無人機攝影測量技術在土地整治項目中的應用探究

張 磊 臨沂市土地整理中心

1 前言

隨著我國科技水平的不斷提高，無人機攝影技術也越來越成熟。與此同時，隨著我國經濟形勢不斷發展，為保障18億畝紅線，土地綜合整治已經在越來越大的范圍內鋪開，土地綜合整治的方法也越來越多樣，其對于國家城鄉經濟發展的重大推動作用越來越突出。對此，文章主要分析了無人機攝影測量在土地綜合整治方面的具體應用。

2 無人機攝影測量技術的優點

2.1 攝影得到的影像分辨率更高

在土地整治項目中使用無人機攝影測量技術，可以充分整合處理取得的影像數據而不會干擾到攝影機的攝取工作。目前，無人機上配備的專業攝像機的圖像分辨率有了較大范圍的提升，在使用無人機進行低空攝影過程中，一些地面上的高層建筑業不會對無人機拍攝獲取影像資料產生負面干擾，可以有效提高數據的準確性。另外，使用無人機進行低空攝影可以在不同角度拍攝建筑物紋路，大大擴展了土地整治項目工作的應用范圍。

2.2 更加簡單的攝影操作

無人機攝影測量技術相較于其他的測繪技術來說，不需要測量人員具備特別高的專業技術水平，因為無人機攝影系統具有容易操控的優點，因此只要熟練掌握操控的人群都可以從事這項工作。另外，在土地整治項目使用無人機攝像技術相較于傳統的人工測繪而言，可以大大降低人工成本以及其他的一些工程支出。而且無人機設備以及系統維護一般具有完善的售后技術服務支持，不具有簡單高效的特點。正是由于無人機操作簡單、售后完善的特點，可以有效降低測繪人員的工作強度，避免了人為因素導致的測量問題。

2.3 有效提高測繪精度

隨著科學技術的不斷進步，無人機裝載的攝像頭性能也在不斷提高，在進行土地整治項目也相應的提高了數據參數精確度。目前，運用無人機攝影測繪技術可以將測量參數精確到亞米級別，完全能滿足正常條件下的測量精度要求。實際上在城市的測繪工作中，絕大部分土地整治項目都需要大幅提升測繪精度，而傳統人工測繪技術經常達不到其所需要的精度要求，通過最新研發的高精度無人機攝影測量技術，可以有效提高城市測繪工作的完成質量。

2.4 測繪工作更安全

在實際工作中，無人機攝影技術對測量人員的安全更有保障，而且測量人員不需要人工測量和人工挑選，使得該技術在應用過程中的安全性大大提高。隨著使用的安全性，這一技術具有非常靈活的特性，并且測量的準確性不受自然因素的限制。在某些應用中，環境和氣候因素在最后測量中沒有誤差。也就是說，即使在山區和平原上，也可以采取該技術。

3 無人機攝影測量技術在土地整治項目中的具體應用

本次以國內某土地整治項目工程為例，為了實現對其竣工地塊實際情況的高精度攝影，將低空無人機作為平臺，利用以近似最近鄰（ANN）匹配算法為基礎的AAgisoftPhotoScan軟件，使航拍攝像的自動拼接有效實現，并進一步使地塊正射影像圖有效生成，通過添加至衛星影像圖當中進行對比分析，所獲取的結果即為本土地整治項目工程所需的航攝影像信息數據資料。總結起來，無人機攝影測量技術在其中應用需掌握的技術要點如下。

3.1 數據采集技術要點

在數據采集過程中，首先需做好相關準備工作，即：基于影像數據采集之前，結合工程項目的有關資料，對測區竣工范圍線與相關地物的分布情況加以掌握，進一步對地塊實行踏勘作業，對拍攝范圍加以掌握，然后對飛行航線進行合理規劃，針對航攝范圍內比較高的地物，比如建筑物及高壓線等，需避開；此外，需擇優選取低風速、光纖良好的氣候環境進行無人機航拍作業。由于此次土地整治項目工程選用的是大疆公司的精靈3A機型作為無人機平臺，構成部分包括：飛行器、云臺相機以及遙控器等；同時，配置了iPad、DJIGSProApp軟件。由于所配置的傳感器具備1200萬像素，且具備低畸變廣角相機及高精度防抖云臺，能夠將1200萬像素的JPEG、無損RAW格式的照片拍攝出來，同時配置了66W·h的高能量密度智能電池與高效率動力系統，最大平飛速度為16m/s，最高續航時間大概為23min。此外，基于無人機起飛之前，經DJIGSPro軟件，對本次飛行航線進行設置，將飛行速度設置為5m/s，飛行高度設置為140m，飛行時間設置為15min，通過相機鏡頭垂直拍攝，達到航向重疊率、旁向重疊率50%；此外，航攝點一共有20個。

3.2 數據處理技術要點

針對通過無人機攝影測量技術獲取的相關數據，需進一步進行處理，具體處理方法如下：（1）將PhotoScan軟件打開，對“添加堆塊”點擊，然后創建新的項目。（2）添加照片之后，使照片對齊。選擇添加無人機飛行拍攝，然后將其中的13張航片挑選出來，對“對齊照片”點擊，然后基于窗口中選取適宜的精度，利用軟件對航片坐標、高程、飛行姿態等相關信息進行讀取；進一步采取多視圖三維重建技術，結合空中三角測量基本原理，使照片自動排列，并實現對齊處理。（3）使密集點云、網格以及紋理生成。對“生成密集點云”、“生成網格”、“生成紋理”進行點擊，然后利用Photo Scan軟件根據相機拍攝的位置，對深度信息組成的密集點云進行計算，然后是相對應的網格三維模型及紋理模型有效生成。（4）進行數字高程模型及數字正攝影像模型的構建。對“構建數字高程模型”、“構建數字正攝影像模型”點擊，選取WGS84坐標系，然后對數據來源、像素等相關參數進行設置。（5）將相關成果輸出。通過上述處理流程，選取適宜的分辨率與需要的投影類型，將需要的數字正射影像模型DOM的tif格式與kmL格式輸出，使數字正射影像模型相關成果有效生成。

3.3 結果分析技術要點

在結果分析過程中，針對正射影像圖的kmL格式文件向Googleearth衛星圖當中添加，與最新影像圖比較，結果顯示由軟件生成的影像圖分辨率比骨骼衛生20級影像圖更高，同時和現有衛星圖基本重合。從中可知，本工程低空無人機航攝及軟件技術處理數據的分辨率、精度均頗高。此外，結合Are?GIS軟件、現有工程圖，能夠對本土地整治工程項目相關水渠、道路、地塊面積涉及的數據的計算，為土地整治規劃、施工、質量監測、驗收等工作提供必要的數據信息支持。

4 結語

綜上所述，無人機攝影測量技術的優勢顯著，可獲取高分辨率及高精度的圖像成果，且自動化程度高、適用范圍廣，可以合理科學地應用到土地整治項目當中，進行土地整治項目相關數據的采集、數據處理以及成果分析，獲取土地整治項目所需數據信息，為土地整治工程項目工作效率及質量的全面提升奠定夯實的基礎。