無人機航空攝影測量技術在城鎮地籍測量中的應用策略研究

周 路

（山東省地質測繪院，山東 濟南 250002）

無人機設備在實踐中得到廣泛應用，可以完成人工操作中無法實現的任務，為生產作業提供可靠保障。近年來，隨著現代化建設進程的加快，在城鎮開展地籍測量工作有助于實現國土科學規劃，增強建設動力，實現資源高效化利用。人工測量的方式不僅會對工作進度形成限制，同時也會導致測量數據的可靠性下降，無法得到精準化的測量結果。運用無人機航空攝影測量技術，可以將攝影設備搭載無人機設備中，滿足多元化使用需求，真正為城鎮地籍測量工作提供支持。在實踐作業當中，應該結合測量工作的目標及要求，確定切實可行的技術方案，避免在應用無人機航空攝影測量技術時面臨較大的風險。

1 無人機航空攝影測量技術概述

無人機航空攝影測量系統成為當前地籍測量中的主要工具，尤其是在城鎮地籍測量工作中面臨諸多因素的干擾，包括環境因素和人為因素等等，加大了測量的難度，無人機的重量較輕且攜帶便捷，因此在實踐中可以加快工作進度。該系統應用先進的攝影技術，在1∶500~1∶2000的比例尺地籍測量中也可以達到工作人員的要求。電動裝置和燃油系統的應用，為無人機航空攝影測量系統運行提供動力，同時航空攝影測量系統占據核心地位，只有在確保攝影圖片質量達到標準的前提下，才能獲得更加真實有效的地籍測量數據，為數據整合及分析提供支持。多旋翼、復合翼無人機的垂直起降方式，對起落場地的要求不高，車載彈射、彈射架輔助彈射也可滿足無人機的飛行發射要求。無人機航空攝影測量技術在實施測量和航拍的同時，能夠為數據處理提供支持，真正實現了一體化操作。

2 無人機航空攝影測量技術在城鎮地籍測量中的作用

2.1 分辨率高

地籍測量中應用無人機航空攝影測量技術，可以提高影像的分辨率，更加清晰直觀地分析地物信息，有助于改善數據信息質量。無人機在飛行過程中為數據獲取和資料整合提供支持，搭載的高分辨率攝影設備可以更加快速地獲取相關信息，降低外界因素對影像質量的干擾。在傳統測量工作中，高層建筑會產生不同程度的影響，由于無人機航空攝影測量技術的靈活性較強，因此可以最大限度避免高層建筑的影響。可以從不同角度獲取地物信息，幫助工作人員更加全面地了解地籍情況。隨著生產制造工藝的快速發展，攝影設備的性能也會更加完善，因此應用無人機航空攝影測量技術可以獲得更高分辨率的影像，避免出現影像模糊不清的狀況。

2.2 操作便捷

相較于傳統技術手段而言，無人機航空攝影測量技術還具有操作便捷的特點，這也是加快城鎮地籍測量速度的關鍵，該技術用到的設備較少，包括無人機和攝影設備等，而且重量較輕、體積較小，滿足了野外作業的要求，不會給工作人員帶來困擾。同時，無人機的起飛和降落都十分靈活，只需要對操作人員進行簡單培訓就能迅速掌握操作方法和技巧，降低了人為因素對測量結果的影響。無人機航空攝影測量系統的組成及運行原理都十分簡單，可以大大減輕工作人員的負擔。

2.3 測繪精度高

可以獲得更高的測繪精度，也是無人機航空攝影測量技術的主要優勢，可以避免在內業作業中受到數據誤差的影響，達到精準化測量和精確化分析的目的。該技術真正實現了1∶500地形圖的測量要求，在更高測量條件下依舊能夠高效開展測量工作，真正彌補人工測量中的不足，為數據處理奠定了保障。同時，該技術具有較強的適應性，在多種天氣環境下都可以實施測量，而且避免受到地形地貌等因素的影響，可以深入到工作人員無法達到的區域實施測量，真正拓展了測量的深度及廣度，獲得全面的地籍信息。

2.4 安全可靠

無人機航空攝影測量系統可以在多種條件下完成高效化測量工作，因此不需要工作人員深入到惡劣環境中實施測量，真正保障了人員安全，防止出現意外事故。尤其是城鎮地籍測量工作的難度較大且在不同區域的環境也有所差異，該技術的應用可以最大限度降低外界干擾，防止測量結果中出現較大誤差。特別是在偏遠山區的地籍測量工作當中，只需要規劃好既定的航測線路，就能快速獲取相關信息，傳感器數據處理系統和無人機監控系統、云計算服務系統等銜接十分緊密，尤其是監控系統的應用，可以幫助工作人員實時了解無人機的運行情況，減少航測過程中的意外狀況[1]。

2.5 成本投入低

無人機制造行業的發展速度加快，其成本投入也在逐漸降低，因此也使得無人機航空攝影測量技術的應用成本下降，在城鎮地籍測量中具有經濟性的特點。在測量作業中無需很多人員，只需要完成無人機的飛行操作就能夠快速獲取、整合、存儲和傳遞數據，全過程的自動化程度明顯提高，因此降低了人力、物力和財力的投入，實現資源優化配置及高效利用，是當前性價比較高的測量手段。

3 無人機航空攝影測量技術在城鎮地籍測量中的應用流程

影像處理技術、影像匹配技術和自動化控制技術等，在該系統中得到集成化應用，與無人機技術實現密切融合，真正實現了數據的快速采集與處理，提高地籍測量工作效率。其中，PixelGrid系統和DPGrid系統的應用較多，運用無人機按照既定航線實施測量后，可以實現數據的自動化導出和共享，滿足數據整理的要求，同時，智能化技術的應用可以自動剔除其中的異常數據，避免對分析工作產生干擾，更加快速地計算準確的數據，明確影像位置及地物特點[2]。在密集匹配技術的支持下，可以構建直觀化的三維DSM點云，通過篩選和刪除等操作獲得可靠的DEM信息，為地理圖像的生成奠定基礎。

4 無人機航空攝影測量技術在城鎮地籍測量中的應用策略

4.1 數據采集

數據采集是開展地籍測量的首要工作，只有確保數據的全面性、真實性和精確性，才能在圖像繪制中提高整體質量效果。Mapmatrix軟件在立體影像模型中的應用較為廣泛，能夠對城鎮各地形要素進行深入解析，增強實際測量效果。測量人員需要對采集的圖形信息進行有效標注，在此過程中應該實現點、線、面的有效結合，實現對地形要素的分析，采用分層存放的形式為后續工作提供便利。相較于傳統工作方式而言，在數據采集中不僅能夠加快工作進度，而且可以更快地找到異常數據及原因，防止干擾最終的測繪質量[3]。在應用Mapmatrix軟件時，應該以航拍相片信息和相關輔助資料為依據，準確判讀相應區域的地形要素。可以根據工作人員的具體需求控制攝影的角度，達到自動化調整的目的。

4.2 像控點布設

合理布設像控點，也能夠為無人機航空攝影測量工作的高效化推進奠定保障，需要結合區域內的環境情況、地物信息等進行科學布設，以發揮無人機系統及航空攝影測量系統的優勢。除了要確保布設位置的空曠性及平坦性外，還應該降低電磁輻射的影響，避免設置在基站或者信號塔的周圍，點位應該在五度重疊以上。區域網法是布設像控點時的常見措施，各個像控點的間距是決定航測質量的關鍵要素，太遠則會導致信息遺漏，太近則會加大工作量，造成不必要的浪費，一般要控制在200 m左右[4]。此外，也可以在單層平頂房頂設置像控點點位，可以避免造成遮擋等問題，為了便于識別可以通過十字交叉圖案加以標識。對于空間位置的確定也十分關鍵，可以融合RTK技術輔助工作，經過多次測量后取平均值，以確保測量結果的可靠性。

4.3 圖像處理

數據處理中采用人工操作的方式，會大大降低工作效率，而且測量精度也會下降，因此應用無人機航空攝影測量技術實施圖像的初步處理，可以降低自然環境等因素的影響，防止造成數據失真等狀況。設計專用的自載數據處理系統，在數據獲取和整合分析中實現自動化操作，尤其是對于部分異常數據的處理效果更好，降低對最終測量結果的影響，提高繪制質量[5]。除了要及時修改測量數據外，還應該做好標注工作，幫助相關人員更加直觀地了解相關信息。針對圖像質量實施全面把控，避免造成圖像模糊等狀況，減輕內業人員的負擔，促進地籍測量工作的高效化實施。

4.4 信息修正

為了減少圖像中的誤差，在應用無人機航空攝影測量時還應該及時開展信息修正工作，防止誤差過大而影響最終的測量結果。在應用普通航空攝影技術時，容易造成較大的失誤，而且各項數據的關聯性沒有得到很好的呈現。無人機航空攝影測量技術中應用智能化技術，可以有效解決該類問題，快速修改和調整攝影內容，實現了GPS技術和GIS技術的有效協同，在該區域內實現測量并獲取地形地貌信息后可以進行對比分析，以便明確圖像信息的問題及原因，為測量人員提供依據。

4.5 應用DOM技術

除了要實現圖像和信息的初步修正外，為了改善整體測量效果，還應該以DOM技術為依托實施二次加工，針對相關數據信息實施采集與整合，最大限度控制測量結果的誤差。在了解測量任務具體目標的基礎上，實現測量數據的鑲嵌處理，解決信息失真等問題，可以幫助工作人員更加直觀地了解圖片信息。地形圖測繪是城鎮地籍測量中的主要工作內容，DOM技術的應用可以更快地獲取有價值信息，圖像信息的融合度更高，測量區域的地形狀況可以更加全面地反映在數據當中[6]。

4.6 航線設計

航線的合理性與否，也是影響無人機航空攝影測量技術應用成效的主要因素，因此在開展地籍測量工作時進行針對性設計，以更快的速度獲取相關信息。在設計航線之前做好實地調查工作，了解測量區域內的實際情況，包括樹木、建筑物和地形地貌等等，盡可能讓無人機在飛行過程中避開障礙物，防止造成碰撞等問題，以保障無人機及攝影設備的安全[7]。根據測量任務及工作量確定最佳的航線數量，同時將無人機的飛行高度標注在設計圖當中。此外，還要了解具體的平高控制點和基線位置，加強對無人機整個飛行過程的嚴格監控，避免在飛行中出現意外狀況。

4.7 空中三角測量

空中三角測量也是當前工作中的重要環節，需要對相應測量區域中的數據實施采集和分析，結合現場環境情況制定空中三角測量實施方案。其中，空中加密技術的應用效果較好，能夠實現對空地位置的加密處理。在空中三角測量中應該明確加密距離和高差情況，遇到復雜地形狀況時也應該及時評估測量狀況，降低外界因素的影響。對于邊緣位置的規劃，也能夠通過空中三角測量的方式實現[8]。明確空中加密點的位置，實現像素數據的全面調節，在數據分析中獲得可靠支持。在準備各項數據時，為了滿足后期處理的要求，需要確保格式的統一性，明確相機的焦距要求，以便在特定線路中獲得更加清晰的影像。在應用無人機航空攝影測量技術時，需要借助于特定的處理軟件，滿足信息的錄入和存儲、共享要求，達到自動定向的目的。同時，在空中三角測量中的多余像點也可以有效去除，滿足對各個連接點的處理要求。

4.8 相片調繪

了解無人機航空攝影測量的技術規程，針對各類拍攝成片實施檢查和篩選，同時要對測量區域中的特殊地貌和地物實施有效標記，確保工作人員能夠快速獲取地物信息。重新調查和相片的補測，是相片調繪環節的主要工作內容，應該結合當前成片質量情況實施整修，避免在地形圖繪制中出現嚴重的偏差。全野外調繪法是當前工作中的主要形式，需要工作人員在野外利用無人機航空攝影測量系統實施調繪。針對無人機的性能情況實施全面檢查后開展工作，使地形圖信息更加全面和精確。數字線劃圖技術也是實踐中的常用技術手段，要充分發揮全數字攝影測量工作站的作用，為數據整理和格式轉換等提供保障。為了確保數字線劃圖的質量，應該借助于自動交互的形式，有助于誤差控制，運用不同的代碼和顏色等呈現相應圖片[9]。達到采編要求后，結合內業和外業工作要求繪制地形圖，以及時剔除其中的錯誤信息，確保地形圖能夠準確反映該區域的實際情況。

4.9 無人機補測

無人機補測工作能夠彌補無人機航空攝影測量中的不足，使城鎮地籍測量結果達到使用標準，工作人員應該對數據進行綜合分析和評估，通過參數的調整降低結果中的誤差。尤其是在很多測量盲區當中，無人機航空攝影測量技術的應用靈活性較好，針對重點區域測量信息要加以嚴格審查和篩選，同時避免在補測中出現重復測量的情況。針對后期數據加以檢查，了解水涯線和等高線等情況，通過特殊標記的方式明確無人機補測重點及難點。DLG的精度是影響整個測量結果的主要因素，因此在測圖工作站實踐工作中應該明確外業點數據整理的重要性，以立體模型為依托實施觀測，光標切準誤差應該在8 cm以內[10]。在補測工作當中制定完善的管理制度，確保各個區域測量工作的逐步推進，不斷提高工作人員的專業水平，在測量中降低人為因素的干擾。

5 結束語

城鎮地籍測量工作內容較多，應用無人機航空攝影測量技術是推進城鎮化進程的關鍵，可以獲得更加全面而可靠的測量數據。該技術具有分辨率高、操作便捷、測繪精度高、安全可靠和成本投入低等特點，因此受到業內人士的廣泛歡迎。在實際應用過程中，應該明確無人機航空攝影測量技術的具體應用流程及重點環節，以充分發揮技術優勢。在數據采集、像控點布設、圖像處理、信息修正、應用DOM技術、航線設計、空中三角測量、相片調繪和無人機補測等工作當中，也應該制定專項方案，以降低外界因素的干擾，避免數據質量受到影響。