无人机倾斜摄影测量技术在城市土地利用动态监管中的实践分析

郭倩倩 夏治学

河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院 河南 信阳 464000

1 无人机倾斜摄影测量技术

无人机摄影利用低空遥感技术拍摄地面。该技术充分利用了无人机这一方便、快捷、机动能力强的飞行平台。它可以很容易地获得普通摄影技术无法拍摄的照片，并且可以很容易地获得高精度的遥感数据。此外，无人机技术与倾斜摄影测量技术的结合也是摄影界的一大壮举。首先，它降低了拍照的难度，更容易拍摄一些高空照片或峡谷照片；二是降低了人力物力成本，提高了照片质量；最后，无人机倾斜摄影测量技术提高了数据的精度，在城市土地利用动态监测过程中发挥了重要作用，为土地测绘行业提供了无与伦比的帮助。随着无人机技术和倾斜摄影测量技术的不断完善，摄影设备的不断更新，越来越适应城市土地利用动态监测对数据分析和处理的要求，对城市土地利用动态监测具有重要意义。未来，城市土地管理局将越来越依赖无人机倾斜摄影测量技术。

斜向摄影测量作为现代科学技术飞速发展时代的产物，在实践中与传统摄影测量有着显著的区别。前者在实践中更具优势，具有广阔的发展前景。在测量方法上，倾斜摄影测量是通过有效获取选定测量区域内每个点的垂直、左右五个方向的图像，生成三维真实模型，研究物体的截面、尺寸、尺度等特征的高新技术。传统的摄影测量技术主要是通过选定测量区域内各点的中心投影图像生成正射影像，对被测物体的性质、尺寸等特征进行分析和研究。在测量技术方面，传统的摄影测量技术应用范围较窄，仅用于生成正射影像和绘制地形分布图。斜交摄影测量的目的不仅是生成正射影像和绘制地形分布图，而且是建立三维真实模型，对被测对象进行全方位的分析和研究。无人机倾斜摄影测量在实践中具有明显的优势。借助先进的定位技术和科技支撑，能够真实反映和分析被测物体的状态，从而建立三维真实模型，研究被测物体的特性和特性。

2 倾斜摄影原理及特点

2.1 倾斜摄影原理 无人机摄影技术的原理是通过多个数码相机在无人机飞行平台上，以垂直或倾斜等不同角度对地面物体进行拍摄。在拍摄过程中，常用的五镜头倾斜摄影系统充分结合无人机平台的GPS/IMU系统获取POS数据和相关图像控制点数据，然后通过相应的软件对数字显示模型、数字正射影像和3D模型进行有效处理。

2.2 无人机倾斜摄影的特点 无人机倾斜摄影技术之所以在测量工程中得到广泛应用，一个重要原因是图像效果更具立体感和真实感，展现了被摄区域最真实的状态。其次，无人机的作战抛弃了传统作战的局限性，除了降低了作战的复杂度外，可控性也得到了很大的提高。无人机可以实现遥感控制，其图像采集时间也较以往有所缩短。因此，无人机倾斜摄影技术具有建立真实三维信息和模型的功能，通过有效的数据支持，提高了测绘的效率和质量。

2.3 倾斜相机的性能要求 在倾斜摄影系统中，镜头的数量和种类很多，不仅是多镜头，而且是单镜头，可以从不同角度获取图像，可以实现单架次作业的广度和深度。一般无人机进行航测时，其像素控制在3500万以上。由于倾斜摄影技术控制一次曝光所获得的图像像素，在测量过程中不能固定单个相机的像素，而是工作时间，电池寿命、曝光功能和图像采集功能可能会受到限制。虽然设备曝光可以获得更好更高的像素，但由于成本的原因，需要对其进行适当的控制。一般情况下，单个镜头的像素应该控制在2000万以上，曝光的像素也应该控制在1亿。另外，为了满足特定条件下的测量需要，摄像机的工作时间应控制在90分钟以上，并应保证能够全天工作。而且，只有具有曝光功能的相机才能完全满足影响重叠的具体要求。

2.4 倾斜摄影测量技术的应用现状

(1)现有的倾斜摄影测量技术的应用范围。由于倾斜摄影测量技术的优势，世界上大多数国家都将其应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税等行业。在我国，这项技术主要应用于国土资源、房产税、人口普查统计、数字城市建设、城市管理、灾害评估、环境监测等领域。许多现代企业也利用这一技术来优化管理和运营，如在建筑工程、三维实景导航、旅游规划等方面。

(2)遇到的挑战。斜交摄影测量的发展时间不长，各方面都不完善，在使用上也存在一定的局限性:一是采集数据后技术影响匹配时，由于斜交摄影测量角度较大，所呈现图像的尺度大小不一致，分辨率不同，在拍摄过程中，由于地面建筑物或树木的遮挡，采集到的数据信息存在很多误差，严重影响了后续图像的三维精度。其次，斜角摄影测量后形成的三维模型能够表达物体的整体，部分物体会丢失或变形。因此，为了建立一个完整的三维模型，有必要对需要显示或表达的缺失部分进行重新测量。在这个时候，通常使用手动拍摄。但后期拍摄的图像与原来的三维造型不同，由于角度或人为因素的影响，图像清晰度不易达标，成本增加。

3 无人机倾斜摄影测量应用于动态监管的优势分析

过去，城市土地管理局获取土地遥感数据的方式单一，只能通过卫星或载人飞机拍摄的遥感照片获取。由于卫星距离地面较远，拍摄的照片大多模糊，部分地面情况也不清楚。因此，土地的用途无法区分。无人机倾斜摄影测量技术的出现弥补了这一不足。无人机携带的倾斜摄像机能清晰地捕捉地面情况，对地面上的各种建筑物一目了然，从而对土地利用有一个清晰详细的了解。在技术方面，无人机倾斜摄影测量技术与传统技术相比具有很大的优势，可以获得实时、高效、准确的数据，降低数据采集成本，保证城市土地利用动态监测的及时性和效率。达到“一石多用”的效果。

4 在动态监管中的实践分析

无人机倾斜摄影测量技术在城市土地利用动态监管中的运用很多，可以让城市土地管理局在对土地使用的管理中快速分别是否合理。具体包括以下土地使用情况的分析:

4.1 区分城市的新建筑是否合理 对于无人机拍摄的遥感照片中的新建建筑物，市国土局应尽快核实是否申请占用城市土地，是否批准土地利用申请。新建筑用地证明合法的，应当及时注记，更新土地利用数据库。如经证明用地不合理，应及时与新建楼盘负责人联系，并对其建设行为进行警示，不符合规定的，尽快办理相应手续。

4.2 确定拆迁区域是否合理 对于无人机拍摄的遥感照片中显示的拆迁区域，市国土局应尽快核实，看其拆迁行为是否得到有关部门的批准。如果证明是合理的，那么城市土地管理局应该对这些地区的未来用地做出一些规划，对被拆迁土地的使用做出合理的规定。

4.3 确定工厂用地的变更是否合理 对于无人机拍摄的遥感照片中显示的厂区用地变更和厂房拆迁，市国土局必须及时与厂长联系，检查相关变更手续是否齐全，核实变更用地的真实用途，工厂是否对原土地造成污染。获得结果后，应更新土地数据库。

4.4 确定土地利用信息的变化 利用无人机拍摄的遥感照片对城市格局进行分析，找出不合理之处。比如商业区的位置，大学城是否应该建设，城区的绿地面积过小，工厂选址是否合理等。在此基础上，大胆规划城市未来格局，有利于城市快速发展。

结束语

倾斜摄影测量技术是现代高新技术发展的产物，而无人机倾斜摄影测量技术是其技术的具体表现形式。无人机倾斜摄影测量技术在许多方面突破了传统的倾斜摄影测量技术，并在此基础上不断创新和发展。通过对被测物体进行多方面、多角度的检测，生成三维真实模型进行分析，测量结果全面、系统，对我国各领域、各行业产生深远影响，具有广阔的发展前景。