陳成斌

摘 ?要：該文以湖北襄陽某土地確權(quán)項目為工作背景，探討了無人機攝影測量和土地確權(quán)底圖制作方法，論文詳細(xì)論述了整個實施流程，包括航線設(shè)計、像控測量、矢量圖采集和調(diào)查工作底圖制作等，給出了立體矢量圖和正射影像圖的疊加結(jié)果，論文是筆者工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：無人機 ?攝影測量 ?確權(quán) ?底圖制作

中圖分類號：F301.2;P237 ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（c）-0199-02

為了更好地解決農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和農(nóng)民問題，在全國范圍內(nèi)，陸續(xù)開展了全國農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作。此次登記工作的主要任務(wù)是：根據(jù)現(xiàn)有的土地承包合同和最新完成的農(nóng)村集體土地所有權(quán)確權(quán)登記成果，查清在農(nóng)村集體土地所有權(quán)范圍內(nèi)，每戶家庭承包地塊的塊數(shù)、分布和面積，調(diào)查圖件采用1∶2000比例尺，地塊信息采集可采用圖解法、實測法、航測法或是組合法進行。在該項目中，調(diào)查圖件采用無人機低空攝影測量技術(shù)成圖，無人機航空攝影對起降環(huán)境要求較低、航攝時間相對充裕，一天可飛行多架次，有效飛行面積大，可以根據(jù)調(diào)查底圖需要，設(shè)置地面分辨率，設(shè)定飛行高度，完成航空攝影，得到原始影像，制作數(shù)字正射影像圖，疊加地塊矢量數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田數(shù)據(jù)、行政界線等數(shù)據(jù)制作調(diào)查底圖進行權(quán)屬調(diào)查工作，為農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)登記工作的快速開展提供了良好的調(diào)查底圖基礎(chǔ)，因此，大大提高了農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)頒證的工作效率，縮短了整個項目的作業(yè)工期。

1 ?工作區(qū)概況及作業(yè)流程

1.1 工作區(qū)概況

工作區(qū)位于湖北襄陽某試點鎮(zhèn)，地勢較為平坦，總面積約為80km2，耕地面積約為10萬余畝，計劃在2個月內(nèi)完成約10萬余畝耕地的農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)發(fā)證工作。由于該項目測試時間是在4月份，植被覆蓋率較低，但是麥苗已經(jīng)生長出來，并不是很高，所以很多不同的地塊，麥苗長勢也不盡相同，田地田埂、田間道路、溝渠、池塘、田坎以及居民地邊界等均能在影像上清晰分辨，有益于后期承包地塊的識別?；谶@些原因，在作業(yè)過程中，我們考慮采用航測法和實測法相結(jié)合的方式進行農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作。首先采用固定翼無人機搭載數(shù)字航攝儀獲取試驗區(qū)的真彩色原始影像，通過POS數(shù)據(jù)解算、空三加密，制作數(shù)字正射影像，在全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)上立體采集矢量數(shù)據(jù)，制作調(diào)查工作底圖，這樣可以大大提高作業(yè)效率，縮短了作業(yè)工期。

1.2 作業(yè)流程

該項目采用固定翼無人機搭載賓得645D數(shù)字航攝儀、機載POS進行航空攝影，獲取作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)的真彩色原始影像和POS數(shù)據(jù)，通過對POS數(shù)據(jù)進行解算，得到每張像片的外方位元素，通過GNSS-RTK技術(shù)進行外業(yè)像片控制測量，獲取像片控制點的高程坐標(biāo)和平面位置坐標(biāo)。和POS解算數(shù)據(jù)一起，共同參與到空中三角測量運算中，在空中三角測量運算中，我們是利用Inpho軟件進行的，將空三加密成果和DEM數(shù)據(jù)作為影像糾正的基礎(chǔ)，制作數(shù)字正射影像，在全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)下，立體采集地塊邊界信息，內(nèi)業(yè)無法分辨及有疑問的地方，做好標(biāo)記，使用GPS-PTK設(shè)備外業(yè)進行實地測量，得到比較準(zhǔn)確的承包地塊界址點位坐標(biāo)，即采用航測法與局部實測法相結(jié)合的方式獲取承包地塊界址點點位坐標(biāo)，內(nèi)業(yè)采集地塊邊界，將地塊矢量圖、基本農(nóng)田數(shù)據(jù)、地力等級數(shù)據(jù)等疊加到數(shù)字正射影像上，制作調(diào)查工作底圖，進行外業(yè)權(quán)屬調(diào)繪，對影像無法判讀及權(quán)屬糾紛較大的地塊輔以實測檢驗的方法完成。該項目共飛行了3個架次，22條航線，6條構(gòu)架航線，約120km2，布設(shè)像控點35個，檢查點44個，制作1∶2000標(biāo)準(zhǔn)分幅數(shù)字正射影像114幅。

2 ?航線設(shè)計

在執(zhí)行航攝任務(wù)之前，根據(jù)實地收集的數(shù)據(jù)資料，以收集到的已有大比例尺地形圖數(shù)據(jù)為設(shè)計基礎(chǔ)，根據(jù)實地要求的成圖精度，地形數(shù)據(jù)參考全球90mDEM（SRTM）進行航線設(shè)計。在該實驗項目中，地面分辨率設(shè)計為0.15m，航向重疊設(shè)計為65%，旁向重疊設(shè)計為35%，計算無人機的飛行高度、基線長度、旁向間隔等相關(guān)飛行參數(shù)。（1）采用專業(yè)設(shè)計軟件，地形參考全球90mDEM（SRTM），根據(jù)試驗區(qū)形狀，采用東西方向飛行，南北方向布設(shè)構(gòu)架航線，航線布設(shè)覆蓋整個試驗區(qū)。（2）調(diào)查圖件采用1∶2000比例尺，因此在航線設(shè)計時，為確保獲得更好的影像質(zhì)量，地面分辨率設(shè)計為0.15m。（3）航向重疊度設(shè)計為65%，旁向重疊度設(shè)計為35%，以滿足后期空三加密要求?？紤]到減少外業(yè)像控工作量，采用加飛構(gòu)架航線的設(shè)計方案。（4）該試驗區(qū)共設(shè)計了3個飛行架次，22條航線，6條構(gòu)架航線。

3 ?像片控制測量

3.1 像片控制點布設(shè)

該實驗項目采用區(qū)域網(wǎng)布點方案，全都布設(shè)為平高控制點，利用航線設(shè)計圖進行像片控制點的選點，布設(shè)的控制點滿足以下目標(biāo)條件：像片控制點布設(shè)在航向及旁向6片或5片重疊處，且位于旁向重疊中線附近，像控點刺點目標(biāo)的影像明顯、清晰可見，在實地及影像均能清晰標(biāo)記，并易于觀測，無信號遮擋或干擾。

3.2 像片控制點及檢查點的施測

像控點及檢查點的聯(lián)測，利用湖北襄陽連續(xù)運行基準(zhǔn)站網(wǎng)系統(tǒng)支持下的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進行施測，每個點位觀測3次取平均數(shù)。在該項目中，所有布設(shè)的像控點均是平高控制點，簡稱P，并布設(shè)了部分檢查點，像控點施測完畢，利用檢查點進行檢查，經(jīng)檢查，測得的像控點均符合后期空三加密的精度要求。在進行像點的整飾、像控點施測時，對施測現(xiàn)場進行拍照，從不同角度拍攝遠(yuǎn)景及近景照片，完成后，制作像控點點之記。

3.3 空三加密

該項目采用Inpho軟件進行空三加密，Inpho軟件是比較常用的航空攝影處理軟件，自動匹配、處理效率較高，使用便捷等，自動匹配連接點的功能比較強大，甚至在水域、森林、沙漠等特征點較少的區(qū)域也可進行較好的匹配。首先根據(jù)測區(qū)概況建立工程，加入相機參數(shù)，將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換并生產(chǎn)金字塔，劃分航帶?？杖ㄟ^自動連接點匹配算法，針對框幅式數(shù)據(jù)設(shè)置各項參數(shù)，然后軟件并行式處理各項任務(wù)。影像匹配完成后，即可生成相對定向報告，分為航帶內(nèi)立體相對、航帶內(nèi)三度連接以及航帶間連接3個部分。然后將解算后的POS數(shù)據(jù)和外業(yè)像片控制點數(shù)據(jù)導(dǎo)入工程，先添加測區(qū)四角控制點或多個控制點，進行初步平差，可有效地將測區(qū)平移至控制點范圍，之后在控制點列表中直接雙擊某控制點，即可彈出該對控制點對應(yīng)的影像，并很好地預(yù)測相應(yīng)的位置。

3.4 正射影像制作

以數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)成果和空三加密成果為基礎(chǔ)，對原始影像進行糾正，首先生成像對正射影像，然后在單個模型中，選擇影像色彩鮮艷、色調(diào)均勻、亮度飽滿的像片生成正射影像，然后逐張生成單片正射影像。

4 ?矢量圖采集

該實驗區(qū)采用航天遠(yuǎn)景軟件進行，將空三成果導(dǎo)入航天遠(yuǎn)景全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站，由于無人機航空攝影獲取的高精度DOM清晰度較高，同時影像獲取時間是在12月份，各類地物的遮擋較小，對影像的內(nèi)業(yè)判繪極為有利，在立體狀態(tài)下，承包地塊邊界、道路邊線、田埂、溝渠、居民地輪廓等地物清晰可見，地勢的高低起伏可以明顯區(qū)分，對于陡坎，賦予高程以區(qū)分陡坎上下;田地田埂清晰可見，可直接采集承包地塊邊界，對于地類相同，田埂無法分辨的，需進行外業(yè)實地采集。道路、溝渠、河流、居民地等邊界線在立體狀態(tài)下可以準(zhǔn)確采集，對內(nèi)業(yè)無法判繪或判繪不準(zhǔn)的地物進行外業(yè)實地調(diào)繪、測量，再根據(jù)實地調(diào)繪采集的數(shù)據(jù)信息進行相應(yīng)影像圖和立體矢量圖的確認(rèn)。

5 ?調(diào)查工作底圖制作

對立體采集的包括地塊、水系、道路、居民地等圖層組成的矢量數(shù)據(jù)，進行圖形編輯，依據(jù)數(shù)據(jù)入庫的要求，采用不同特征的線段、線型、單元符號，將權(quán)屬界線一一連接，形成權(quán)屬圖。將所得到的結(jié)果，也就是權(quán)屬圖再按照《GBT 20257.1-2007國家基本比例尺地圖圖式第1部分：1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖圖式》的要求，進行圖面的注記和整飾，形成矢量圖形，套合正射影像數(shù)據(jù)、收集到的行政界線、基本農(nóng)田信息數(shù)據(jù)，打印成1∶2000比例尺調(diào)查工作底圖。在工作過程中采用全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)進行立體采集地塊邊界，相比較圖解法而言，精度較高。實地采集地塊圖、矢量圖與影像的疊加圖具體情況如圖1所示。

6 ?結(jié)語

與傳統(tǒng)的有人機航空攝影相比，無人機具有價格低廉、作業(yè)高效、飛行高度低等優(yōu)勢，可快速獲取清晰的精度較高的影像數(shù)據(jù)信息，同時采用POS輔助航空攝影可大大減少外業(yè)的工作量，降低生產(chǎn)成本，擁有非?？捎^的經(jīng)濟性，高科技的無人機在航空攝影測量方面的使用越來越廣泛，由此制成的數(shù)字正射影像產(chǎn)品在土地調(diào)查中發(fā)揮著極其重要的作用。

參考文獻

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