无人机摄影测量技术在土地整治项目中的应用探究

2020-12-20临沂市土地整理中心

门窗 2020年4期

张磊临沂市土地整理中心

1 前言

随着我国科技水平的不断提高，无人机摄影技术也越来越成熟。与此同时，随着我国经济形势不断发展，为保障18亿亩红线，土地综合整治已经在越来越大的范围内铺开，土地综合整治的方法也越来越多样，其对于国家城乡经济发展的重大推动作用越来越突出。对此，文章主要分析了无人机摄影测量在土地综合整治方面的具体应用。

2 无人机摄影测量技术的优点

2.1 摄影得到的影像分辨率更高

在土地整治项目中使用无人机摄影测量技术，可以充分整合处理取得的影像数据而不会干扰到摄影机的摄取工作。目前，无人机上配备的专业摄像机的图像分辨率有了较大范围的提升，在使用无人机进行低空摄影过程中，一些地面上的高层建筑业不会对无人机拍摄获取影像资料产生负面干扰，可以有效提高数据的准确性。另外，使用无人机进行低空摄影可以在不同角度拍摄建筑物纹路，大大扩展了土地整治项目工作的应用范围。

2.2 更加简单的摄影操作

无人机摄影测量技术相较于其他的测绘技术来说，不需要测量人员具备特别高的专业技术水平，因为无人机摄影系统具有容易操控的优点，因此只要熟练掌握操控的人群都可以从事这项工作。另外，在土地整治项目使用无人机摄像技术相较于传统的人工测绘而言，可以大大降低人工成本以及其他的一些工程支出。而且无人机设备以及系统维护一般具有完善的售后技术服务支持，不具有简单高效的特点。正是由于无人机操作简单、售后完善的特点，可以有效降低测绘人员的工作强度，避免了人为因素导致的测量问题。

2.3 有效提高测绘精度

随着科学技术的不断进步，无人机装载的摄像头性能也在不断提高，在进行土地整治项目也相应的提高了数据参数精确度。目前，运用无人机摄影测绘技术可以将测量参数精确到亚米级别，完全能满足正常条件下的测量精度要求。实际上在城市的测绘工作中，绝大部分土地整治项目都需要大幅提升测绘精度，而传统人工测绘技术经常达不到其所需要的精度要求，通过最新研发的高精度无人机摄影测量技术，可以有效提高城市测绘工作的完成质量。

2.4 测绘工作更安全

在实际工作中，无人机摄影技术对测量人员的安全更有保障，而且测量人员不需要人工测量和人工挑选，使得该技术在应用过程中的安全性大大提高。随着使用的安全性，这一技术具有非常灵活的特性，并且测量的准确性不受自然因素的限制。在某些应用中，环境和气候因素在最后测量中没有误差。也就是说，即使在山区和平原上，也可以采取该技术。

3 无人机摄影测量技术在土地整治项目中的具体应用

本次以国内某土地整治项目工程为例，为了实现对其竣工地块实际情况的高精度摄影，将低空无人机作为平台，利用以近似最近邻（ANN）匹配算法为基础的AAgisoftPhotoScan软件，使航拍摄像的自动拼接有效实现，并进一步使地块正射影像图有效生成，通过添加至卫星影像图当中进行对比分析，所获取的结果即为本土地整治项目工程所需的航摄影像信息数据资料。总结起来，无人机摄影测量技术在其中应用需掌握的技术要点如下。

3.1 数据采集技术要点

在数据采集过程中，首先需做好相关准备工作，即：基于影像数据采集之前，结合工程项目的有关资料，对测区竣工范围线与相关地物的分布情况加以掌握，进一步对地块实行踏勘作业，对拍摄范围加以掌握，然后对飞行航线进行合理规划，针对航摄范围内比较高的地物，比如建筑物及高压线等，需避开；此外，需择优选取低风速、光纤良好的气候环境进行无人机航拍作业。由于此次土地整治项目工程选用的是大疆公司的精灵3A机型作为无人机平台，构成部分包括：飞行器、云台相机以及遥控器等；同时，配置了iPad、DJIGSProApp软件。由于所配置的传感器具备1200万像素，且具备低畸变广角相机及高精度防抖云台，能够将1200万像素的JPEG、无损RAW格式的照片拍摄出来，同时配置了66W·h的高能量密度智能电池与高效率动力系统，最大平飞速度为16m/s，最高续航时间大概为23min。此外，基于无人机起飞之前，经DJIGSPro软件，对本次飞行航线进行设置，将飞行速度设置为5m/s，飞行高度设置为140m，飞行时间设置为15min，通过相机镜头垂直拍摄，达到航向重叠率、旁向重叠率50%；此外，航摄点一共有20个。

3.2 数据处理技术要点

针对通过无人机摄影测量技术获取的相关数据，需进一步进行处理，具体处理方法如下：（1）将PhotoScan软件打开，对“添加堆块”点击，然后创建新的项目。（2）添加照片之后，使照片对齐。选择添加无人机飞行拍摄，然后将其中的13张航片挑选出来，对“对齐照片”点击，然后基于窗口中选取适宜的精度，利用软件对航片坐标、高程、飞行姿态等相关信息进行读取；进一步采取多视图三维重建技术，结合空中三角测量基本原理，使照片自动排列，并实现对齐处理。（3）使密集点云、网格以及纹理生成。对“生成密集点云”、“生成网格”、“生成纹理”进行点击，然后利用Photo Scan软件根据相机拍摄的位置，对深度信息组成的密集点云进行计算，然后是相对应的网格三维模型及纹理模型有效生成。（4）进行数字高程模型及数字正摄影像模型的构建。对“构建数字高程模型”、“构建数字正摄影像模型”点击，选取WGS84坐标系，然后对数据来源、像素等相关参数进行设置。（5）将相关成果输出。通过上述处理流程，选取适宜的分辨率与需要的投影类型，将需要的数字正射影像模型DOM的tif格式与kmL格式输出，使数字正射影像模型相关成果有效生成。

3.3 结果分析技术要点

在结果分析过程中，针对正射影像图的kmL格式文件向Googleearth卫星图当中添加，与最新影像图比较，结果显示由软件生成的影像图分辨率比骨骼卫生20级影像图更高，同时和现有卫星图基本重合。从中可知，本工程低空无人机航摄及软件技术处理数据的分辨率、精度均颇高。此外，结合Are⁃GIS软件、现有工程图，能够对本土地整治工程项目相关水渠、道路、地块面积涉及的数据的计算，为土地整治规划、施工、质量监测、验收等工作提供必要的数据信息支持。