)據(jù)匹配工作。

2 無人機傾斜攝影測量技術(shù)在不動產(chǎn)測繪中的具體運用

2.1 做好像控點的布設(shè)工作

在對影像控制點進(jìn)行計劃和安排時，要提前制定和了解無人機的航線，還要結(jié)合要測量的具體情況展開科學(xué)的計劃。在圖像控制點方面應(yīng)當(dāng)盡可能做到平坦，不同的圖像都應(yīng)當(dāng)均勻排列。在測量順序上，應(yīng)當(dāng)是先測量不同區(qū)域的邊界點，之后在中間位置選定控制點。在進(jìn)行布控時，還要保證每一個布置點都能對測繪大小產(chǎn)生影響。其次，圖像控制點應(yīng)當(dāng)設(shè)置在圖像的外面。確保控制點布置得科學(xué)，才可以提升傾斜攝影技術(shù)的準(zhǔn)確性，也就才能得到精準(zhǔn)和高效的圖像信息，確保測繪的精準(zhǔn)性。

2.2 獲取測繪所需的影像信息

想要提升使用無人機測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，在用無人機開展不動產(chǎn)測繪工作時，測量人員應(yīng)當(dāng)提前確定好調(diào)查任務(wù)，詳細(xì)掌握不同地區(qū)的氣候狀況，多維度地展開數(shù)據(jù)分析，從而制定出最為科學(xué)的無人機航道，再依托無人機的飛行實驗精準(zhǔn)定位平臺的位置。無人機在具體飛行時，有可能會出現(xiàn)偏離航道的情況，所以，無人機在飛行時，應(yīng)當(dāng)完成對數(shù)據(jù)的測量，同時還應(yīng)當(dāng)對被測量對象拍照留存影像，用圖像將現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行記錄。也是為了后續(xù)能夠借助于圖片驗證測量結(jié)果的精準(zhǔn)性，建立三維影像，同時也可以方便開展后期的數(shù)據(jù)分析。還可以用其他輔助儀器幫助完成拍攝，還能針對空中三角測量技術(shù)不斷進(jìn)行改進(jìn)，幫助該技術(shù)實現(xiàn)推廣和使用。使用無人機進(jìn)行拍攝時，能夠?qū)o人機的飛行動作、轉(zhuǎn)彎等進(jìn)行把控，或者也可以對拍攝的設(shè)置情況做出改變，比如曝光、延時拍攝等都是可以更改的設(shè)置。這樣才能保證獲得的圖像真實性更好，可以比較直觀地獲得真實的數(shù)據(jù)，這樣也可以推動測繪工作更好地開展。

2.3 做好攝影測量質(zhì)量控制工作

傾斜攝影測量技術(shù)的質(zhì)量會受到很多原因的影響。假如在攝影時不能對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的把控，就會導(dǎo)致測量結(jié)果并不夠精準(zhǔn)。一是應(yīng)當(dāng)對天氣情況完成預(yù)判。當(dāng)天氣晴、沒有云、多云、光照充足且能見度較好時，就更適合在這種天氣下展開測繪，所以應(yīng)當(dāng)保證天氣狀況是合理的，還要對測繪的時間做到科學(xué)的掌控。二是應(yīng)當(dāng)對攝影的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)把控。例如對飛行高度、太陽高度以及能見度等信息都要提前掌控，這些數(shù)據(jù)會影響到相機的曝光參數(shù)，所以應(yīng)當(dāng)結(jié)合上述信息的狀況對相機的曝光參數(shù)展開調(diào)節(jié)，這樣才能保證得到的攝影效果是最好的。三是應(yīng)當(dāng)保證圖像的清晰度符合要求。利用圖像能夠準(zhǔn)確地判斷出不同的事物，完成對輪廓的精準(zhǔn)繪制，相鄰且顏色一致的圖像應(yīng)當(dāng)一樣，保證照片的色調(diào)能夠呈現(xiàn)出均勻的狀態(tài)。只有做到了上述條件，得到的照片才是成功的，因此事先確定好圖形的清晰程度是很有必要的。四是攝影站應(yīng)當(dāng)加強獲取數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。完成測繪工作后，技術(shù)人員可以借助于飛行軟件對攝影站進(jìn)行管理，完成對GPS數(shù)據(jù)等的采集。假如航線軌道不合適，就應(yīng)當(dāng)重新拍攝。對圖像存儲介質(zhì)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理包裝并指定專職人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)處理中心在第二個飛行日就能夠把航拍報告發(fā)給現(xiàn)場的技術(shù)人員，以便他們可以根據(jù)報告作出相應(yīng)的調(diào)整。

2.4 空中三角測量中的應(yīng)用

在測量當(dāng)中有非常重要的內(nèi)容——空三重加密，傾斜攝影測量流程如圖1。解釋起來，就是對圖像進(jìn)行分析，確定某一些位置的元素精準(zhǔn)。以往的測量用到了三角測量法，這種測量方式存在一定的缺點。因為無人機在空中飛行時會出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，而且在飛行中會受到風(fēng)向等的影響，無人機做不到絕對的穩(wěn)定，所以會影響到圖像最終的效果，不利于連接點對圖像信息進(jìn)行提取，還有可能會導(dǎo)致無人機圖像的偏轉(zhuǎn)角度很大程度的超過預(yù)期，造成圖像和連接點無法做到預(yù)定的一對一對應(yīng)關(guān)系。這時應(yīng)當(dāng)依托人工展開調(diào)節(jié)，否則就不能及時將后面的圖形拼接起來，加大人工工作量，也會使項目工期受到影響。在具體進(jìn)行計算時，可以借助各種圖像處理工具，其中拍攝下來的圖像、所得到的數(shù)據(jù)是處理的重點。想要簡化處理流程，可以挑選兩條線路當(dāng)作框架，之后開展自由匹配。還可以針對連接點開展數(shù)據(jù)的提取以及測試，保證連接點是均勻排布在一起的。而且，我們也可以人為建立一些連接點，增強模型中不同路線彼此的連接強度。同時，在對連接點進(jìn)行增添操作時，要遠(yuǎn)離邊緣位置，挑選那些圖像中心的位置進(jìn)行連接點添加，這樣邊緣才不會出現(xiàn)形變。

圖1 傾斜攝影測量流程

2.5 分析和處理數(shù)據(jù)

傳統(tǒng)的測繪方式是將測繪內(nèi)容看作為一個統(tǒng)一的整體。使用無人機遙感項目測量，采集及處理數(shù)據(jù)都是同時完成的，也就能夠使工作效率變大，其中數(shù)據(jù)處理流程圖如圖2。最開始，無人機遙感技術(shù)也存在不便于開展數(shù)據(jù)處理的問題，表現(xiàn)為數(shù)字排列混亂，所以，無人機在飛行中假如出現(xiàn)了俯仰角偏大、偏航角變小等問題，就會產(chǎn)生大量的數(shù)字聚集現(xiàn)象。導(dǎo)致獲得的變形圖像同真實場景嚴(yán)重不符。面對這種缺陷，設(shè)計無人機的技術(shù)人員研究出了變焦鏡頭，在無人機頂部安裝數(shù)碼相機，這樣也能對焦距起到改變的作用，從而得到完全不同的視角。在這一研究的啟發(fā)下，還通過計算獲得了更為精準(zhǔn)的參數(shù)。從而對參數(shù)做出調(diào)節(jié)，使數(shù)據(jù)得到了更好的處理，出現(xiàn)的問題數(shù)量也有所減少。

圖2 模型數(shù)據(jù)處理流程圖

2.6 地籍測繪與編輯

在EPS軟件中，通過點云數(shù)據(jù)、DOM+DEM數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)等都可以完成地籍成圖，通過斜向攝影會出現(xiàn)很多的點云數(shù)據(jù)。而且在EPS系統(tǒng)中，存在加載緩慢、容易堵塞的問題，一般不被使用。應(yīng)用DOM+DEM，數(shù)據(jù)不容易轉(zhuǎn)化，等待時間長，拉景效果也不是很好，一般不會被使用。應(yīng)用OSGB格式對地籍圖進(jìn)行采集，能夠?qū)⒄鎸嵉臄z像當(dāng)成參考，這種采集更加規(guī)范，完成采集之后，可以將采集信息變?yōu)閐wg格式，存入到CASS軟件中從而完成拓?fù)錂z查，這樣就可以保證獲得的圖形是滿足要求的。假如圖形存在變形、有遮擋等問題，就要進(jìn)行現(xiàn)場采集。在采集前，應(yīng)當(dāng)把已有的地籍圖同航空圖像結(jié)合在一起當(dāng)作底圖，同時按照相應(yīng)的比例輸出。開展補充性的實地調(diào)查時，對于需要進(jìn)行補充的區(qū)域應(yīng)當(dāng)進(jìn)行補充，這樣才能對數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，從而交出令人滿意的圖形數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語

傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用使得房地產(chǎn)行業(yè)的測繪迎來了很多變化，在對房產(chǎn)進(jìn)行測繪時，使用傾斜攝影技術(shù)可以發(fā)揮很多作用，實現(xiàn)對房屋的多維度測量。使得測繪質(zhì)效得到了極大地提升，在測繪中構(gòu)建三維模型，方便信息的獲取和傳輸。在當(dāng)前階段，利用傾斜攝影技術(shù)所取得的成果相對較少，所以，針對很多創(chuàng)新點還要繼續(xù)展開探索和挖掘。在測繪中還可以同時使用雷達(dá)、紅外、多光譜、高光譜等不同的新技術(shù)，把他們用在無人機上從而實現(xiàn)對更廣范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，今后在點云數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)、三維模型方面會出現(xiàn)很多新的變革，推動三維遙感時代的到來。