無人機航測技術在農村不動產測繪中的應用研究

［摘要］現有的村莊不動產規劃測繪面積的精度較低，為保護農村自然環境，有效保證測繪的質量，現針對無人機航測技術在農村不動產測繪中的應用展開研究。首先，布設無人機對農村不動產進行測繪；其次，快速處理測繪影像；最后，基于無人機影像對農村不動產分類。實驗結果表明：使用無人機航測技術對農村房地產測繪與實際面積趨于一致，方法1相較于本文方法的最大誤差多出了29.9 ㎡，方法2相較于本文方法的最大誤差多出了10.2 ㎡，證明該方法具有一定的可行性。

［關鍵詞］無人機航測；農村；不動產；實際測繪；

在傳統的農村不動產測繪中，更多地使用RTK測量技術和全站儀等儀器技術，這需要大量的人力資源，而且整個過程耗時很長，工作效率很低。無人機航測技術以低成本、高效率的方式進行數據采集，重構出的三維模型不但可以測量，而且紋理清晰、精確度高，可以在很短的時間內獲取地理信息。我國農村地區地域遼闊且地形地貌紛繁復雜，為了精準科學地規劃鄉村發展藍圖，迫切需要獲取更高精度、更高質量的基礎測繪數據作為支撐。近年來，無人機航測技術不斷升級，其在小范圍、高精度制圖等領域具有明顯的優越性，在村鎮規劃中的應用將日益廣泛。本文聚焦于農村不動產規劃的核心需求，巧妙融合了無人機航測技術的獨特優勢，分析該技術在農村不動產測繪領域的實際應用，旨在為農村規劃中的基礎測繪工作提供新的思路和技術支持。有研究人員基于地面三維激光掃描技術，對農村不動產進行測繪。獲取測區三維坐標，布設測點，采集外業數據，處理內業數據，結合點云數據進行配準，對平面絕對位置和相對位置精度進行檢測，完成農村不動產測繪[1]。還有研究人員提出基于GPS-RTK，并在結合全站儀的基礎上，完成地籍測繪。根據GPS衛星定位和RTK動態相對定位技術，確定測量區域位置，并在衛星信號不能接收的位置布設全站儀，共同完成地籍測量[2]。雖然上述方法能夠滿足地籍測繪要求，但是容易受到地面周圍環境的影響，增加測繪面積的誤差，村莊不動產規劃測繪的面積較低。

為了解決上述不足，本文針對無人機航測技術在農村不動產測繪中的應用展開研究。

1 無人機航測技術在農村不動產測繪中的應用方法

1.1 布設無人機進行農村不動產的測繪

農村的不動產登記，涉及農民集體土地、房屋、不動產、城鄉建設用地、宅基地數據信息等幾個方面。無人機航測技術擁有高動能、低花費、便利性、實時測繪等諸多優點，而且測繪圖像不僅展現了卓越的空間與時間分辨率，還標志著無人機航測遙感技術作為一支新興且強大的力量，其能夠有效彌補衛星定位技術在某些方面的局限性，為獲取更為詳盡、精確的地理空間信息提供了有力補充。無人機航測技術還具備迅速、實時調查地形勘探的優點，它被廣泛地應用于礦業資源調查、土地變化動態監測、地質環境災害調查、不動產繪制等領域[3]。無人機航測技術測繪農村不動產的工作流程如圖1所示。

在無人駕駛飛行器航拍的過程中，要正確選擇航拍的季節和時機。在進行航空攝影時，優選條件是確保拍攝區域處于最為理想的天氣狀況下，這樣的條件能最大化地減少外界因素的干擾。同時，避免或減輕土壤、地表植被等自然覆蓋物的環境影響，使航空攝影圖像能準確地反映出攝區內的細節。在進行空中拍攝作業時，確保充足的照明是至關重要的，這是為了防止圖像中出現過多的陰影，影響拍攝質量。拍攝時間的長短，實際上是由選定拍攝區域內太陽的高度角以及由此產生的陰影倍數來共同決定的。具體如表1所示[4]。

鑒于拍攝區域獨特的氣候條件和地形特征，為了捕捉到最佳光線效果并盡量減少地面物體的陰影，我們決定在早晨十一點至下午兩點這一時間段內進行航空攝影。這一時段通常能提供較為理想的光照條件。在正式飛行之前，遵循行業規范與安全標準，需要對地面控制站設備、飛行平臺本身、搭載的任務執行設備以及機載電源系統等進行詳盡而細致的檢測，旨在排除任何潛在的安全隱患，從而確保整個飛行任務的順利進行。無人機飛行的高度應按照測繪的環境參數進行設計，其高度的計算公式如下：

h＝f×gsd/a（1）

公式中：h 表示航測高度，f 表示搭載鏡頭的焦距，gsd 表示不動產所在地面的分辨率，a 表示像元尺寸。

在無人機航攝結束后，要根據飛行記錄、電量、機載設備、飛行平臺、存儲數據等重新檢查，并將飛行記錄、數據及時整理出來。當遇到任何影響航攝質量或飛行任務順利完成的情況時，應立即將相關信息反饋給航攝團隊，同時組織團隊深入分析這些問題產生的具體原因，及時安排第二次補飛[5]。

1.2 快速處理測繪影像

光束法區域網平差以共線條件方程為理論依據，在平差過程中，以光束法區域網為基本單位進行平差過程計算。這一流程的核心思路是：首先通過初步估計，為每一張拍攝到的照片分配其外部定向參數的近似值，并為每一個加密點設定其坐標的初步估計位置。隨后，利用攝影測量學中的共線條件方程作為理論基礎，構建出相應的誤差方程。將這些誤差方程進行系統的整合，通過平差處理來同時解算這個方程組。最終，通過聯立解算這個方程組，可以精確地求出每一張影像的外部定向元素以及那些加密點的地面坐標[6]。將這些誤差方程進行系統地整合。

在內方位元素已知的條件下，以像點坐標為觀測值，得出誤差的表達公式如下：

公式中：（νx，νy）代表像點坐標，X 表示待定點坐標的未知數，t 表示影像的外方位元素。

通常，待定坐標系中未知數的數量遠大于影像外方位要素的數量，將上述公式（2）中的未知數消除，得到t 的向量，其表達公式如下：

在確定了每一幅影像的外方位要素后，根據兩幅影像的前方交會公式，得到所有待測點的地表坐標，此外，還可以通過多個前方交會點來獲得待測點的地表坐標。從而可以得出每個待定點的前方交會點的誤差方程，其表達公式如下：

公式中：DX、DY、DZ代表待定點坐標的改正數。

當待定點位于多個影像的重疊區域內，就可以針對每一個包含該待定點的影像，利用已知的影像外部方位元素和共線條件方程，構建出一個前方交會點的誤差方程式。這些誤差方程式的數量將等于該待定點所跨越的影像張數。解出每個待定點的地面坐標近似值的校正數，將計算出的校正數應用到待定點的初步地面坐標估計值上，從而得到更加精確的地面坐標。

1.3 基于無人機影像進行農村不動產規劃

隨著農村房地產測繪工作的開展，一類高效率的數字產品——數字線劃圖應運而生，并廣泛用于農村房地產地籍測繪工作中。在測繪工作中，測繪數據的準確度直接關系到測繪成果的質量，對農戶來說，測繪數據的準確度又關系到他們的切身利益。數字線劃圖的準確性受各種因素的影響，如圖像質量、像片控制點精度、三維模型質量等，一般采用簡單易用的三維測圖軟件進行數字線劃圖。

在測繪農村不動產數據的過程中，確保圖像清晰度滿足要求的前提下，測繪工作的首要任務是精準描繪農村建筑中的房地產部分。這一環節借助無人機技術，利用其高效的圖像采集功能，實現對目標區域的快速掃描與記錄。操作過程中，操作人員可靈活運用快捷鍵功能，以便迅速捕捉并標注房屋的關鍵數據。隨后，通過測繪生成的圖像或圖紙，其核心價值在于對房屋元素進行全面檢查與驗證。測繪圖的作用是檢查房屋元素的完整性，屬性匹配，字符的正確識別，邏輯順序等。在構造測繪圖時，必須保證各要素的整體性。若資料不全，則需補充野外測量資料，或對成圖進行修改，該圖片需采用詳細的測繪資料加以檢驗及校正。

2 實驗測試與分析

為證明本文提出的無人機航測技術方法的有效性，進行實驗測試，將基于地面三維激光掃描技術的方法、基于GPS-RTK結合全站儀的方法和本文方法共同進行測繪，對比測繪效果。

2.1 實驗準備

在本次實驗中，所獲取的正射圖像所涵蓋的對象范圍廣泛，地物種類繁多，數據量龐大。為加快計算機處理速度，選擇所獲取的部分正射圖像進行實驗，這部分地區基本上涵蓋了所有類型的地物，在地理位置上又位于該村莊的中部，是該地區土地整理后的核心，這一地區的選區有很強的代表性，也有很強的可信度。對這部分地區的土地狀況有一個清晰的了解，以便在后續的驗收過程中能夠更好地為我們所用。

在實驗中，使用德國公司研發的智能圖像分析軟件作為測試環境。傳統的遙感軟件在處理圖像數據時，主要依賴于波段信息來提取有用數據，從而導致信息提取的廣度和深度存在明顯局限。新推出的遙感軟件創新性地引入了一種以面向對象為基礎的信息提取技術方法，該技術方法的核心在于，通過構建決策專家系統來支持算法的運行。在現有商用遙感軟件中，該軟件首次提出了以目標信息技術為基礎的智能遙感信息提取平臺，有效提升了高分遙感信息自動識別的準確度。該方法是一種利用高精度識別無人機遙感圖像的有效方法，具有較強的理論價值和實用價值。

實驗所選村莊劃分的各類地物應用規則如表2所示。

2.2 實驗結果與分析

根據上述的實驗準備，進行實驗測試，測繪表2中的各類別地區，檢驗三種方法測繪面積的精準度，實驗結果如表3所示。

由表3可以看出，使用無人機航測技術對農村房地產進行測繪時，與實際面積趨于一致，其最大誤差為18.4㎡，其余兩種方法的誤差均大于本文方法，方法1相較于本文方法的最大誤差多出了29.9㎡，方法2相較于本文方法的最大誤差多出了10.2㎡，實驗結果表明本方法的有效性高，有一定的研究價值。

3 結束語

我國農村地區的地形地貌展現出高度的復雜性、多樣性和廣泛性，自然特征對傳統的人工房地產測繪方法構成了不小的挑戰，限制了測繪工作的效率與準確性。在此背景下，無人機航測技術憑借其快速響應、高精度數據獲取及靈活編繪的能力，成為解決農村復雜地形測繪難題的理想選擇。在未來的農村房地產規劃工作中，無人機航測技術將會得到越來越廣泛地應用和推廣。為了使無人機航測技術在村莊房地產規劃中的作用得到更好的發揮，需要對其進行充分的考慮。

［參考文獻］

［1］謝海榮，沈書銘，許亞軍，等. 地面三維激光掃描技術在農村不動產測繪中的應用研究［J］. 測繪與空間地理信息，2022，45（06）：246-248.

［2］鄭遠楊，丁濤.GPS-RTK結合全站儀在地籍測繪中的應用研究［J］. 科技創新與生產力，2021（06）：59-61.

［3］張永剛，張小宏. 無人機傾斜攝影測量技術在村莊規劃編制項目中的應用［J］. 測繪通報，2023（S1）：21-23+31.

［4］魏世麗，董巧玲. 淺析無人機航測技術在大比例尺地形圖測繪中的應用［J］. 華北自然資源，2023（04）：99-101.

［5］李俊超，高凱，淡可揚. 低空航測技術在城鄉規劃中的實踐應用探討［J］. 工程技術研究，2023，8（13）：33-35.

［6］凌凱，楊張鑫，丁菊，等. 光伏無人機智能充電站內太陽能蓄電池組充放電控制的研究［J］. 南方農機，2023，54（17）：144-148.