无人机航测技术在农房一体化调查中的应用

高飞

（甘肃筑天英才工程咨询有限公司，甘肃 兰州 730000）

农村房地一体不动产确权登记是国家推动“三权分置”改革工作的重要内容之一，有利于发展农村改革事业、振兴乡村经济，使城乡产业布局得到优化，以此为基础，将无人机航测技术应用于其中，可对农房一体化调查工作的质量和效率起到提升作用，同时还可促使我国地理信息事业在整体上得到转型和升级，使相关的服务保障能力得到有效提升，也就可以进一步构建起“数字城市”和“智慧城市”，可见对无人机航测技术在农房一体化调查中的应用策略进行分析具有重要意义。基于此，在进行农房一体化调查项目的具体开展中，相关单位应加大力度对无人机航测技术的应用进行研究，然后根据实际情况、结合实际需求，选择合理的无人机航测设备以及三维实景建模软件来进行农房一体化数字化勘测。这对于无人机航测技术应用效果的保障、农房一体化工作效率和质量的提升都将起到非常积极的促进作用。

1 无人机航测系统概述

所谓无人机航测系统，就是将当今世界范围内新兴起的无人机用作飞行平台，从而建立起的一种新型航测系统。在无人机航测系统中，主要的组成部分包括无人机（飞行平台）、测姿测速设备、数字化传感设备、飞行控制系统、地面控制系统、航线规划软件、地面站控制软件以及数据处理软件等。

在无人机航测系统的应用过程中，其主要的工作原理是借助于搭载在无人机飞行平台上的数码相机来实施低空航行拍摄，以此来实现地面上的相应地理信息数据采集，然后再通过专业的处理软件对采集到的信息进行处理，最终实现各种数字化测绘结果的科学、准确、全面获取。

在当今，无人机航测技术已经发展得十分成熟，将该技术和GPS 技术进行有效结合，便可让无人机航测达到良好的自动化导航效果。随着近年来科学技术的飞速发展，无人机航测技术也在各种勘查作业中得到了广泛应用，将多镜头形式的倾斜相机搭载到无人机飞行平台上，便可对地面上的倾斜影像数据实现快速精准的获取，并以此为基础来进行三维实景模型建立，这样便可让外业实景和计算机技术之间达到真正的融合效果。尤其是随着裸眼三维测图技术的应用，更是让内业测量精度实现了显著提升，经该技术生产出的数字化产品可充分满足5D 产品的精度要求。

2 无人机主要特点

2.1 操作简单

无人机不需驾驶员对其进行直接操作，只要操纵者根据图像对其进行追踪和控制即可，并且在无人机领域科技水平持续完善的状态之下，无人机的控制技术越来越简洁。与此同时，无人机机身成本较低，起降困难情况的发生率较低，同时对于起降时气候和环境的要求也较低，还能在开展图像及数据采集工作的过程中降低出现不良情况的概率。若飞行过程中存在不良情况，机身系统还可针对实际情况开展及时的判断和处理工作。

2.2 精准度高

应用无人机航测技术开展测绘工作，能够体现出较强的数据收集能力，并且设备的控制及操作人员数量较少，分析和处理数据的时间较少，且所采集的图像具有更高的质量。所以相关工作人员的工作压力和负担均得以减轻，工作效率也就能够得到提升。另外，应用无人机航测技术不仅可以获取高空数据，还可对低空的数据进行有效收集，同时均能够呈现出精准度较高的特点，使无人机航测技术的应用价值得到大幅度提升[1]。

2.3 快速处理信息

无人机航测技术可以快速且准确地对各项相关信息进行高效率的采集，使信息收集工作的效果大幅度提升，同时也就可以提升信息收集工作的可靠性。在此情况下，如果应用传统形式的测绘技术，一旦其中出现紧急情况，将有可能造成严重损失，所以应用无人机航测技术，即能够保障测绘工作的效率和质量，也可以在出现紧急情况时，保障信息采集和处理工作的安全。

2.4 成本较低

测绘工作中，无人机飞行时间较短，且起飞速度、降落速度都相对较快，对于起降环境的要求不高，所以获取测绘数据所需的时间并不长。同时，因为无人机的经济效益相对于普通飞机来说更高，且测绘系统的安装成本、使用成本、维护成本均更加低廉，元件、材料的生产效率也较高，所以无人机的整体使用成本较低。另外，无人机的操作技术较为简单，相关工作人员能够在短时间内掌握无人机控制技术，所以在整体上无人机航测技术的应用成本较低。

3 无人机航测技术对于农房一体化调查工作的意义

在对无人机操作系统进行构建和应用的过程中，因为该系统的机动性和灵活性较强，同时体积较小，所以在全世界范围内已经得到了较为普遍的应用。并且从整体上来看，无人机操作系统主要包含两个部分，一个是无人机本身，另一个则是数据遥感设备一类的软硬件组合。在对其应用时，需要首先于无人机上装载数码相机，并采用低空航拍的形式，具有针对性的采集和应用相关的各项地理数据信息。通过专业软件的处理，各项地理数据信息可形成多种类型的数字化组合产品。当前无人机航测技术的应用效果已经较为理想，各项相关技术也逐渐趋于成熟[2]。

在科技发展的支持之下，越来越多的先进技术已在各个行业中进行应用。无人机航测技术当前的发展形势较为良好，所以对于测绘地理信息行业的发展来说，其也就能够起到较好的推动作用，同时还可以提升测绘地理信息整体的保障能力。在农村区域开展农村房地一体不动产确权登记工作，为我国农村宅基地改革工作中的重要组成部分，能够对农村区域的改革甚至整体经济发展产生重要影响，所以需要强化其中的科技力量，提升工作质量和效率，以科学合理地解决其中存在的各项问题。

4 农房一体化调查工作中无人机航测技术的应用措施

4.1 项目概况

在开展农房一体化调查工作的过程中，合理应用无人机航测技术，使其与项目紧密结合，有利于更加深刻和全面地掌握无人机航测技术的应用情况。例如在针对某一测区开展不动产权籍测量工作时，即可将无人机航测技术作为其中的主要技术。因为该测区具有地势平坦的优势，所以交通相对便捷，且经过测区现场实际勘查之后，并未发现其中存在高大建筑物或是高山，同时无重要军事设施，具备良好的应用无人机航测技术的条件。在此过程中，可以获取具有高分辨率的影像数据，且通过专业软件对影像数据进行分析，更有利于制作不动产图鉴，从而获取更加准确和有效的勘测结果[3]。

对该项目的整体情况开展分析工作之后，选择应用飞马D2000 型小型多旋翼无人机开展农房一体化调查工作，其中包含索尼数码相机5 台，操作模式灵活，飞行性能稳定，同时续航能力相对于同类型产品更加持久。并且，为了保障倾斜摄影数据的质量能够得到进一步提升，需要保障各相关环节的有效性，以提升数据的准确性和真实性。

4.2 像控点布设

在通过无人机航测技术进行农房一体化项目的调查过程中，像控点布设是一项首要内容。就目前来看，像控点布设的常用方法有3 种：①在被测区域内进行明显的地物拐角点或者线状地物焦点寻找。②在航飞之前对被测区域内的无遮挡地点以及硬化地点进行刷漆标记，通常情况下，需要用油漆做出“L”形、沙漏形或者是十字形等的记号。③在航飞之前将事先制作好的固定标志物面板摆放在被测区域内。其中，第一种方法需要作业人员具有足够的专业素质和丰富的像控点布设经验，且在业内处理过程中也可能会遇到像控点无法在影像上找准的情况。基于此，在本次项目中，为有效确保航测效率及其成功率，特对后两种像控点布设方法进行了综合应用。

具体布设中，主要用油漆将标志涂刷成沙漏形，对于油漆无法涂刷的位置，则进行固定标志物的放置。在做好了各个像控点标记之后，特对各个像控点进行了2～4 张照片拍摄，以此来为业内人员后续的找点工作提供足够便利。

通常情况下，无人机航测精度和像控点布设数量有关，数量越多，精度也会越高。但是出于对作业效率以及消耗成本等方面的综合考虑，需要根据被测区域的大小来进行像控点数量的合理确定。通过这样的方式，才可以实现业内外业工作效率的进一步提升，并实现作业正确率的良好保障。

4.3 无人机航飞

在本次农房一体化项目的无人机航测作业中，选用的是飞马D2000 型高精度小型多旋翼无人机，该无人机整体轻便小巧，属于模块化设计，拆装十分简单，没有线缆连接，其导航定位系统精度可达到厘米级别，成像效果极高，飞行姿态稳定，具有良好的安全性能，在无人机航测中十分适用。以下是该无人机航飞过程中的主要参数情况，如表1 所示。

表1 本次农房一体化调查项目中的无人机航飞主要参数情况

在设置相关参数的过程中，可设置70%的航向重叠数据，40%的旁向重叠数据，且同一条航线之上最大与最小的航高差距，应控制在50m 之内，倾斜向的前倾角与后倾角之间应保持在40°左右，同时倾角应在35°以下。对起降场地进行选择时，应尽量选择视野开阔的场地，避免周围存在较多遮挡物，避免周围对场地造成信号干扰，还需尽量避开信号塔或是高层建筑，之后根据航设区域选择合适的天气，为航摄工作的有序开展提供条件。

4.4 像控点测量

在航测分析工作之中，为了能够切实落实全部相控点分布得均匀和可靠，则需要保障最低点的地面分辨率能够与0015m 要求相符合，也就需要首先选择合适的路网，并将其作为分界线，通过GPS 对控制点辐射方案进行辅助。一般来说，针对一个平高点实施布设，航向的布设工作应为间隔三条航带的评估点，并且像控点通常直接在航向和旁向进行重叠的5～6 片位置进行布设，由此，可以保障布设像控点具有良好的可靠性以及功用性。与此同时，像控点以及相片边缘之间需要保持相应的距离，以提升航测清晰度，同时需要使其尽量保持与方位线较远的距离，一般来说，为照片宽度的1/6 即可。另外，在航向重叠中线的区域附近，一般将像控点坐标以CQCORS 网络RTK 的形式进行呈现，并以此为基础开展数据采集工作[4]。

4.5 实景三维建模

在无人机航测技术的具体应用中，三维实景建模的常用处理软件包括Bentley 公司所研发的ContextCaptuer 软件、瑞士Pix4D公司所研发的Pix4Dmapper 软件以及俄罗斯研发的PhotoScan 软件等。而在本次农房一体化调查项目中，无人机航测三维实景建模软件选择的是ContextCaptuer 软件，该软件具有简单、快速和全自动等的优势，可实现三维实景模型的高效、准确、自动创建。

在通过该软件进行三维实景模型的创建过程中，其主要的创建阶段有三个，第一个阶段是数据整理，第二个阶段是空三加密，第三个阶段是三维模型创建。在数据整理阶段中，主要的工作内容是对无人机航飞中的像片数据、像控点数据以及POS 文件进行整理。在空三解密阶段中，其主要的工作内容是将外业采集所获得的像控点数据刺到与之相对应的像片上，并确保刺点位置的准确性，在每一个视角上，都应该进行一定数量像片的均匀刺点；在完成了刺点工作之后，便可让软件中的空三加密程序及时运行，借助于这一程序，可对影像进行自动的密集匹配以及区域网平差处理。在三维模型创建阶段中，其主要的工作内容是创建不规则的三维三角网和自动化形式的纹理映射，并将农房一体化调查项目的实际要求作为依据，将数据成果以特定的格式输出。本次项目中，共在实验室中进行了100 台服务器设置，以此来实现大型节点网的科学构建，其模型的日平均生产量可达2km2，可完全满足本次农房一体化调查中的实际测图需求。

4.6 内业数据采集

在构建和应用倾斜摄影三维实景模型的过程中，可以合理利用EPS 软件，以落实内业采集以及DLG 的制作工作。相对于既有地基图，对倾斜摄影测量结果的有效性和准确性进行保障，更有利于其他相关工作环节的成果得到保障，且联合倾斜摄影模型采集结果，可以针对不同建筑物开展分析工作。将倾斜摄影DLG 成果和具体使用的成果进行叠加，并将其中与属性信息相关的部分进行具体的标注，同时将村、组分别作为单位，对其中的权属调查底图实施有效制作，每宗地对应一张调查底图，并对各方面信息进行合理标注，以保障调查工作整体的合理和有序[5]。

4.7 外业调查

在完成了三维测图工作之后，应借助于农房一体化业内处理软件来进行数据的逻辑调查与拓扑检查等操作，然后将质量检查和修改之后的结果向外业调查队伍分批提供，以此来为其外业调查任务的顺利进行提供科学参考。在外业调查过程中，主要的工作任务有3 个方面：①核查房屋的航测精度。②检查房屋的修补情况。③调查地籍权属。在此过程中，外业调查队伍需要对农村宅基地以及农村群体建设用地中的所有地上建筑区以及构筑物进行产权调查，将房屋权利人、建筑结构、权属来源、规划用途、建成年份、实际面积以及批准面积等作为调查重点，以此来实现农房一体化实际情况的精准掌握。

4.8 项目成果精度分析

在通过上述技术流程进行本次的农房一体化项目调查中，按照具体的技术标准，倾斜摄影房角点主要精度要求如表2 所示。

表2 本次农房一体化调查项目中的倾斜摄影房角点主要精度指标情况

在通过边长丈量法以及业外打点法对本次农房一体化项目航测精度进行评价的过程中，因为本次项目并不涉及高程测量，所以仅仅对其平面进行了绝对精度以及相对精度检测。在对平面进行绝对精度的检测过程中，共对300 个测点进行了抽检；在对平面进行相对精度检测的过程中，共对500 条地物边长进行了抽检。具体的评价结果如表3 所示。

表3 本次农房一体化调查项目成果精度评价结果 单位：m

通过上述精度评价可知，本次无人机航测精度可有效满足农房一体化调查中的精度控制需求。由此可见，无人机航测技术在房地一体化调查中的应用效果十分良好。

5 结语

根据上文，采用无人机航测技术对农房一体化调查工作进行落实，能够体现出无人机航测技术便捷高效的作业水平，且相对于传统的航测方式，应用无人机航测技术，其能够更加快速地获取数据，并开展合理的整理和分析工作，使作业量以及劳动强度大幅度降低。同时无人机航测技术还能够促使数据采集工作更加直观和全面。而需要注意的是，在对无人机航测技术应用的过程中，尽量避免出现高山、高层建筑等可能对无人机产生影响的因素。从总体上来看，通过无人机航测技术，农房一体化调查工作的质量和效率均得到提升，可见无人机行测技术值得在实践工作中进行广泛应用。