无人机航摄在地籍测绘中作业策略

赵晓伟（四川省地质环境监测总站，四川成都610213）

无人机航摄在地籍测绘中作业策略

赵晓伟（四川省地质环境监测总站，四川成都610213）

现阶段的低空无人机航摄系统能够快速精确的获取空间数据，其具备多方面的优势，如机动性能较好、成本也不高、快速高效等。已经广泛应用于地理信息数据快速获取以及空间数据库建设等方面。本文针对无人机摄影在地籍测绘中的具体应用进行了研究，分析了无人航摄在地籍测绘中的运用对策，并结合实例讲解了无人机航摄进行地籍测绘作业的过程，结果发现无人机航空拍摄系统能够快速高效地完成地籍测绘任务。

无人机；航空拍摄；地籍测绘

引言

无人机航空摄影测量技术现在已经成为一种基础的地理信息采集方法之一。在微处理机技术和计算机技术快速发展的背景下，无人机航空摄影测量技术也得到了很好的发展，再加上政府部门策略资料应用需求的不断增大，同时对资料所能够涵括信息容量的要求也越来越高［1］。无人机航空摄影测量技术作为一种全新的策略方式，在地籍测绘作业中得到了广泛应用。它构建数字中国以及进行数字城市建设的基础所在［2］。

1　无人机航空摄影测量技术

无人机具备多方面的优势，如成本低、拍摄范围大、机动灵活性好等，无人机的出现很好的解决了影响小面积低空摄影测量的关键问题，且可以高效、快速的获得精度较高的低空影像，使得成果的现实性更加明显。通过无人机来开展地籍航空摄影测量工作，需要开展四个方面主要内容［3］。分别为布并测量设野外像控点、测区影像数据信息的获取、内业空三加密以及数字测图等。这四个步骤当中内业空三加密是最为关键的一个环节，主要对记录影像大地的坐标及其三个角元素文件、加密之后的之后影像、主动记录提取特征点的大地坐标文件、DEM数据、经过精确匹配之后获得的用于空三平差以及相对定向的定向点影像相关坐标文件、相机文件空三精度报告以及照片的外方位元素等进行输出，不管对于何种影像，经过空三加密之后都能够直接导入并实施数字测图。经过对无人机航空摄影测量与全野外数据采集成图方法进行分析比较之后认为，无人机航空摄影测量地地点上面的物体平面位置之间的距离误差符合《地籍调查规程》（TD/T1001-2012）中的有关规定。

2　无人机应用于地籍测绘的可行性分析

由于航空摄影测量已经在地籍测绘中得到了广泛应用。为进一步提升测量效率，有必要在最大限度上发挥无人机的优势。在地籍测绘作业当中无人机遥感系统具备下述多方面的优势：

（1）通过高分辨率多角度影像实施测量。无人机内部装设有精度较高的数码成像装置，这些设备通常具备垂直和倾斜摄影技术能力，其平面影像除了能够通过竖直拍摄获取之外，还可以通过低空飞行的方式，通过多角度的摄影以获取物体多面高分辨率纹理影像，该特征可以很好的处理高层建筑物的遮挡难题。

（2）机动性能较为灵活。该技术具有非常强的灵活性，无人机即便是没有专门的起降场地还是可以正常飞行，另外，升空时间也相对较短，运行成本很低，且操作系统比较便捷。基于这些优势，使得无人机得到了高频率的使用。和有人驾驶的飞机不同之处在于，无人机在飞行时可以根据预先设置好航线来飞行并完成规定的任务，且稳定性较高，使得航线以及拍摄控制精度都获得大幅度提升。通常而言，无人机可以搭载5kg油量，可以在空中持续飞行1600km，飞行时间长达16h以上，但飞行高度只有50～1000m，高度控制精度在10m范围以内，所以，无人机一次可以完成很多的测绘任务。

（3）数据处理费用不高。普通巡逻直升机其价格与无人机飞行平台以及控制系统的总价相比较而言高出数倍。另外，考虑无人机飞行执照也相对比较简单，这在很大程度上缩短了操作人员上岗的时间。无人机的机身材质主要为高强度轻质量碳纤维复合材料，这就决定了维修以及保养方面较为便捷。无人机搭载的影像处理设备其兼容性也很好，在数据处理的时候无需非常高的硬件配置，这就使得真个费用成本都偏低。

3　无人航摄在地籍测绘中的运用对策

3.1航摄中对像片的控制测量

通过航空摄像测量技术对地籍进行测绘时，在像片控制测量方面，目的在于将航摄资料与导航定位信息进行互相结合，再利用地面测量数据与航摄资料进行关系换算，这样使得地籍测绘资料更加真实，必要情况下可以将情况进行反应记录。在进行航摄测量时，根据像片控制点来进行特殊的分布和设置，再结合导航系统实现对测绘地区地籍的全面、准确测量。在针对某些外业控制点进行测量的时候必须要注意定位操作。一般而言，将像控点中外业控制点设置于道路的斑马线或者拐角上，必须要注意，要将其放在有着显著特征或者参照物的位置。

3.2航摄测量中的空中三角测量

在进行航空摄像测量的时候，空中三角测量就是通过航空数码摄像器材对该地区地籍进行有效的测绘，无需人工对航空摄像所拍摄到的数码影像进行设置或者干预，因为它可以根据系统的设置自动的进行有关计算。要想进行空中三角测量，必须要人为的选定连接点.使得能够得到顺利完成。进而完成测量模型的连接以及测量航带的连接等，再针对连接点以及像控点位置实施调试，从而可以实现比例绘制的目的，最终实现对该地形的精确测绘。

3.3航摄测量时立体采编的测量

完成上述测量步骤之后，接下来要对地籍情况测绘时的内业立体信息测量实施统一采编。在通过无人机拍摄测量地籍的时候，必须要保证采集各线状地形结构以及物体线节点数据的精确性，只有这样才可以提高内业立体采集信息的精确性。但是，水涯线和等高线必须要用手绘的方法来进行采集。对于那些无法测量的位置或者部分，必须要做好有关标记，便于以后外业实施测量与采集，进一步保证该地籍特征测量的完整性。

3.4外业补测操作

在通过航摄测量技术对某地区地籍进行测绘时，可能存在部分位置航摄测量无法进行准确测绘，比如某些死角或者非常隐蔽地方，这种情况下要求测绘人员实施外业补测。在进行该工作的时候，为进一步检验航空拍摄测绘结果的精度，一般都是选取一部分测绘结果与测量绘图的结果实施对比。通过比较找到测绘过程中存在的错误并对其进行改正。

4　无人机在实际测绘项目中的应用

4.1项目概况

项目在山区中，属于高原高海拔地区，气候条件以及地理环境均较为特殊，面临的困难主要有：①没有起飞以及降落场地，所以采取了借助弹射架起飞以及伞降回收。②在较短时间内可能发生晴天和阵雨交替的情况。为了更好的抓住航飞时机，必须要在起飞地点准备好，随时准备起飞，降落之后必须迅速对相片进行检查，结合具体情况实施补飞。③山比较高，上空风速非常大，必须要加大旁向以及航向重叠度，防止出现航摄漏洞。在本次试验过程中无人机总共飞行了5次，获得2600多张航片。

4.2航线设计

在已有1∶10000地形图的基础上来划分航摄区域，尽可能确保统一区域高差不超过设计航高的1/6，确保测区之间有一定的重叠度，相片基线长度是390m、航线之间的间隔距离是950m。

4.3影像下载以及质量检查

完成航摄支护在现场下载影像数据，同时根据飞行时记录的曝光点坐标对相片进行重命名，根据航线进行存储，确保影像名与曝光点坐标名能够一一对应，这样方便后期转展曝光点，进行航摄质量检查。对于县城区域影像获取以及制作项目而言，可以通过航摄质量检查软件来对航向、旁向重叠度以及旋偏角等进行检查，同时通过目视来对影像色彩进行判别。

4.4影像畸变差改正

在进行无人机航摄时，采用的主要为数字型相机，其镜头通常会存在一定的误差，该误差的存在使得相机图像出现不同程度上的光线畸变，对图像质量造成很大影响。所以在精确检测时必须对畸变图像实行校正。同时对图片中的噪声点进行消除，通过直线约束方式强化畸变系数可以更好地矫正畸变图像，该措施在现代地籍测绘技术中应用较为广泛。

4.5空三加密

进行无人机航摄时使用的相机为非量测相机，所得照片容易出现光学畸变问题。这对实际景象成像造成影响，这也是处理流程中的关键点。为处理光学畸变问题，有必须对实际景象正后方实施空三加密，这是提高无人机航摄效果的有效措施。

地籍测绘项目当应用的是Pixel Grid系统，该系统结合无人机航空拍摄特点来处理影像并构建对应的模块。完成模块之后就可以结合相对定向需求进行连接，确保航空拍摄过程中无人机能够保持稳定，不致于受其它外部因素的影响而偏离航线。如果无人机发生航摄偏移便会造成地籍测绘出现较多偏移点，为确保航摄效果以及测绘精准度，必须要加强人工干预措施，避免连接时发生任何问题。

5　结束语

地籍测绘中大力推广无人机航摄系统的应用可以促进地籍测绘体系的不断完善，此外也可以加快地籍测绘成果实现数字化的进程。但是，我们必须要清醒地认识到低空无人机航摄系统本身还存在很多不足，如果采取小幅面非量测型相机，那么单幅影像覆盖面积较小，导致正射影像图接缝工作量非常大；飞行姿态稳定性不足，容易遭受天气的影响，尤其是力的影响；空中三角测量工作量非常大，区域网接边误差也相对比较大，直接影响地籍测绘的精度。这些问题都要求我们不断的对技术进行完善和改进。

［1］吴佳熠，贾喻慧.无人机航摄在地籍测绘中作业方法研究［J］.内蒙古煤炭经济，2015（3）：208.

［2］史申超.无人机航测系统在地籍测绘方面的应用研究［D］.山东科技大学，2014.

［3］胡小峰.无人机航摄在地籍测绘中作业方法研究［J］.科研，2015（15）：23.

P231

A

2095-2066（2016）25-0070-02

2016-8-2

赵晓伟（1963-），男，工程师，大学本科，主要从事测绘工作。