無人機傾斜攝影測量技術在國土調查中的應用前景

秦寧

【摘要】無人機攝影技術是我國高新技術的代表，對國土調查工作的進一步加深有著積極作用，尤其是無人機傾斜攝影測量技術，能三維實景建模，可對同一個地區進行多方位攝影，以高新軟件對影像記錄和數據進行有效處理，使國土數據的準確性得到提高。本文對無人機傾斜攝影測量技術在國土調查中的應用前景進行探討。

【關鍵詞】國土調查;無人機傾斜攝影測量技術;應用前景

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.028

國土調查涉及眾多工作，是一項系統性非常強的工程，以往我國的國土調查工作是采用衛星遙感技術，這種技術有一定的應用優勢，但實際工作中調查需要較長時間才能完成，整個調查工作的費用偏高，且新時代對國土調查工作提出更多要求，實際需求也隨之增多。無人機傾斜攝影測量技術已用于國土調查工作中，使得遙感技術存在的問題得到了有效處理，國土調查的工作效率與質量明顯提升，這也是我國國土調查的重要基礎。

1、 無人機傾斜攝影測量技術特點

1.1 以調查數據信息，實現實景建模

無人機傾斜攝影測量技術是無人機技術的一種，這種技術能為國土調查工作提供更為豐富的信息，以大量準確的數據支持國土調查工作。國土調查工作的重要任務是地區內部和應用情況的深度調查，這能有效提高調查地圖的分辨率，地圖中每項數據的準確度能夠得到提升，目的是深度解決國土調查數據的準確性，且加強各種信息的真實性。無人機傾斜攝影測量技術能獲得指定地區的多方位數據，并且可以得到高分辨率的實時航空影像，這種影像能為地區國土情況模型的建立提供信息基礎，從而有效地提高三維模型的實景性，深度提高模型中貼圖的分辨率，模型建立的實效性能得以保證，為國土調查整體工作提供堅實可靠的基礎數據。

1.2 以高集成度GPS無人機，實現高效率建模

無人機傾斜攝影測量技術的核心是無人機，無人機以高集成度的GPS技術，再采用垂直角度和傾斜角度傳感器，可以多方位采集同地區、同部位的影像，這種傳感器具有無鏡頭高分辨率的特點，能將最終集成的高分辨率影像轉換成數據信息，國土調查工作人員采用合適的現代化軟件進行自動化國土模型的建立，且模型的建立速度快[1]。無人機傾斜攝影測量技術的國土模型建立效率較傳統操作模式高，且比人工操作的單體化模型建立的質量也高，這能有效提高國土調查的工作水平，也能充分滿足我國國土調查工作的需求，確保國土模型的順利建立。

1.3 以合理的分區航攝飛行技術，實現高質量數據獲取

無人機傾斜攝影測量技術的實際操作簡單便捷，各項操作的成本比傳統國土調查方式低，獲得的影像圖精確度極高，能在更多的范圍內使用，無需較長的工作周期，即可完成實際的調查工作。國土調查工作中常遇到較小的區域或者地理環境欠佳等實際問題，無人機傾斜攝影測量技術也能快速地獲得高分辨率的影像。無人機傾斜攝影測量技術用于國土調查工作時，可對調查的國土進行合理分區，進行分區航攝飛行，從而取得高質量的信息數據，比如實際調查中先綜合考量地形特點，無人機傾斜攝影測量技術可進行垂直起降固定翼無人機低空攝影，這樣地理條件欠佳的地區能夠快速準確得到地形信息和數據，以確保調查操作簡單、規范且高效，有效確保攝影測量數據的質量。

2、 國土調查中無人機傾斜攝影測量技術的應用要點

2.1 了解傾斜攝影測量技術應用現狀，確保國土調查質量與效率

國土調查中應用無人機傾斜攝影測量技術前，要高度關注該項技術的應用現狀，根據應用實況對國土調查工作和技術應用進行合理的調整。我國第三次國土調查開始后，各方面工作單位開始關注無人機傾斜攝影測量技術的應用，但具體應用要關注第二次國土調查結果，全方位的分析調查成果和各項數據信息，包括我國土地資源的分布和運用情況。著眼于實際調查結果而言，無人機傾斜攝影測量技術的應用優勢顯著，用于國土調查的可行性高，因為這種技術的實景三維模型建立效率高，具有五鏡頭傳感器，傳感效果顯著，有極高的分辨率，影像記錄是多方位的，PIX 4D和Smart 3D軟件能有效處理傳感器獲得的信息，可有效確保各種調查數據的準確度。我國的第三次國土調查重在對區域中的地貌特征進行分析，并全方位的了解土地利用現狀，而采用無人機傾斜攝影測量技術能采集大量的信息，且信息的真實度高，是國土調查模型建立的重要依據，能深度改善調查工作的質量，加強國土調查的效率，縮短實際工作所需的時間。

2.2 用多視影像密集匹配技術，識別攝影區域邊緣與紋理信息

無人機傾斜攝影測量技術可進行多視影像密集匹配，這種技術的分配率極高，匹配時注意根據實際調查對象關注多余信息管控。多視影像可及時獲得對應坐標點位的三維信息和數據，三維建模過程中涉及到的同名點數據非常關鍵，實際工作中可以對建筑物側面情況進行邊緣信息識別，掌握更多的紋理信息，這對模型建立具有積極作用。多視影像能準確的獲得大量二維數據信息，再利用新型軟件技術將二維數據進行有效的轉化，使其成為三維數據信息，對應建筑物多角度掃描后，可獲得非常準確的側面結構，從而了解其準確高度，并能形成完整無誤的輪廓模型建立。

2.3 聯合新型測量技術，糾正實際測量信息數據誤差

國土調查的重點是各種測量信息數據準確無誤，這對國土調查的質量和效率提升有著積極作用。多視影像的實現與傾斜影像數據信息密切相關，且需要依賴垂直影像數據信息。而以往常用的空三角測量技術并不能高效率的處理傾斜影像數據，測量系統對各種信息的處理效率偏低，多視影像可深度分析影像圖，將其中含有的信息轉化成可用的數據，包括幾何變化和地區中構筑物的遮擋關系，實際調查工作中可以采用PDF系統支持的測量技術以及金字塔匹配策略，這樣能有效確保同名點的匹配度升高[2]。國土調查工作應用無人機傾斜攝影測量技術時，要高度關注平差結果，比如聯合平差技術，增強平差結果的準確性與穩定性，或根據調查實況建立連接線和連接點、控制點等位置坐標，以此形成影像自動檢查，及時將區域間存在的誤差及時糾正，保證實際測量信息數據的準確度。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

3、 無人機傾斜攝影測量技術在國土調查中的應用前景

3.1 用高質量基礎信息數據，強化內業地類預判的合理性

國土調查工作的內業地類預判工作非常關鍵，以第三次全國國土調查工作為例，內業地類預判工作的流程和機制比傳統工作模式有著一定程度的改變，工作內容包括收集和分析、數據處理、樣例圖庫制作以及城鎮村用地范圍勾繪等工作流程共計七個環節，最關鍵的項目任務是采用最新的時相分辨率影像作為信息數據基礎，要求時相分辨率優于0.05m，基于此對土地的利用情況進行細化調查，全方位掌握農村土地的利用現狀，了解城鎮村的內部土地運用類型，準確的了解其位置和涉及范圍等，這些工作將較大程度的影響內業地類預判工作。內業預判屬于國土調查的重要內容，內容核心是以國家下發的國土調查底圖影像和地區資料為基礎，基于此獲取不同圖斑，對圖斑的邊界進行重繪，并對其地類屬性進行重繪，這也說明影像質量會直接影響預判結果。

實際的國土調查工作中，內業預判工作以“三調”的底圖為核心內容，但“三調”的底圖是二維正射影像，這時多數地類的預判難度較大，容易導致地類邊界不能準確無誤的勾繪。比如“三調”中某市要對池塘和水田進行地類預判，這種地類并無明顯的硬化，“三調”底圖的二維正射影像顯示的色彩和紋理的相似度極高，預判人員對此進行“二調”分析和判斷，而這是內業地類預判出現較大失誤的重要原因。實際調查工作中采用無人機傾斜攝影測量技術，這種技術能形成三維模型，以實景模型幫助工作人員進行地類預判，上述所說的問題便迎刃而解。無人機傾斜攝影測量技術建立的三維模型清晰度和分辨率極高，可有效避免周圍低構筑物和陰影部分對其實際邊界造成更大的影響，并以不同角度展現出實物的邊界，使圖斑邊界的勾畫更加細致，準確度明顯提高。無人機傾斜攝影測量技術建立的三維模型精準度極高，工作人員可以準確的預判水田和耕地、城鎮村用地等方面情況，可以提高其地類預判的準確度，工作效率和質量也會大幅度提升。

3.2 用現代化新型技術，強化外業舉證工作的有效性

外業舉證工作是國土調查工作的關鍵內容，但縱觀我國國土調查實況而言，國土幅員遼闊，外業舉證的工作量極大，尤其是許多舉證圖斑所處的地理條件欠佳，比如高海拔地區，工作人員根本不能到達實際位置，致使實際工作中有應舉未舉的問題，這會較大程度的影響國土調查的地類準確性。無人機傾斜攝影測量技術能實現準確和清晰的畫面傳回，且獲得實際信息后能及時回傳，采用這項技術進行外業舉證能充分加強工作的有效性，用無人機和相機以及舉證APP等新型技術，將國家下發的圖斑與實際提取的圖斑進行嚴謹性分析，綜合分析其中存在不一致和有疑問的圖斑，或者影像不能判讀的圖斑，經過專業的內業處理，對其進行統一編號，從而把外業舉證數據傳輸到舉證APP軟件，之后外業工作人員采用無人機傾斜攝影測量技術進行航飛拍照，準確無誤的確定實際地類。外業舉證工作中常用的現代化技術有互聯網+、3S等，如果內業預判難度較大，或者和國家標準有不同之處的圖斑，可以直接采用外業拍照舉證，工作人員要對拍照舉證工作進行精確的指導，確保國土實況得到準確無誤的舉證，同時將舉證相關情況進行詳細記錄，包括舉證時間和具體方法、坐標以及方位等，再將獲得的照片和舉證圖斑進行仔細的比較，以確保舉證工作順利完成。無人機傾斜攝影測量技術支持的三維模型貼圖分辨率極高，故而形成的模型非常精細，可準確無誤的辨別地類及其實際特征，這樣能有效減少實際調查和國家圖斑量存在的差異，外業舉證的實際工作量也會隨之減少，工作效率得到提高。

外業舉證工作中需高度關注建設用地的圖斑，特別是林下房的用地情況，對土地運用現狀進行了解和分析，尤為考驗工作人員的專業能力，部分工作人員可能實踐經驗不足，從而致使舉證照片并不達標，不能充分反映舉證圖斑的實際情況，對國土調查外業舉證的工作影響較大。無人機傾斜攝影測量技術能使區域范圍內建筑物、林下房等用地情況清晰的反映出來，大多數情況下工作人員無需去現場進行舉證照片拍攝，這樣可以加快國土調查的進程。使用無人機傾斜攝影測量技術進行國土調查這樣操作起來便捷且高效，用于外業舉證工作中的效果顯著，能有效處理調查工作中的各種問題，包括道路不通或工作人員不能到達的地區進行調查，將會提高外業人員舉證的工作效率。采用無人機進行舉證的便捷性強，因為無人機可以飛到各種地理條件差的地區進行航拍和測量，調查工作不會因道路交通、地理條件欠佳等問題而受到制約，實際工作的靈活性明顯增強，特別是對某些偏遠山區進行圖斑測量，具有較強的測量效率，發揮較強的舉證優勢。據實踐調查顯示，無人機在外業舉證工作中的應用效率非常高，通常舉證1個架次，可對大約15個圖斑進行舉證，所需的時間約為30min，這使得外業舉證工作效率顯著增強，比人工外業舉證工作的效率明顯提升，工作量高于其8倍左右。無人機傾斜攝影測量技術進行外業舉證時，無人機可以非常靈活的調整相機拍攝的方向，根據舉證實況合理的調整拍攝高度，也明確掌握高空拍攝獲得圖斑的整體情況，且能高分辨率的顯示出圖斑周圍的環境，因此工作人員可以充分的了解圖斑土地實際的利用情況，圖斑地類的準確性和時效性，也使得國土調查工作的真實性明顯加強。

3.3 用實景三維模型，強化成果數據展示的綜合性

國土調查工作的成果數據展示注重對前期各項工作的整合，通常工作展示是將實際調查成果按照圖件和數據、文字進行劃分，圖件成果主要是市級和縣級土地的利用圖件和專題圖件，數據成果有自然和土地調查等資料，文字成果主要是工作以及數據、技術等報告資料。傳統意義上的上述三種調查成果展示均處于單獨展示的情況，但是大量的數據不能系統性的展示，整個過程缺乏較強的銜接性，并不能起到較好的成果展示效果。無人機傾斜攝影測量技術用于國土調查中成功數據展示出的優勢非常明顯，這種技術能以實景三維模式對國土調查的成果數據進行綜合展示，且成果展示的真實性強，能非常真實的將調查地形和建筑物等事物進行展示，能將更多的數據充分展示。

無人機傾斜攝影測量技術使國土調查的成果數據展示順利實現，該項技術能高度利用各項數據信息，創設出對應的三維圖形，各種事物的反映清晰度更高，實現數據信息全方位的展示。無人機傾斜攝影測量技術建立的實景模型，能對二維圖斑數據和三維模型建立實況進行合理的切割，為工作人員提供準確無誤的地物模型，根據實際要求選擇適宜的地物信息數據進行編輯，使其形成更為全面準確的模型，以確保調查成果展示的規范化和專業化。國土調查數據成果展示能使實景三維模型和實際的文字信息、數據信息深度結合，工作人員在進行模型建立時，可對存在差異的成果和數據進行有效融合，增強模型的實景性與直觀性，并能統一綜合的展示數據成果。國土調查成果的實景三維模型展示，工作人員能在模型中調出不同的成果數據和信息，促使我國國土資源得到全方位的管理，提高自然資源調用的合理性與有效性，并使其得到更為直觀的管理。

結語：

現代化社會經濟飛速發展，使得我國城市化建設飛速加快，各地區對土地的需求量隨之增加，所以國土調查工作非常重要，但實際的調查工作中影響因素較多，比如環境因素、氣候條件欠佳等，對調查工作造成較大的影響，工作效果與質量欠佳，急需無人機傾斜攝影測量技術解決實際問題。

參考文獻：

[1]毛玉龍.無人機技術在第三次全國國土調查中的應用[J].華北自然資源，2021，（5）：65-66.

[2]鄒志鴻，周銀朋，王兵.無人機航空攝影測量技術在第三次全國國土調查中的應用[J].地礦測繪，2021，37（2）：38-42.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3