无人机倾斜摄影测量技术在土地确权调查中的应用

高登峰

（东莞市测绘院，广东东莞 523000）

随着科技的发展，无人机已被应用到生活中的许多方面，最常使用的是通过无人机的低空多镜头摄影来获取高清影像，生成三维数据信息，帮助我们有效获取地理信息，这种获取地理信息的方式可以有效降低成本、同时获得的数据精准且操作方便，而倾斜摄影技术则可以使得影像更加立体直观，无人机倾斜摄影测量技术在不动产领域具有重要的应用，如宅基地使用权、集体土地使用权、建设用地使用权等土地确权中的应用。与传统的地基测绘技术相比减少了大量的外业工作不用进行实地测量。

一、无人机倾斜摄影测量技术流程

1.工作原理

倾斜摄影技术主要是从不同的角度来采集图像信息，包括垂直和倾斜的角度，一般会从五个角度进行图像采集，目的是为了获取更完整的图像信息得到图像更多的侧面信息，包括坐标、方位、航速、高度等信息。倾斜摄影技术的精度取决于影像拍摄的POS的精度和影像的航向和旁向的重叠度，较高精度可以帮助获取更精准的数据，精度需要掌握模型的绝对精度和平面误差的相对精度，这些信息有利于对影像进行重建，多视角的采集影像可以有利于更加直观的观测数据同时获取影像更多的侧面信息。获取的影像通过多视影像匹配、区域网联合平差、三维建模、DSM生成等流程得到最终的测绘产品。

2.航空摄影情况分析

在进行拍摄之前需要调整航空摄影情况，将各拍摄参数设置为适合测区摄影的模式，采用大疆精灵进行飞行，航飞高度为90m，飞行方式采用井字形队列，使用单镜头拍摄，分别率调整为0.03m，接下来进行航线设计，航向的重叠度设置为70%，旁向重叠度设置为70%，图像尺寸设置为5312像素×3217像素，像素大小为3.12，相机宽高比为3:2，GSD的值设置为0.024。

3.影像数据的获取与处理

测绘项目的实施一般分为三个阶段，分别是数据采集、数据预处理、数据生产阶段。使用无人机获取影像数据时，首先要考虑的是航线规划，根据待测区域的具体情况进行分析并且制定合理的拍摄航线。包括设置合理的飞行高度、调整合适的精度以及影像重叠度等相关参数，制定好航线以及设置好参数以后进行飞行获取影像数据。获取影像数据以后将数据导入smart3D软件中进行处理，对各坐标参数进行设置同时完成各项检查，包括POS数据检查、倾斜影像技术检查以及飞行质量检查，同时对照片进行筛选检查照片是否有问题，完成照片筛选及相关预处理工作以后导入数据进行空三处理，然后再进行三维建模、三维点云以及DOM的操作。

4.数据生成

将空三处理后的结果进行三维建模得到一个实景的三维模型，该三维模型经过了对匹配、坐标转换、贴图处理以及形成格网等流程。然后根据实景三维模型以及空三处理的文件对其进行贴图匹配处理以及格网正射，从而得到真正的测取正射影像（TDOM），检查正射影像数据，观察是否出现畸变差影像，对畸变差影像数据进行纠正。完成空三处理、实景三维建模、以及畸变差影像纠正操作以后使用测图软件导入数据生成影像信息，而操作员需要利用各项信息进行绘图，在这一过程中需要根据国际要求明确图层的属性信息，在工程中也需要根据点、线、面进行绘图。使用CASS软件对图像进行编辑生成大比例尺测图，一般生成1：500的制图数据。

5.影像精度检测

影像精度的检测首先需要考虑的是控制点与检测点的选取，控制点指的是外业人员在测区范围内选取108个点作为像控信息，在这108个点中需要选取26个点作为参与实景三维建模与空三处理的控制点，而余下的点则作为影像信息的精度检测点，但是在大比例尺测图中为了保证影像的绝对精度其检测点的个数选取更多，需要随机抽取五个区域进行全要素特征点的提取作为检测点，总共的检测点共178个，然后与测图结果进行误差计算得到绝对精度结果。

精度检测也是对测区成果的质量进行检测，可以使用数据抽检的手段进行检测，主要分为三步进行，首先，进行平面和高度的绝对精度检测，将检查点合并到三维模型中，其次，检测大比例尺测图的相对精度，根据已有的大比例尺测图的资料进行分析，最后随机选取五处区域进行实地点位采集，将采集结果与测图结果相比较，测量点位中的误差，从而得到绝对精度，例如当模型平面中的误差 X为 0.067，Y为 0.057，XY为0.088，均小于0.15，满足《1：500外业数字测图技术规程》。在对测图结果进行绝对精度检测时，要考虑人工测量误差，实景三维模型的精度检测，是将未采用的控制点作为检测点，例如，首先采集20个控制点，将1，2，5，6，7，12，13这7个点作为建模时精度匹配的控制点，其余的13个点则作为模型精度的检测点。

二、无人机倾斜摄影测量技术在土地确权调查中的应用

1.无人机倾斜摄影测量技术优点

首先，无人机倾斜摄影技术可以获取多个视角的景象，在测绘过程中可以得到过多侧面信息，有助于反映测量物的实际情况，解决正摄影所带来的数据不足的问题，无人机倾斜摄影技术能够满足测绘行业更多的需求。其次，无人机倾斜技术在操作上更加的方便，获取的数据更加的准确，测绘成本与传统的外业人员操作相比成本更低，而且有利于实景建模。最后，能够帮助节约人力资源，在传统的人力测绘中，需要考虑很多外在因素，例如在天气不好的情况下，会严重影响测绘进度，但是使用无人机倾斜摄影技术可以有效解决这一问题，无人机倾斜摄影技术将更多的外业工作转换到了内业工作，同时可以协同调节内外业合作，用机器来代替了原本的人力操作，减少了外业人员的工作强度，同时也能够随时获取数据，测量结果也可以在相应的软件中使用，极大的拓展了无人机倾斜技术在测绘行业中的应用。

无人机倾斜摄影技术在同等条件下比传统的测绘技术工作效率更高，因此，在测绘行业越来越多的业内人士开始研究倾斜摄影技术，在保证精度的情况下进一步减少了外业的工作量，无人机的精度依赖于其自身配备的导航型GPS，无人机本身体型较小、携带方便且成本较低，当前的无人机倾斜摄影技术的精度能够满足大比例尺测图的国标要求，使用无人机完成外业工作是当前测绘行业发展的趋势。

表1 传统与无人机倾斜摄影技术作业统计

2.在土地确权调查中的应用

2015年3月1日，《不动产登记暂行条例》开始实施。不动产是土地、房屋、海域等固定物，不动产登记对于国家制定发展策略具有重要的意义，土地确权本身是建立明确的土地管理制度，需要通过测绘调查当前的土地面积，明确建设用地和非建设用地，由于土地确权工作量巨大，如果使用传统的测绘技术，需要耗费较大的人力和成本，而使用无人机倾斜技术可以有效提高测绘效率，降低人力成本。

目前土地确权工作需要调查地形的基础数据，包括土地权属、面积、土地使用情况、边界等，同时要确保收集的数据真实有效，利用无人机倾斜摄影技术可以获取真实的三维影像，进行多角度航拍得到测区内土地的真实使用情况。在过去使用传统的测绘方式进行三维建模需要人工测量、人工拍摄、人工建模三个步骤，这种方式对于大面积测区来说需要耗费相当多的时间和人力才能完成测绘工作，而无人机倾斜摄影技术不需要人工测量，拍摄获取的数据方便使用，只需要将获得的数据导入对应的三维模型生成软件即可，这种方式在土地确权过程中可以节约人力和时间成本。以福建某试点村宅基地确权登记项目为例，作业统计对比如表1。

由表中可知，传统测绘技术在土地确权工作中需要进行内外作业，同时作业时间较长且作业的产值较小，而无人机倾斜摄影技术不需要外作业，外作业由无人机实现，同时在工作时间上相对较少，而作业产值相比于传统测绘技术有明显的提升。

无人机倾斜摄影技术在土地确权中的具体应用可以表述为四个方面：一是进行多角度拍摄得到倾斜摄影的正影像图，得到土地确权中的外业工作地图，获取影像各方面的侧面信息；二是检查绘制的影像是否有问题，当存在问题时辅助外业工作人员进行补测，同时对数据真实性进行核实；三是在获得测绘图以后需要进行坐标测量，形成行业规范内的地形图和不动产图；四是将数据导入三维生成软件中建立不动产三维模型，进行立体分析，得到三维模型图，从而得到可视化图形和大量的基础数据。

3.建筑密度对土地确权的精度影响

在土地确权中如果建筑密度较大使用无人机倾斜摄影技术将会导致精度出现问题，因为测区建筑密度较大的话，且相机硬件设备精度不够高，则会使得导出的三维模型出现部分变形，这时候需要对矢量数据进行小型的几何校正，将一个图层与它接近的图层靠齐，使得源图层适应更精准的目标图层，这种方法是使用橡皮页变换进行校正，橡皮页变换可以进行局部校正，当建筑密度较高时影响到局部精度可将几何精度较低的局部进行校正，将校正点与目标图层的纠正点连接进行整体的矢量数据校正，解决因建筑密度问题而带来的土地确权精度的影响。

三、结语

使用无人机倾斜摄影技术首先需要考虑技术路线是否具有可行性，提前制定好航线计划，考虑精度是否满足国标要求，无人机倾斜摄影技术在测绘行业中属于正在发展的阶段，尤其在土地确权方面还属于起步阶段，土地确权工作要求提供的数据真实有效，同时对数据的时效性要求较高。使用无人机倾斜摄影技术具有明显的优势，但是无人机本身也正处在发展阶段，随着无人机技术的发展，使用无人机进行摄影测量也将取得更好的效果，现阶段无人机倾斜摄影技术在土地确权中存在一定的不稳定因素，因为行业标准可能会出现变化，需要紧跟行业标准的要求，同时数据共享也是当前的一个热门话题，如果能实现数据共享那么将会进一步减少测绘行业工作量，但是数据共享又牵扯到数据安全的问题，这一切都需要有新技术进行不断的优化，当前将无人机倾斜技术应用到土地确权领域具有深入研究的价值。