土地调查中无人机摄影测绘技术的应用研究

土地调查中无人机摄影测绘技术的应用
研究
摘要：随着我国社会经济的快速发展以及城市化进程的不断推进，对土地的需求量日益紧张，对土地调查工作的需求也越来越大。

传统的土地调查方法已经无法满足现代化的发展需要。

随着现代技术的不断发展，当前计算机技术以及现代遥感技术都已经成功的应用到土地调查工作中来，发挥了很大的作用，极大改善了土地调查工作量，提升了此项工作的质量和效率。

现阶段在土地调查工作中使用较多的是卫星遥感影像技术，但此项技术的费用较高、制作周期较长，暴露出了一定的弊端。

因此，急需研究更加先进、成本更低、效率更高的技术取代传统的卫星遥感影像技术。

近年来，无人机获得了高速发展，在很多领域得到了广泛应用，具有动力能耗低、可操控性强等众多优势。

所以，可以将无人机作为搭载平台基于遥感影像技术开展土地调查工作。

目前已有很多学者和技术人员针对此问题开展研究，发现基于无人机的摄影测绘技术具有更高的分辨率，应用效果显著。

本文主要分析了无人机摄影测绘技术在土地调查中的应用情况，对于提升土地调查工作的质量和效率具有重要的理论和现实意义。

关键词：土地调查;无人机;摄影测绘;影像图片;内业解译
引言
土地行业发展规模越来越大，传统的土地调查已经难以满足土地建设需求，我国土地调查正在向着数字化和信息化方向发展，这也是土地调查行业未来重要的发展趋势。

无人机遥感技术是土地调查中较为常用的一种手段。

在土地调查行业的运用比例逐年增加。

使用无人机可以更加方便地采集土地建设状况和周边地形影像等信息，利用遥感技术可以智能化、快速化地获取环境资源等空间遥感信息，再对所得数据信息进行处理。

无人机遥感技术受到了业内的广泛认可，应重视无人机遥感技术的研究与应用，以提高测绘人员的工作效率。

1.土地调查中信息化技术存在的问题
土地调查是工程测量专业的一个分支，对人员专业素质有着较高要求，工作人员的技术水平对测绘数据的准确性起着关键性的作用。

目前，部分工作人员的专业水平较为欠缺，尤其是在信息化技术方面，能力不高，如常用的无人机遥感技术、ＧＩＳ技术等，许多人员对其掌握程度低，不能独立操作，对于一些复杂的建筑物或地形进行测绘时，由于逻辑思维不清晰，计算能力较差，不能很好地利用信息化技术，导致测绘结果出现偏差，对项目整体产生了影响。

部分人员受到专业水平的限制，也不愿意去学习信息化技术，导致信息化技术在土地调查中难以有效应用，阻碍了土地调查行业的发展。

2.DEM生成
DEM是根据试验区域地形地貌特征采集获得的影像数据，基于设定的规则进行拼接以后覆盖整个范围的包含有高程信息的数字化模型，由多个不重叠的三角形构成。

生成DEM时，首先需要对布设控制点的高程及平面位置信息进行采集，然后以控制点为整体框架体系，基于插值方法对其他位置的高程和位置信息进行拟合，从而获得DEM。

本研究中，采集得到相关数据图像信息后，利用PhotoScan软件对数据进行分析处理，基于人工数据采集+软件自动匹配的方法生成DEM，可以满足DEM生成精度以及处理效率的基本要求。

在软件中可以设定好网格间距，通过对DEM进行分块立体编辑的方式实现高程点的自动化匹配。

对于一些特殊的地形区域，需要对区域中的关键位置，如山头、洼地等的平面位置和高程信息进行采集，在此基础上构建立体三维模型。

3.无人机遥感数据处理
无人机遥感数据处理主要是对所采集的图像进行处理，分为纠正、拼接以及对应应用这3个部分。

几何纠正是对镜头未按照正常线性运动、飞行器不稳定等情况造成的图像和投影不完善进行纠正。

无人机遥感搭载的相机或扫描仪一般体积和像辐都不大，因此收集的图像数量非常多，飞行过程中若遇到较强气流，就会出现不稳定情况，导致角度倾斜，拍摄和投影的每幅图像各不相同，因此要对其逐一纠正，工作量较大。

提高检查影像和飞行的质量的效率，一般需要借助导
航数据（GPS）、姿态测量（IMU）数据，通过图像特征自动匹配与数据快速处理
算法得到数据，再对其进行区域平差，利用内插方式构建数字高程模型（DEM）
与正射影像图（DOM）。

而计算点云、校正图形，则是借助GPS数据和IMU数据，以激光雷达数据（Lidar）和微波遥感数据为依据，生成数字高程模型与雷达影
像图。

4.扩大覆盖范围
在一定范围内，如果把调研实施对象平均划分为等大的测区范围，传统的做
法是在小范围测区内进行，然后才能逐步拓展到各个不同的测区，数据采集的工
作量较大，效率也不尽如人意。

对于农村空间尤其是当下可视化的调研而言，调
研的真实性及准确性十分重要，无人机本身可以采集海量的数据加以分析比对，
通过内置运算方法以及计算机的处理摒弃虚无的数据，提取真实可靠的数据，并
提高数据的准确性。

相比较传统做法获取相关数据，无人机倾斜航拍技术可以达
到较大范围内数据的采集，可快速且全方位系统地了解所要设计的测区场地，这
里的关键在于无人机的高空作业机动性是别的技术手段所代替不了的，正是由于
该手段的先进性，使得在实地项目中所覆盖的范围大大增加，极大地提高了生产
效率。

5.无人机倾斜摄影测量三维模型的构建
传统的三维模型构建主要是工作人员使用ＣＡＤ、３ＤＳＭＡＸ等计算机应
用软件，对所采集的图像进行人工建模，这种建模方式存在许多问题，例如模型
数据精确性差、表面纹理与实际差异性大、模型制作周期性长，还需要消耗大量
的人力。

无人机倾斜摄影测量三维模型的构建具有高精度、高分辨率、效率高等
特点，首先，自动空中三角测量，在测绘过程中利用影像的几何特点，并结合计
算机实现自动转点。

其次，寻找在所采集的不同数据影像中的相同点，进行模型
变换计算。

最后，工作人员根据计算出的空间变换模型数据，将影像进行组合，
得到具有较好影象分辨率与比例尺寸的三维模型结构。

6.滑坡
在黄土地区，经常发生滑坡地址灾害，利用遥感影像解译该地质灾害时，能够展示其规模、形状、地点等物理影像特征。

而所依据的就是遥感影像图通过专门的色调、纹理以及形态、阴影等呈现出的滑坡情况。

多次滑坡解译认为，滑坡灾害的发生是有迹可循的，一般当斜坡坡度为30°~60°时，比较容易发生滑坡灾害。

同时，根据遥感影像，能够发现滑坡体下滑大多会形成圆弧形的滑坡壁，灾害体两旁多是冲沟发育，因此边界明显。

遥感影像中的滑坡壁，色调、纹理都与其他环境不同。

另外，结合遥感影像方向以及缩略比例，能够了解滑坡的面积和滑动方向。

结束语
利用无人机倾斜摄影测量技术进行1:500地形图测绘成果的精度分析，各项精度均满足《城市测量规范》要求，验证了无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测量中应用的可行性，与全野外测量和传统航空摄影测量比较，利用无人机倾斜摄影测量获取的实景三维模型信息更加丰富，基于实景三维模型进行多视角影像测图，不但可以方便快捷的对地物进行识别和采集，而且可以获取房屋的层次和结构等信息，大大提高了测图效率，缩短了成图周期，在小面积的地形图测量中具有一定的应用推广价值。

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