基于無人機攝影測量的地籍測繪技術研究

王 晨

壽光市測繪有限公司

地籍測繪工作通常在確定土地權屬之后開展，以往的測繪工作通常需要依靠人工操作各類笨重的儀器進行，而無人機攝影測量技術則大大簡化了測繪工作，使得測繪人員在遠程操控無人機的情況下完成對目標區域的快速測繪，高精度地測得目標單位的紋理、尺寸相關信息，還可以在建模、定位相關技術的支持下形成直觀的三維模型，相對傳統測繪結果具有較強的數據體驗感。當前，無人機攝影測量技術在國土測繪、房產稅收、應急指揮等多種領域得到廣泛應用，展現出較強的實用價值和應用發展潛力。

1 在地籍測繪過程中應用無人機攝影測量技術的意義

1.1 無人機攝影測量技術的分辨率和精度高

在應用無人機攝影測量技術進行地籍測繪時，無人機通常在低空區域飛行，測繪人員能夠快速通過無人機加載的高清攝像頭收集測繪所需的各種影像數據，并通過數據處理系統將高分辨率的圖像轉化為有效的三維模型。相對而言，空中攝影的無人機能夠規避各種干擾因子，相對傳統測繪更加高效，還可以多角度完成對建筑信息的采集測繪工作，大幅度提升地籍測?繪的精度。

1.2 地籍測繪工作難度大幅度降低

傳統地籍測繪需要專業人員操作各種專業設備，工作難度大且相對復雜，而無人機攝影測量技術應用期間，測繪人員能夠很容易地掌握無人機的操作注意事項，快速完成地籍測繪工作，這也使得地籍測繪單位在人力成本方面的支出大幅度減少。同時，無人機攝影測量技術應用的各種設備維護難度相對較低，售后服務也比傳統測繪設備更加完善，使得該技術的應用難度降低，有效避免了人為操作失誤影響測繪精度的問題。

1.3 無人機靈活度和機動性較強

無人機相對有人機的操作難度更低，具有較強的機動性和靈活性，能夠在各種區域進行隨意升降，內部裝設的多角度攝像頭還可以使得無人機同時完成傾斜角度以及垂直角度的攝影測量工作[1]。此外，測繪人員可以結合實際情況對航拍點進行合理規劃，自動完成對航拍點數據的全面攝測，具有較高的地籍測繪效率。

1.4 降低了地籍測繪的安全風險

無人機設備的存在使得測繪人員能夠在遠程操作的情況下完成地籍測繪工作，測繪人員即使在惡劣環境中也可以保證自身的安全，也可以避免因外界干擾影響測繪效率和精度。同時，在部分地勢復雜的山區進行地籍測繪時，測繪人員也無需攜帶笨重的測繪設備開展各種現場測量工作，能夠在保證自身安全的情況下快速完成地籍測繪工作。

2 無人機攝影測量在地籍測繪中技術應用情況分析

2.1 結合地籍測繪目標情況對飛行計劃以及航線進行合理規劃

地籍測繪之前，測繪人員需要做好對區域環境的初步探測工作，結合道路交通、地物覆蓋、氣候條件、建筑密集程度、海拔高度、信號干擾等多種情況對無人機飛行計劃進行合理安排，按照分塊探測的方式為各個區域安排相應的無人機攝測裝置，并確保各設備的起降等不受干擾[2]。同時，為了確保拍攝效果，測繪人員需要盡可能將攝影測量的時間控制在白天光線充足的時間段。多臺無人機設備配合攝影時，測繪人員需要合理設計航線。在航高方面，測繪人員需要結合分辨率需求以及無人機配置的相機質量對航高進行合理控制，通常需要根據鏡頭焦距、地面分辨率以及像元參數等求得最優的航高參數。為了避免攝影區域存在缺漏，測繪人員需要做好重疊度規劃工作。一般而言，無人機攝影測量裝置的航向重疊度需要控制在60%～80%，旁向則在15%～60%，具體設計時需要考慮實用效果。

2.2 布置及測量像控點

像控點的布置情況對于影像數據的質量具有較大影響，直接關系到攝影測量的精度是否滿足需求，測繪人員需要按照一定的原則對像控點進行合理布置。一般而言，像控點應具有較強的識別性，測繪人員需要避免在復雜、難以識別的區域進行布設工作，確保設備能夠有效識別相應點位；部分像控點布設在測繪目標所處區域的外圍，相應點位多用于對測繪區域進行整體測量；當像控點在航線兩端布設時，測繪人員需要結合基線程度對偏離半徑進行合理控制；密集的建筑區或植被區域不適宜布設像控點，相應區域的遮擋問題影響了定位、攝測精度；測繪人員需要盡可能在保存便利、交通便利的區域布置像控點，以此來降低后續工作難度[3]。

在布設像控點的過程中，地籍測繪人員需要充分考慮現場環境、航線以及航高等相關內容，合理規劃像控點的位置和數量。測繪人員可以根據Smart 3D算法、空三特征點等將布設距離控制在150～200 m之間，并結合現場地物地形狀況對控制點進行合理增減。例如，植被密集、地形波蕩起伏程度大等區域需要對控制點數量進行適當增加[4]。在實際操作時，地籍測繪人員可以應用谷歌地圖影像進行像控點定位工作，采取內部布設少數點位并均勻地在周邊布設點位的方式開展像控點布設工作，在現場標記時可以采用油漆等較為明顯的材料。此外，測繪人員在測量的過程中，需要盡可能避免像控點頻繁更換，應該在不同分辨率的攝影測量工作中確保像控點的一致性。

2.3 空三加密解析影像數據

空三加密的目標在于對空中三角測量結果進行解析，其工作質量對于地籍測繪的最終成圖效果具有較大影響。在解析之前，測繪人員需要確保所規劃的航高、航線等能夠將目標區域整體情況全面、高質量地拍攝完成，規避像控點布設不規范等情況，確保攝影結果的精度和全面性。在此基礎上，測繪人員可以依靠EPT以及PS軟件對攝錄的影像數據進行調色處理，確保空三加密的解析計算效果。在空三加密過程中，測繪人員可以通過系統算法自動進行，依靠光束法區域網平差進行相應的計算[5]。在該算法中，每個平差單元都是單張相片形成的單束光線，平差單元方程為共線方程（中心投影），在空間區域里對各個光線束進行平移和旋轉，使得模型公共光線的交會程度達到最優，進而在坐標系中將區域嵌入，將地物的空間關系還原。在實際操作過程中，初始值可以是POS系統中的多方位元素，特征點匹配工作可以依靠SIFT與ASIFT算法進行，確保多影像連接點的準確獲取。

2.4 建立三維模型

在空三加密解析相應數據結果之后，測繪人員可以通過CGS2000坐標系建立目標三維的三維模型。通過軟件（Context Capture）算法對影像中的特征點位進行匹配提取，在特征點大量提取的情況下形成密集點云?；谥暗挠跋耜P系將不規則三角網（TIN）建立起來，并在TIN的基礎上形成白模。此時，Context Capture則可以對模型紋理進行自動計算并在白模中進行映射，形成相應的實景三維模型。相對而言，無人機攝影測量技術獲取的三維模型在色調、色彩方面具有較優異的效果，不會存在明顯的扭曲、空洞等問題，能夠對目標單位各立面的紋理情況進行還原，這與高分辨率的攝影設備、科學合理的飛行計劃、合理的像控點布設以及高效的軟件算法等存在關聯。

2.5 傾斜三維數據采集

在數據采集過程中，測繪人員可以依靠易繪軟件開展工作，結合多視角影像數據依靠輔助線量測相應的點線。相對而言，傾斜三維測圖的效率和精度更高，能夠完全消除死角，測圖人員需要結合高度位置采集數據，規避測量誤差。

3 結語

綜上所述，地籍測繪人員應用無人機攝影測量技術能夠高精度、高效率地完成測繪工作，測繪人員需要在操作過程中加強對航線、航高、飛行計劃相關工作的重視，避免因規劃不合理、操作不到位等影響攝影質量；像控點的布設位置、布設密度等對精度具有較大影響，測繪人員需要結合地形、信號、交通等因素對像控點進行合理設置；在空三加密、三維模型建立以及傾斜數據采集等工作開展過程中，測繪人員需要合理應用軟件、算法，確保最終地籍測繪圖紙的質量。