無人機航空攝影測量在“房地一體”地形測量中的具體應(yīng)用要點

張 軍

（云南省有色地質(zhì)局楚雄勘查院，云南 楚雄 675000）

農(nóng)村房地一體化調(diào)查是促進農(nóng)村發(fā)展新方向、維護農(nóng)民合法權(quán)益的重要途徑和方法，可以對農(nóng)村宅基地的界址、權(quán)屬、用途以及房屋面積、權(quán)屬、空間設(shè)計等方面的數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)測量，方便農(nóng)村發(fā)展的統(tǒng)一性規(guī)劃，實現(xiàn)農(nóng)民宅基地房屋財產(chǎn)的合法化。隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，傳統(tǒng)的全站儀和RTK技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前農(nóng)村房地一體化的測量需求。無人機航空測量技術(shù)在地形測量中的具體應(yīng)用，極大程度上提升了數(shù)據(jù)采集效率和質(zhì)量，可以利用相關(guān)軟件迅速形成三維模型，強化數(shù)據(jù)精度，對農(nóng)村宅基地以及房屋空間數(shù)據(jù)信息進行更加精準(zhǔn)、全面的提升。

1 房地一體化調(diào)查工作概述

房地一體化是一項重要的惠民工程，主要是對農(nóng)村宅基地、土地歸屬權(quán)限進行登記和明確，優(yōu)化土地規(guī)劃效率。對農(nóng)民來說存在以下優(yōu)勢：（1）可以對產(chǎn)權(quán)更加明確，在房地一體化調(diào)查中，可以對宅基地、土地、房產(chǎn)的權(quán)屬來源進行明確，并由國家頒發(fā)不動產(chǎn)證書，保障農(nóng)民合法財產(chǎn)權(quán)利。（2）由于以往宅基地、住房產(chǎn)權(quán)不明，容易引起農(nóng)民之間的矛盾，通過房地一體化調(diào)查，進行統(tǒng)一確權(quán)登記，可以合理解決糾紛問題。（3）保障房權(quán)信息的完整性，并可以利用數(shù)字化和信息化手段對其進行處理、分析和存儲，繪制高精度的地形圖等，保障宅基地使用權(quán)、房屋所有權(quán)權(quán)屬信息的完整性和精確性。

2 無人機航空攝影測量在“房地一體”地形測量中的應(yīng)用特點

無人機航空攝影測量技術(shù)是在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)背景下發(fā)展起來的，是對以往航空測量技術(shù)的革新和補充，能夠進行更加靈活和便捷的航空測量，獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，降低人員工作量，合理控制使用成本，并且該種測量技術(shù)具有更廣泛的適用性，尤其是在房地一體化地形測量、資源挖掘、突發(fā)災(zāi)害信息測繪等方面發(fā)揮了極大的作用。該種新型測繪技術(shù)在房地一體化項目中的應(yīng)用特點主要有：

（1）高效迅速。該種技術(shù)彌補了傳統(tǒng)測繪技術(shù)的周期長、見效慢的缺陷，可以對采集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行及時有效的處理，并及時上傳到相關(guān)軟件中，對采集的數(shù)據(jù)信息進行處理、優(yōu)化，形成地形測繪圖紙，強化了地形測量工作的效率和質(zhì)量，同時還提升了服務(wù)效果[1]。而且該種技術(shù)應(yīng)用成本不高，性價比較高，是一項適應(yīng)性較強的測量技術(shù)，極大程度上減少了房地一體化調(diào)查工作的成本費用，提升了其整體調(diào)查工作的效率和質(zhì)量，為今后的農(nóng)村土地調(diào)查工作開展奠定了良好的基礎(chǔ)。

（2）適應(yīng)范圍較廣。該種測量技術(shù)對外界干擾因素的抵抗能力較強，可以在多種環(huán)境中進行廣泛適用，不會受到外界因素的限制和干擾。無人機航攝測繪技術(shù)在房地一體化實際調(diào)查工作開展中，應(yīng)用空間高度較低，可以對農(nóng)村宅基地以及其他土地應(yīng)用情況進行清晰探測，對升降環(huán)境、氣候環(huán)境等的要求較低，尤其是在較為惡劣的自然環(huán)境中也可以靈活性使用，并獲得精準(zhǔn)和清晰的圖像，極大程度上提升了航空攝影測量工作的效率和質(zhì)量，為房地一體化調(diào)查工作的開展提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)[2]。

（3）利用無人機航空攝影測量技術(shù)可以和相關(guān)軟件進行連接，把拍攝采集的影像資料、數(shù)據(jù)信息等及時傳送到軟件中，對其進行處理和加工，完成三維模型建設(shè)。其中主要和數(shù)據(jù)攝影系統(tǒng)進行聯(lián)合使用，融合多樣化的高新技術(shù)和設(shè)備，構(gòu)建可視化圖像信息，促進地形測量工作精度，實現(xiàn)了房地一體化調(diào)查工作的信息化、數(shù)字化轉(zhuǎn)變，強化了房地一體化調(diào)查測量工作的質(zhì)量效果[3]。

3 無人機航空攝影測量在“房地一體”地形測量中的應(yīng)用原理

無人機航空攝影是一項綜合性的測量方法，主要涵蓋了高空拍攝、視頻影像微波傳輸、計算機信息處理技術(shù)等，實現(xiàn)了對地形數(shù)據(jù)信息的采集、傳輸、處理、繪圖等一體化操作，極大程度上提升了地形測量工作的效率和質(zhì)量，減少了人工操作工序。具體應(yīng)用是在無人機上搭載多種攝像設(shè)備，如光學(xué)相機、數(shù)碼相機、激光掃描儀等，并利用遙感技術(shù)對其進行控制和調(diào)節(jié)，之后將獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綐I(yè)內(nèi)數(shù)字測圖軟件中，實施數(shù)據(jù)處理，構(gòu)建三維數(shù)據(jù)模型，并形成精準(zhǔn)、專業(yè)的地形圖。利用無人機航空攝影系統(tǒng)繪制而成的地形圖主要的比例尺有1∶1000、1∶2000、1∶5000等。

利用無人機航空測量技術(shù)可以對GPS定位系統(tǒng)進行聯(lián)合應(yīng)用，從而對需要測量的目標(biāo)地形位置進行精準(zhǔn)定位，采集精準(zhǔn)的影像資料和地貌數(shù)據(jù)等。該種技術(shù)應(yīng)用和計算機相關(guān)軟件進行實時連接，并把采集的數(shù)據(jù)信息即時傳輸并存儲，方便對采集的地形測量結(jié)果進行綜合性分析和處理。為了提升房地一體化調(diào)查測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和全面性，在對像控點進行設(shè)置時，需要選擇較為顯眼的區(qū)域進行設(shè)置。在進行空中三角測繪工作時，主要是利用無人機航空測繪技術(shù)，對目標(biāo)區(qū)域開展全面的測量，獲得精準(zhǔn)的地形地貌數(shù)據(jù)信息，并對這些信息進行篩選，獲得有價值的信息進行處理和分析。在房地一體化調(diào)查工作中，針對不同的測繪區(qū)域、地形條件等，需要采取差異性的測繪方式，因此在具體的房地一體化測繪過程中，需要結(jié)合實際情況，對無人機搭載的攝像設(shè)備參數(shù)以及攝像角度進行優(yōu)化調(diào)節(jié)，使其更加滿足房地一體化調(diào)查實際的測繪要求。

4 無人機航空攝影測量在“房地一體”地形測量中的應(yīng)用要點

4.1 像控點的布設(shè)

像控點布設(shè)環(huán)節(jié)對于整體的航空測量技術(shù)應(yīng)用效果具有直接性的影響。是測繪管理加密工作的基礎(chǔ)和前提。因此，在進行房地一體化調(diào)查工作的像控點布設(shè)中，還要對指示點位進行合理性和專業(yè)性設(shè)置，保障其精準(zhǔn)性，此外還要結(jié)合房地一體化測量區(qū)域的實際情況，對像控點目標(biāo)進行精心選擇和設(shè)置，確保其符合測量工作實際需求，只有這樣才能保障測繪技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)化，才能獲得更加精準(zhǔn)、客觀、真實的測量數(shù)據(jù)。一般情況下，平高像控點主要是設(shè)置在多條航線的重合中線的周圍區(qū)域，并利用區(qū)域網(wǎng)布設(shè)的方式在目標(biāo)范圍內(nèi)設(shè)置多個像控點。為了對其進行更好地控制，可以在每一個像控點上設(shè)置一個小木樁作為標(biāo)志，以便進行更加清晰地確認。在房地一體化調(diào)查工作中，其具體的應(yīng)用方法如下：

（1）像控點選刺。在進行選刺時，可以選擇較為顯眼的物體對像控點進行選擇和控制，通常情況下開展房地一體化調(diào)查測量工作中，選擇的刺點要符合以下規(guī)范，如現(xiàn)狀地物交界處，點狀地物中心等，如水渠、街道等的交叉口，還有就是房屋、圍墻拐角等，以便能夠在航空攝像時獲得更加清晰、精準(zhǔn)的像片。

（2）像控點裝飾。一般情況下，在現(xiàn)階段的房地一體化調(diào)查測量工作中，在對像控點布設(shè)過程中，通常需要使用1：2000比例尺對其進行攝像，并獲得正射影像圖。之后還要求對平高點和高程點進行合理的正面整飾，以孔刺為中心繪制圓形圖像，要保障圓形半徑的專業(yè)性和合理性，并利用紅色對平高點進行設(shè)置，利用綠色對高程點進行設(shè)置。利用鉛筆對像片反面進行整飾，并用鉛筆繪制方框，對繪圖進行圈定，在周邊設(shè)置文字說明等。

（3）像控點測量。一般情況下，對像控點進行聯(lián)測需要使用GPS-RTK技術(shù)進行測量，并對其高程進行檢驗，獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，為測量加密奠定基礎(chǔ)。在具體的房地一體化測量時，需要選擇較好的地物點，并設(shè)置點位信息表，獲得相關(guān)的點位像片，為數(shù)據(jù)信息的精度檢查和復(fù)測提供更加詳實的數(shù)據(jù)依據(jù)，其中對每一個像控點進行拍攝測量時，需要獲得多種角度的像片，如中景、遠景、近景等，以便對周邊環(huán)境狀態(tài)進行全方位的反映。

4.2 三角測繪方法應(yīng)用

空中三角測繪主要是以結(jié)合測繪目標(biāo)空中幾何聯(lián)系為基礎(chǔ)，并在像控點專業(yè)化布設(shè)的前提下，對目標(biāo)區(qū)域的高度、外方位要素等進行精準(zhǔn)測繪和攝像，并獲得平面內(nèi)容數(shù)據(jù)信息。在整體工作中，往往使用解析法對三角測繪技術(shù)進行研究分析。其中空中三角測繪技術(shù)的作業(yè)流程如圖1所示。在空中三角測繪技術(shù)應(yīng)用中，主要是使用單獨模型法、光束法、航帶法對其進行建網(wǎng)設(shè)置。在該技術(shù)應(yīng)用中，主要實現(xiàn)了攝影設(shè)備與POS技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，并利用GPS技術(shù)對目標(biāo)區(qū)域進行精準(zhǔn)定位，對無人機不同拍攝角度下的具體參數(shù)和參量進行精準(zhǔn)掌握，并對攝像器材具體部位的相關(guān)參數(shù)進行記錄。在無人機航空攝像中主要包含了6個外方位要素，在進行三角測量時，需要對IMU以及DGPS的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行優(yōu)化處理，從而對其要素進行明確。在具體的應(yīng)用過程中，只需要實現(xiàn)計算機軟件設(shè)備、智能化測定系統(tǒng)等與無人機攝像系統(tǒng)進行有效連接，就可以獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，并對其進行即時性傳輸、計算、處理和分析。在此過程中實現(xiàn)了智能化和自動化操作，不需要人工操作，降低了外界干擾因素的影響。但是在使用航空攝影開展房地一體化調(diào)查工作中，一般需要人員對單腳測繪目標(biāo)的銜接點進行設(shè)置，以便保障測繪技術(shù)的有序性應(yīng)用，并結(jié)合專業(yè)化的科學(xué)理論以及實際的測繪需求，對像控點以及銜接點進行合理調(diào)控和測試，以便保障空中三角測繪技術(shù)的精準(zhǔn)性應(yīng)用。

圖1 房地一體化空中三角測繪作業(yè)流程圖

4.3 信息采集

在使用無人機航空攝影測量技術(shù)開展房地一體化調(diào)查工作過程中，需要對空中三角加密成果、數(shù)字?jǐn)z影測繪技術(shù)等進行融合性應(yīng)用，從而獲得更加精準(zhǔn)、清晰的測繪成果數(shù)據(jù)和圖像，方便房地一體化工作的有效開展，為土地規(guī)劃提供參考。之后利用數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，將獲得的測量數(shù)據(jù)構(gòu)建成立體模型，并利用自動化和一體化的軟件技術(shù)對相關(guān)數(shù)據(jù)形成數(shù)字線劃圖，并制作形成DOM正射影像圖等。在此流程中，要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)對圖層進行專業(yè)化分類和編碼，并通過對攝像資料、數(shù)據(jù)、圖像等的分析、處理和判斷，對模板區(qū)域內(nèi)的特征、屬性、狀態(tài)等進行全面分析。利用整體判讀調(diào)繪方法對采集的室內(nèi)影像進行判斷，然后結(jié)合外業(yè)調(diào)繪作業(yè)，對影像實施補測、注記、高程點補測等，對其進行定性、檢核、調(diào)研工作，繪制清晰的數(shù)字線劃圖，并對其進行整飾。

4.4 成果驗收與精度檢測

對測繪精度進行檢測和驗收是開展無人機航空測量工作的重要環(huán)節(jié)，也是確保房地一體化調(diào)查工作質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。能夠進一步保障測量數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度和清晰度，保障測量數(shù)據(jù)的合理性和專業(yè)性。在具體的檢測過程中，主要是利用地形地物點信息資料以及戶外實測信息成果對測量效果進行檢測，并利用數(shù)字線劃圖、正射影像圖等信息，實現(xiàn)對房地一體地籍調(diào)查工作底圖的繪制。一般情況下，利用立體模型以及外業(yè)調(diào)繪方式對居民地的房屋結(jié)構(gòu)、樓層信息進行檢測，主要的檢測內(nèi)容為標(biāo)記的規(guī)范性、居民地輪廓的顯著性、支線和主次干道劃分是否明確等，然后在此基礎(chǔ)上對檢測獲得的數(shù)據(jù)信息進行成圖處理、編輯分析，并形成正式圖。此外在房地一體化調(diào)查中，在對數(shù)字線劃圖的精度進行驗收檢測時，需要利用RTK技術(shù)實行戶外測繪，并對較為顯眼的地物點進行明確，通常包含街道交叉口、圍墻、房角等。要嚴(yán)格按照國家規(guī)定的精度標(biāo)準(zhǔn)進行檢驗，對測量結(jié)果誤差進行合理控制，對不符合要求標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進行剔除，保障房地一體化調(diào)查數(shù)據(jù)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性，保障航測成果的精準(zhǔn)判定，保障其結(jié)果滿足“合格”標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是要對中誤差、最大誤差、粗差率等數(shù)值進行精準(zhǔn)控制。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對農(nóng)村的發(fā)展越來越重視，尤其是對農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃的合理性和統(tǒng)一性，更加強化了對房地一體化調(diào)查的重視。無人機航空測量技術(shù)在農(nóng)村房地一體化項目中的具體應(yīng)用，改變了以往測量技術(shù)的缺陷，實現(xiàn)了更加精準(zhǔn)、高效、清晰的地形測量，并對測量數(shù)據(jù)進行自動化、智能化處理，構(gòu)建專業(yè)化、直觀化的三維數(shù)據(jù)模型，強化了測量數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化分析，對于提升房地一體地形測繪工作的效率和質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。