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摘 要: 倾斜摄影技术作为一项新型的测量技术,其以高精度、高效率、高便捷等优点,被越来越多地运用于各种测绘工作中。地籍绘制是一种
技术性工作,流程复杂、劳动强度大。在新的情况下,常规的测绘方法已经不能适应对地籍绘制精度的要求,所以将倾斜影像测量技术用于地籍
绘制是可行的。本文对倾斜摄影测量技术进行综述,并对其在地籍测绘中的应用进行了探讨,以期为有关工作实践提供有效的借鉴和指导。
关键词: 倾斜摄影测量技术;地籍测绘;应用策略
引言
地 籍 测 绘 具 体 包 含 土 地 权 属 调 查 和 地 籍 测 量 两 部 分 ,它 是 一 种 能 够 获 得 土 地 及 其 附 属 设 施( 不 动 产 )的 准 确 位 置 、形 状 、面 积 、
数 量 等 信 息 , 并 对 其 权 属 关 系 和 使 用 状 态 进 行 测 定 的 工 作 。 随 着 科 技 的 发 展 和 社 会 产 业 结 构 的 不 断 优 化 , 各 个 行 业 对 地 球 地 籍 信
息 质 量 的 要 求 也 在 不 断 提 高 , 倾 斜 摄 影 测 量 技 术 是 在 遥 感 、 空 间 信 息 技 术 基 础 上 发 展 起 了 的 新 型 测 绘 技 术 , 可 以 满 足 当 前 社 会 发
展 所 要 求 的 高 精 度 、 高 效 率 地 籍 测 绘 要 求 , 也 可 以 建 立 地 籍 档 案 , 实 现 地 籍 信 息 的 综 合 化 、 信 息 化 管 理 。
1 倾斜摄影测量技术
倾 斜 摄 影 测 量 技 术 能 够 对 航 空 器 的 航 高 、 航 速 以 及 航 向 等 参 数 坐 标 进 行 同 步 记 录 , 并 根 据 遥 感 技 术 对 倾 斜 摄 影 图 像 数 据 进 行
分 析 和 整 理 如 图 1 所 示 。 使 用 倾 斜 摄 影 测 量 技 术 , 实 现 了 对 地 面 的 持 续 拍 摄 , 降 低 了 由 于 拍 摄 误 差 所 造 成 的 数 据 测 量 不 准 确 。
1.1 费用低廉
常 规 的 照 相 测 量 技 术 主 要 利 用 在 研 究 区 布 设 照 相 点 的 方 法 ,拍 摄 并 获 取 被 摄 物 体 的 平 面 位 置 、形 状 等 基 本 参 数 。在 该 方 法 中 ,
为 了 得 到 最 多 目 标 的 有 关 信 息 , 必 须 反 复 设 定 多 个 拍 摄 位 置 。 在 这 个 过 程 中 , 要 耗 费 很 多 资 金 , 成 本 较 高 。 而 利 用 倾 斜 摄 影 技 术 ,
可 以 弥 补 常 规 照 相 在 影 像 方 面 的 不 足 , 大 大 降 低 地 籍 调 查 的 费 用 。
1.2 建立高准确度模型
倾 斜 摄 影 测 量 技 术 可 以 对 物 体 的 位 置 、 形 状 、 规 模 、 性 质 、 立 体 面 、 纵 横 截 面 等 数
据 进 行 全 方 位 的 采 集 , 并 将 其 输 出 为 各 种 数 据 结 果 , 从 而 产 生 三 维 实 景 模 型 , 大 大 提 高
所 摄 结 果 的 精 度 。
1.3 效果显著
倾 斜 摄 影 测 量 技 术 是 一 种 将 遥 感 技 术 、信 息 技 术 以 及 空 间 技 术 有 机 结 合 起 来 的 技 术 ,
它 利 用 无 人 机 搭 载 的 传 感 器 高 效 地 采 集 图 像 数 据 , 并 借 助 遥 感 技 术 实 现 3 D 模 型 的 自 动 构
建 。 总 体 来 说 , 该 技 术 在 地 籍 测 绘 方 面 的 效 率 比 常 规 测 量 技 术 高 出 一 倍 多 。
2 无人机倾斜摄影测量关键步骤
2.1 原始数据信息的获取
在 地 籍 调 查 中 , 资 料 是 确 定 各 种 类 型 的 地 籍 图 斑 的 重 要 依 据 。 为 了 改 善 资 料 获 取 的
品 质 , 根 据 工 作 经 验 , 制 定 了 以 下 工 作 程 序 。
( 1 ) 在 制 定 航 空 飞 行 方 案 时 , 应 根 据 地 图 上 的 地 形 特 征 , 对 子 区 进 行 分 区 并 选 取 晴 朗 、 无 风 或 有 风 的 时 段 进 行 图 像 采 集 。
( 2 ) 在 采 集 图 像 资 料 时 , 必 须 严 格 遵 守 航 线 交 叠 、 侧 边 交 叠 等 技 术 要 求 。
( 3 ) 采 集 图 像 资 料 后 , 每 日 检 查 图 像 资 料 的 品 质 , 保 证 所 采 集 图 像 资 料 的 品 质 达 到 要 求 的 准 确 率 。 若 图 像 资 料 有 较 多 的 “ 留
白 ” , 则 需 再 次 采 集 ;
( 4 ) 基 于 位 置 定 位 系 统 ( P o s i t i o n - P o s i t i o n i n g S y s t e m , P O S ) 的 数 据 , 对 图 像 进 行 预 处 理 , 并 以 此 为 依 据 , 进 行 下 一 步
工 作 [ 1 ]。
2.2 控制测量
在 地 籍 测 绘 工 作 中 , 需 要 对 工 地 调 查 数 据 进 行 详 细 的 分 析 。 在 具 体 的 测 量 工 作 中 , 通 常 根 据 控 制 点 的 功 能 将 其 划 分 为 第 一 层
和 第 二 层 。 在 此 基 础 上 , 基 于 C O R S 系 统 的 单 站 R T K ( 实 时 差 分 定 位 ) 模 式 , 并 将 工 地 调 查 数 据 与 倾 斜 摄 影 测 量 得 到 的 稠 密 点 云 数
据 进 行 比 较 和 修 正 , 从 而 得 到 相 应 的 3 D 坐 标 。 在 进 行 第 一 级 控 制 测 量 时 , 需 要 关 注 的 问 题 如 下 。
( 1 )作 为 地 籍 测 量 的 基 本 部 分 ,控 制 点 数 目 比 较 小 ,为 了 降 低 测 量 费 用 并 保 证 测 量 的 准 确 性 ,可 以 使 用 诸 如 三 角 高 程 测 量 、
水 准 测 量 等 常 规 测 量 手 段 。
( 2 ) 为 了 保 证 第 一 次 控 制 量 的 准 确 性 , 必 须 保 证 第 一 次 控 制 量 测 网 络 中 最 薄 弱 的 一 个 高 程 的 误 差 的 相 对 起 始 值 为 ± 2 0 m m 。
( 3 ) 第 一 级 控 制 测 量 对 保 证 地 籍 调 查 的 准 确 性 具 有 很 大 的 作 用 , 它 的 工 作 程 序 要 按 有 关 标 准 和 规 程 执 行 。 图 根 法 直 接 关 系 到
每 一 幅 地 籍 数 据 的 准 确 性 , 也 是 对 无 人 机 倾 斜 摄 影 数 据 进 行 准 确 分 析 和 修 正 的 重 要 手 段 。 所 以 , 应 利 用 C O R S 的 优 势 , 通 过 R T K
技 术 测 量 被 测 地 区 的 地 形 地 貌 , 并 将 其 和 由 图 像 资 料 所 得 到 的 稠 密 点 云 资 料 所 得 到 的 3 D 坐 标 相 比 较 [ 2 ]。
在 进 行 土 方 量 测 时 , 应 该 注 意 下 列 问 题 。
( 1 ) 采 用 R T K 进 行 地 形 图 绘 制 时 , 必 须 保 证 每 个 地 形 图 与 邻 近 地 形 图 中 的 一 个 地 形 图 完 全 一 致 。
( 2 ) 为 了 提 高 地 形 图 的 测 定 准 确 度 , 每 个 地 形 图 必 须 由 两 个 或 更 多 的 单 独 的 观 察 资 料 构 成 , 并 且 各 观 察 资 料 间 的 平 面 位 置 偏
无人机倾斜摄影测量在城镇地籍测绘中的应用
白 翔 / 贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司 贵州贵阳 550002
摘 要: 倾斜摄影技术作为一项新型的测量技术,其以高精度、高效率、高便捷等优点,被越来越多地运用于各种测绘工作中。地籍绘制是一种
技术性工作,流程复杂、劳动强度大。在新的情况下,常规的测绘方法已经不能适应对地籍绘制精度的要求,所以将倾斜影像测量技术用于地籍
绘制是可行的。本文对倾斜摄影测量技术进行综述,并对其在地籍测绘中的应用进行了探讨,以期为有关工作实践提供有效的借鉴和指导。
关键词: 倾斜摄影测量技术;地籍测绘;应用策略
图 1 倾斜摄影测量技术
8 | CHINA HOUSING FACILITIES
住宅产业化
差 必 须 ≤ 3 0 m m , 而 高 程 位 置 偏 差 必 须 ≤ 5 0 m m 。
( 3 ) 如 果 在 测 图 时 , 接 收 不 到 C O R S 系 统 的 数 据 , 可 以 采 用 全 站 仪 测 图 进 行 测 图 。 测 图 时 所 测 得 的 横 向 长 度 , 其 相 对 偏 差 必
须 低 于 1 / 3 0 0 0 。
( 4 ) 为 了 保 证 测 点 的 准 确 度 , 应 在 施 工 过 程 中 按 标 准 进 行 施 工 。 除 此 之 外 , 在 图 根 控 制 测 量 中 , 图 根 导 线 测 量 也 是 一 个 非 常
关 键 的 部 分 , 应 该 要 特 别 关 注 下 列 问 题 : ① 图 根 导 线 测 量 的 起 算 点 通 常 是 二 级 以 上 的 R T K 点 、 G P S 点 或 者 导 线 点 ; ② 利 用 全 站 仪
进 行 邻 近 R T K 图 根 的 测 定 时 , 在 没 有 进 行 高 斯 射 影 校 正 的 情 况 下 , 其 边 长 的 相 对 偏 差 必 须 低 于 1 / 6 0 0 0 [ 3 ]。
2.3 界址点测量
在 土 地 调 查 中 ,边 界 点 的 测 定 是 一 项 非 常 关 键 的 工 作 ,边 界 点 的 测 定 关 系 到 土 地 调 查 结 果 的 准 确 性 。界 址 点 的 测 绘 方 法 有 两 种 。
最 常 见 的 是 图 形 法 , 即 利 用 全 站 仪 、 钢 尺 等 测 量 手 段 , 对 界 址 点 进 行 标 记 , 绘 制 宗 地 草 图 , 对 界 址 点 位 进 行 描 述 , 并 对 产 权 边 界
方 向 进 行 解 释 , 从 而 获 得 界 址 点 的 立 体 坐 标 以 及 界 址 点 与 邻 近 界 址 点 间 的 距 离 。 分 析 规 则 指 的 是 在 经 过 航 空 三 角 形 加 密 后 所 产 生
的 正 射 影 像 图 、 数 字 化 的 地 籍 图 、 地 形 图 或 用 地 利 用 现 状 图 上 表 达 的 边 界 点 。 在 地 籍 测 量 过 程 中 , 对 界 址 点 的 测 量 是 以 倾 斜 摄 影
测 量 得 到 的 图 像 资 料 作 为 底 图 , 采 用 实 验 室 识 别 图 斑 的 方 法 决 定 每 一 张 地 籍 图 斑 的 界 线 、 界 址 点 等 ; 然 后 用 外 业 的 方 法 对 图 斑 的
精 度 进 行 检 验 。 在 C O R S 技 术 支 持 下 , 利 用 R T K 与 G P S 相 结 合 的 方 法 , 对 界 址 点 进 行 校 核 。 因 为 界 址 点 的 测 量 精 度 是 对 地 籍 测 量
精 度 产 生 直 接 影 响 的 最 重 要 的 直 接 参 数 , 所 以 对 界 址 点 的 测 量 精 度 有 较 高 的 要 求 , 其 一 级 精 度 必 须 满 足 允 许 误 差 为 ± 1 0 . 0 c m ,
二 级 精 度 的 允 许 误 差 为 ± 1 5 . 0 c m , 三 级 精 度 的 允 许 误 差 为 ± 2 0 . 0 c m 。 通 过 对 研 究 区 内 的 各 种 地 籍 测 量 中 的 界 址 点 精 度 的 统 计 和
分 析 , 在 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 过 程 中 , 识 别 出 的 界 址 点 的 一 级 精 度 误 差 为 ± 7 . 6 c m , 二 级 精 度 误 差 为 ± 9 . 2 c m , 三 级 精 度 误 差 为
± 1 1 . 3 c m , 满 足 相 应 的 技 术 精 度 需 求 。 上 述 结 果 表 明 , 利 用 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 技 术 进 行 地 籍 测 量 的 方 法 是 合 理 的 , 其 测 量 结 果
是 可 信 的 [ 4 ]。
2.4 地籍图测绘
土 地 测 绘 是 土 地 调 查 的 终 极 形 态 。地 籍 图 测 绘 指 基 于 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 获 取 的 图 像 数 据 ,以 室 内 识 别 图 斑 、界 线 点 等 的 方 式 ,
制 作 地 籍 地 理 底 图 , 并 以 C O R S 为 基 础 , 利 用 R T K 、 G P S 等 测 量 技 术 , 对 图 根 点 进 行 核 查 及 控 制 测 量 , 为 倾 斜 摄 影 测 量 精 度 分 析 及
修 正 提 供 基 本 依 据 。 在 进 行 地 籍 核 实 时 , 一 般 采 用 C O R S 或 R T K 进 行 测 绘 , 对 于 不 满 足 这 类 基 础 测 绘 要 求 的 地 区 , 通 常 使 用 全 站
仪 测 图 。 在 进 行 地 籍 图 测 量 时 , 为 了 保 证 准 确 性 , 需 要 注 意 的 问 题 如 下 : ① 如 果 在 界 址 点 的 测 量 中 采 用 了 分 析 方 法 , 那 么 邻 近 控
制 点 的 平 面 中 偏 差 应 为 ± 0 . 3 m m , 而 限 差 则 是 中 偏 差 的 2 倍 ; ② 在 进 行 边 界 勘 测 时 , 如 果 采 用 绘 图 方 法 , 则 其 邻 近 边 界 的 平 面 中
间 偏 差 为 ± 0 . 6 m m , 极 限 偏 差 为 中 间 偏 差 的 2 倍 , 山 地 适 当 放 松 到 1 . 5 倍 [ 5 ]。
2.5 测量精度对比
通 过 对 由 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 获 得 的 图 像 资 料 确 定 的 地 籍 界 线 和 界 址 点 的 准 确 性 进 行 分 析 , 并 与 第 一 级 控 制 测 量 、 图 根 控 制
测 量 等 结 果 相 结 合 , 检 验 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 的 准 确 性 。 其 中 , 用 无 人 机 倾 斜 摄 影 法 获 得 的 坐 标 主 要 有 以 下 几 种 方 式 : ① 对 图 像
资 料 进 行 空 域 三 角 形 加 密 , 得 到 对 应 的 正 射 图 像 ; ② 正 向 成 像 地 图 中 的 地 理 斑 点 的 辨 识 ; ③ 从 产 生 的 地 籍 边 界 中 , 读 出 其 3 维 空
间 坐 标 ; ④ 针 对 第 一 个 控 制 测 量 点 、 图 根 控 制 测 量 点 等 , 利 用 图 像 资 料 建 立 稠 密 的 点 云 , 然 后 计 算 图 根 周 围 点 云 中 的 3 个 点 的 3
个 平 均 坐 标 值 。 在 对 无 人 机 倾 斜 摄 影 技 术 的 准 确 度 进 行 研 究 时 , 从 其 中 选 取 了 若 干 个 坐 标 资 料 进 行 比 较 。 结 果 显 示 , 利 用 无 人 机
倾 斜 摄 影 法 获 得 的 数 据 与 R T K 法 获 得 的 数 据 相 吻 合 , 其 x 偏 差 范 围 为 - 0 . 1 4 - 0 . 3 6 c m , y 偏 差 范 围 为 - 0 . 5 1 - 0 . 2 1 c m , 高 度 偏 差
范 围 为 - 0 . 8 8 - 0 . 5 1 c m ,以 及 平 面 偏 差 范 围 为 0 . 1 1 - 0 . 5 9 c m ,表 明 利 用 无 人 机 倾 斜 摄 影 法 获 得 的 地 籍 数 据 的 准 确 性 符 合 技 术 标 准 。
点 位 误 差 统 计 见 表 1 。
表 1 点位误差统计表
3 案例分析
3.1 测区概况
测 区 设 在 广 西 一 个 村 庄 , 占 地 0 . 7 2 k m 2, 按 照 1 ∶ 5 0 0 的 高 精 度 地 籍 测 量 标 准 进 行 制 图 。 测 区 地 形 地 貌 较 为 平 缓 , 地 形 地 貌
以 民 居 、 为 主 , 道 路 、 耕 地 、 水 域 为 辅 。 民 居 布 局 整 齐 , 没 有 高 层 建 筑 , 这 为 利 用 无 人 机 倾 斜 摄 影 技 术 进 行 图 像 采 集 提 供 了 方 便
的 条 件 。
3.2 仪器及软件
外 业 资 料 的 收 集 以 无 人 机 倾 斜 摄 影 及 R T K 数 据 的 接 收 为 重 点 。 其 中 , 以 大 疆 M 6 0 0 - P r o 型 多 旋 翼 式 无 人 机 为 实 验 平 台 , 并 以
两 款 基 于 S o n y 和 A 7 R I I 的 倾 斜 摄 影 数 字 摄 像 为 核 心 , 实 现 了 无 人 机 倾 斜 摄 影 与 测 量 。 利 用 S m a r t 3 D 和 D P - M a p p e r 两 种 设 计 方 法
2023.09 |
对 工 程 进 行 了 现 场 编 制 。 其 中 , 利 用 S m a r t 3 D 进 行 3 D 建 模 , 利 用 D P - M a p p e r 进 行 内 业 地 图 绘 制 。 上 述 方 法 能 够 快 速 完 成 地 形 和
地 籍 信 息 的 采 集 。
3.3 数据采集
3 . 3 . 1 像 控 点 测 量
像 控 点 的 测 量 品 质 将 对 后 续 的 立 体 建 模 及 编 制 图 纸 的 准 确 性 有 很 大 影 响 。 所 以 , 在 对 像 控 点 进 行 数 据 采 集 时 , 要 做 好 像 控 点
布 设 方 案 确 定 、 像 控 点 R T K 测 量 和 随 后 的 点 位 照 片 保 存 工 作 。 成 像 控 制 点 位 的 选 择 要 根 据 测 区 实 际 条 件 确 定 , 应 选 择 无 障 碍 物 、
便 于 R T K 测 量 和 辨 识 的 开 阔 地 带 , 利 用 涂 料 对 成 像 控 制 点 位 进 行 喷 涂 , 做 成 “ + ” 或 “ L ” 形 的 测 距 标 记 , 为 以 后 的 内 业 图 像 解
译 提 供 依 据 。 采 用 对 中 棒 进 行 像 控 点 R T K 测 量 时 , 要 关 注 对 中 棒 的 空 位 是 否 对 齐 , 以 及 卫 星 信 号 源 数 量 是 否 准 确 , 在 满 足 测 量
准 确 性 的 前 提 下 , 做 好 测 量 工 作 。 对 相 同 的 像 控 点 进 行 3 次 测 量 , 并 将 平 均 值 作 为 最 后 的 测 量 结 果 , 以 保 证 像 控 点 的 平 面 精 度 为
± 3 c m 。 根 据 对 像 控 点 的 精 确 定 位 , 对 测 区 进 行 了 7 8 个 R T K 像 控 点 的 检 测 。 在 此 次 土 地 勘 测 中 , 采 用 了 一 种 比 较 平 均 的 1 0 % 的
像 控 点 测 量 结 果 , 用 其 检 测 土 地 勘 测 结 果 的 准 确 性 。
3 . 3 . 2 影 像 数 据 采 集
根 据 1 ∶ 5 0 0 比 例 尺 测 图 的 标 准 , 并 根 据 测 区 的 具 体 条 件 , 制 定 了 一 条 路 线 , 将 图 像 分 辨 率 设 定 为 2 c m , 航 高 设 定 为 8 0 m ,
侧 向 重 叠 度 设 定 为 7 5 % , 航 向 重 叠 度 设 定 为 8 0 % 。 在 无 人 机 飞 行 过 程 中 , 由 于 天 气 状 况 良 好 , 图 像 资 料 可 靠 。 本 次 野 外 观 测 工 作
严 格 遵 循 技 术 方 案 ,完 成 了 坡 度 测 量 资 料 的 采 集 。从 内 业 输 出 的 资 料 品 质 上 看 ,所 有 照 片 均 非 常 清 楚 ,没 有 出 现 任 何 的 扭 曲 和 变 形 ,
内 业 后 期 制 图 的 要 求 。
3.4 精度检测与评定
使 用 全 站 仪 对 1 5 个 房 角 点 进 行 了 采 集 ,并 将 结 果 与 地 籍 图 上 相 应 的 坐 标 相 比 较 ,得 出 了 每 个 检 测 点 在 X 方 向 和 Y 方 向 上 的 残 差 ,
以 m 为 单 位 。横 轴 表 示 检 测 点 数 ,纵 轴 表 示 残 差 值 的 绝 对 值 。使 用 高 精 度 中 误 差 计 算 公 式 ,对 1 5 个 检 测 点 的 中 误 差 进 行 了 计 算 ,
最 终 得 出 本 次 实 验 的 检 测 点 的 平 面 中 误 差 为 0 . 0 4 4 m , 能 够 满 足 地 籍 一 级 精 度 的 需 求 上 述 结 果 表 明 , 本 文 提 出 的 方 法 可 被 用 于 地 籍
图 的 采 集 。
结语
本 文 介 绍 了 在 倾 斜 摄 影 基 础 上 建 立 模 型 的 过 程 ; 通 过 一 个 具 体 的 工 程 实 例 , 阐 述 了 建 模 过 程 中 的 一 些 重 要 步 骤 ; 通 过 使 用 全
站 仪 收 集 检 测 点 , 对 所 制 作 的 地 籍 图 的 准 确 性 进 行 了 检 验 和 评 价 。 本 文 结 果 表 明 , 在 倾 斜 摄 影 基 础 上 能 够 实 现 地 籍 图 的 绘 制 , 该
方 法 是 一 种 切 实 可 行 的 方 法 , 能 够 给 相 关 工 作 提 供 很 好 的 参 考 。
参考文献
[1] 赵永辉 , 韩文友 , 谢松涛 , 等 . 无人机倾斜摄影测量在城镇地籍测绘中的应用 [J]. 城市勘测 ,2023(1):172-177.
[2] 魏光勇 . 无人机倾斜摄影测量在地籍测绘项目中的应用 [J]. 科学技术创新 ,2021(17):27-28.
[3] 徐江华 , 丁凌 . 浅谈无人机倾斜摄影测量在地籍测绘中的应用 [C]// 江苏省测绘地理信息学会 . 江苏省测绘地理信息学会 2020 年学术年
会论文集 .2020:88-90.
[4] 余其洋 . 无人机摄影测量技术在城镇地籍测绘中的应用 [J]. 造纸装备及料 ,2020,49(3):125.
[5] 郝斌 . 无人机摄影测量技术在城镇地籍测绘中的应用 [J]. 华北自然资源 ,2019(1):79-81.
技术性工作,流程复杂、劳动强度大。在新的情况下,常规的测绘方法已经不能适应对地籍绘制精度的要求,所以将倾斜影像测量技术用于地籍
绘制是可行的。本文对倾斜摄影测量技术进行综述,并对其在地籍测绘中的应用进行了探讨,以期为有关工作实践提供有效的借鉴和指导。
关键词: 倾斜摄影测量技术;地籍测绘;应用策略
引言
地 籍 测 绘 具 体 包 含 土 地 权 属 调 查 和 地 籍 测 量 两 部 分 ,它 是 一 种 能 够 获 得 土 地 及 其 附 属 设 施( 不 动 产 )的 准 确 位 置 、形 状 、面 积 、
数 量 等 信 息 , 并 对 其 权 属 关 系 和 使 用 状 态 进 行 测 定 的 工 作 。 随 着 科 技 的 发 展 和 社 会 产 业 结 构 的 不 断 优 化 , 各 个 行 业 对 地 球 地 籍 信
息 质 量 的 要 求 也 在 不 断 提 高 , 倾 斜 摄 影 测 量 技 术 是 在 遥 感 、 空 间 信 息 技 术 基 础 上 发 展 起 了 的 新 型 测 绘 技 术 , 可 以 满 足 当 前 社 会 发
展 所 要 求 的 高 精 度 、 高 效 率 地 籍 测 绘 要 求 , 也 可 以 建 立 地 籍 档 案 , 实 现 地 籍 信 息 的 综 合 化 、 信 息 化 管 理 。
1 倾斜摄影测量技术
倾 斜 摄 影 测 量 技 术 能 够 对 航 空 器 的 航 高 、 航 速 以 及 航 向 等 参 数 坐 标 进 行 同 步 记 录 , 并 根 据 遥 感 技 术 对 倾 斜 摄 影 图 像 数 据 进 行
分 析 和 整 理 如 图 1 所 示 。 使 用 倾 斜 摄 影 测 量 技 术 , 实 现 了 对 地 面 的 持 续 拍 摄 , 降 低 了 由 于 拍 摄 误 差 所 造 成 的 数 据 测 量 不 准 确 。
1.1 费用低廉
常 规 的 照 相 测 量 技 术 主 要 利 用 在 研 究 区 布 设 照 相 点 的 方 法 ,拍 摄 并 获 取 被 摄 物 体 的 平 面 位 置 、形 状 等 基 本 参 数 。在 该 方 法 中 ,
为 了 得 到 最 多 目 标 的 有 关 信 息 , 必 须 反 复 设 定 多 个 拍 摄 位 置 。 在 这 个 过 程 中 , 要 耗 费 很 多 资 金 , 成 本 较 高 。 而 利 用 倾 斜 摄 影 技 术 ,
可 以 弥 补 常 规 照 相 在 影 像 方 面 的 不 足 , 大 大 降 低 地 籍 调 查 的 费 用 。
1.2 建立高准确度模型
倾 斜 摄 影 测 量 技 术 可 以 对 物 体 的 位 置 、 形 状 、 规 模 、 性 质 、 立 体 面 、 纵 横 截 面 等 数
据 进 行 全 方 位 的 采 集 , 并 将 其 输 出 为 各 种 数 据 结 果 , 从 而 产 生 三 维 实 景 模 型 , 大 大 提 高
所 摄 结 果 的 精 度 。
1.3 效果显著
倾 斜 摄 影 测 量 技 术 是 一 种 将 遥 感 技 术 、信 息 技 术 以 及 空 间 技 术 有 机 结 合 起 来 的 技 术 ,
它 利 用 无 人 机 搭 载 的 传 感 器 高 效 地 采 集 图 像 数 据 , 并 借 助 遥 感 技 术 实 现 3 D 模 型 的 自 动 构
建 。 总 体 来 说 , 该 技 术 在 地 籍 测 绘 方 面 的 效 率 比 常 规 测 量 技 术 高 出 一 倍 多 。
2 无人机倾斜摄影测量关键步骤
2.1 原始数据信息的获取
在 地 籍 调 查 中 , 资 料 是 确 定 各 种 类 型 的 地 籍 图 斑 的 重 要 依 据 。 为 了 改 善 资 料 获 取 的
品 质 , 根 据 工 作 经 验 , 制 定 了 以 下 工 作 程 序 。
( 1 ) 在 制 定 航 空 飞 行 方 案 时 , 应 根 据 地 图 上 的 地 形 特 征 , 对 子 区 进 行 分 区 并 选 取 晴 朗 、 无 风 或 有 风 的 时 段 进 行 图 像 采 集 。
( 2 ) 在 采 集 图 像 资 料 时 , 必 须 严 格 遵 守 航 线 交 叠 、 侧 边 交 叠 等 技 术 要 求 。
( 3 ) 采 集 图 像 资 料 后 , 每 日 检 查 图 像 资 料 的 品 质 , 保 证 所 采 集 图 像 资 料 的 品 质 达 到 要 求 的 准 确 率 。 若 图 像 资 料 有 较 多 的 “ 留
白 ” , 则 需 再 次 采 集 ;
( 4 ) 基 于 位 置 定 位 系 统 ( P o s i t i o n - P o s i t i o n i n g S y s t e m , P O S ) 的 数 据 , 对 图 像 进 行 预 处 理 , 并 以 此 为 依 据 , 进 行 下 一 步
工 作 [ 1 ]。
2.2 控制测量
在 地 籍 测 绘 工 作 中 , 需 要 对 工 地 调 查 数 据 进 行 详 细 的 分 析 。 在 具 体 的 测 量 工 作 中 , 通 常 根 据 控 制 点 的 功 能 将 其 划 分 为 第 一 层
和 第 二 层 。 在 此 基 础 上 , 基 于 C O R S 系 统 的 单 站 R T K ( 实 时 差 分 定 位 ) 模 式 , 并 将 工 地 调 查 数 据 与 倾 斜 摄 影 测 量 得 到 的 稠 密 点 云 数
据 进 行 比 较 和 修 正 , 从 而 得 到 相 应 的 3 D 坐 标 。 在 进 行 第 一 级 控 制 测 量 时 , 需 要 关 注 的 问 题 如 下 。
( 1 )作 为 地 籍 测 量 的 基 本 部 分 ,控 制 点 数 目 比 较 小 ,为 了 降 低 测 量 费 用 并 保 证 测 量 的 准 确 性 ,可 以 使 用 诸 如 三 角 高 程 测 量 、
水 准 测 量 等 常 规 测 量 手 段 。
( 2 ) 为 了 保 证 第 一 次 控 制 量 的 准 确 性 , 必 须 保 证 第 一 次 控 制 量 测 网 络 中 最 薄 弱 的 一 个 高 程 的 误 差 的 相 对 起 始 值 为 ± 2 0 m m 。
( 3 ) 第 一 级 控 制 测 量 对 保 证 地 籍 调 查 的 准 确 性 具 有 很 大 的 作 用 , 它 的 工 作 程 序 要 按 有 关 标 准 和 规 程 执 行 。 图 根 法 直 接 关 系 到
每 一 幅 地 籍 数 据 的 准 确 性 , 也 是 对 无 人 机 倾 斜 摄 影 数 据 进 行 准 确 分 析 和 修 正 的 重 要 手 段 。 所 以 , 应 利 用 C O R S 的 优 势 , 通 过 R T K
技 术 测 量 被 测 地 区 的 地 形 地 貌 , 并 将 其 和 由 图 像 资 料 所 得 到 的 稠 密 点 云 资 料 所 得 到 的 3 D 坐 标 相 比 较 [ 2 ]。
在 进 行 土 方 量 测 时 , 应 该 注 意 下 列 问 题 。
( 1 ) 采 用 R T K 进 行 地 形 图 绘 制 时 , 必 须 保 证 每 个 地 形 图 与 邻 近 地 形 图 中 的 一 个 地 形 图 完 全 一 致 。
( 2 ) 为 了 提 高 地 形 图 的 测 定 准 确 度 , 每 个 地 形 图 必 须 由 两 个 或 更 多 的 单 独 的 观 察 资 料 构 成 , 并 且 各 观 察 资 料 间 的 平 面 位 置 偏
无人机倾斜摄影测量在城镇地籍测绘中的应用
白 翔 / 贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司 贵州贵阳 550002
摘 要: 倾斜摄影技术作为一项新型的测量技术,其以高精度、高效率、高便捷等优点,被越来越多地运用于各种测绘工作中。地籍绘制是一种
技术性工作,流程复杂、劳动强度大。在新的情况下,常规的测绘方法已经不能适应对地籍绘制精度的要求,所以将倾斜影像测量技术用于地籍
绘制是可行的。本文对倾斜摄影测量技术进行综述,并对其在地籍测绘中的应用进行了探讨,以期为有关工作实践提供有效的借鉴和指导。
关键词: 倾斜摄影测量技术;地籍测绘;应用策略
图 1 倾斜摄影测量技术
8 | CHINA HOUSING FACILITIES
住宅产业化
差 必 须 ≤ 3 0 m m , 而 高 程 位 置 偏 差 必 须 ≤ 5 0 m m 。
( 3 ) 如 果 在 测 图 时 , 接 收 不 到 C O R S 系 统 的 数 据 , 可 以 采 用 全 站 仪 测 图 进 行 测 图 。 测 图 时 所 测 得 的 横 向 长 度 , 其 相 对 偏 差 必
须 低 于 1 / 3 0 0 0 。
( 4 ) 为 了 保 证 测 点 的 准 确 度 , 应 在 施 工 过 程 中 按 标 准 进 行 施 工 。 除 此 之 外 , 在 图 根 控 制 测 量 中 , 图 根 导 线 测 量 也 是 一 个 非 常
关 键 的 部 分 , 应 该 要 特 别 关 注 下 列 问 题 : ① 图 根 导 线 测 量 的 起 算 点 通 常 是 二 级 以 上 的 R T K 点 、 G P S 点 或 者 导 线 点 ; ② 利 用 全 站 仪
进 行 邻 近 R T K 图 根 的 测 定 时 , 在 没 有 进 行 高 斯 射 影 校 正 的 情 况 下 , 其 边 长 的 相 对 偏 差 必 须 低 于 1 / 6 0 0 0 [ 3 ]。
2.3 界址点测量
在 土 地 调 查 中 ,边 界 点 的 测 定 是 一 项 非 常 关 键 的 工 作 ,边 界 点 的 测 定 关 系 到 土 地 调 查 结 果 的 准 确 性 。界 址 点 的 测 绘 方 法 有 两 种 。
最 常 见 的 是 图 形 法 , 即 利 用 全 站 仪 、 钢 尺 等 测 量 手 段 , 对 界 址 点 进 行 标 记 , 绘 制 宗 地 草 图 , 对 界 址 点 位 进 行 描 述 , 并 对 产 权 边 界
方 向 进 行 解 释 , 从 而 获 得 界 址 点 的 立 体 坐 标 以 及 界 址 点 与 邻 近 界 址 点 间 的 距 离 。 分 析 规 则 指 的 是 在 经 过 航 空 三 角 形 加 密 后 所 产 生
的 正 射 影 像 图 、 数 字 化 的 地 籍 图 、 地 形 图 或 用 地 利 用 现 状 图 上 表 达 的 边 界 点 。 在 地 籍 测 量 过 程 中 , 对 界 址 点 的 测 量 是 以 倾 斜 摄 影
测 量 得 到 的 图 像 资 料 作 为 底 图 , 采 用 实 验 室 识 别 图 斑 的 方 法 决 定 每 一 张 地 籍 图 斑 的 界 线 、 界 址 点 等 ; 然 后 用 外 业 的 方 法 对 图 斑 的
精 度 进 行 检 验 。 在 C O R S 技 术 支 持 下 , 利 用 R T K 与 G P S 相 结 合 的 方 法 , 对 界 址 点 进 行 校 核 。 因 为 界 址 点 的 测 量 精 度 是 对 地 籍 测 量
精 度 产 生 直 接 影 响 的 最 重 要 的 直 接 参 数 , 所 以 对 界 址 点 的 测 量 精 度 有 较 高 的 要 求 , 其 一 级 精 度 必 须 满 足 允 许 误 差 为 ± 1 0 . 0 c m ,
二 级 精 度 的 允 许 误 差 为 ± 1 5 . 0 c m , 三 级 精 度 的 允 许 误 差 为 ± 2 0 . 0 c m 。 通 过 对 研 究 区 内 的 各 种 地 籍 测 量 中 的 界 址 点 精 度 的 统 计 和
分 析 , 在 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 过 程 中 , 识 别 出 的 界 址 点 的 一 级 精 度 误 差 为 ± 7 . 6 c m , 二 级 精 度 误 差 为 ± 9 . 2 c m , 三 级 精 度 误 差 为
± 1 1 . 3 c m , 满 足 相 应 的 技 术 精 度 需 求 。 上 述 结 果 表 明 , 利 用 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 技 术 进 行 地 籍 测 量 的 方 法 是 合 理 的 , 其 测 量 结 果
是 可 信 的 [ 4 ]。
2.4 地籍图测绘
土 地 测 绘 是 土 地 调 查 的 终 极 形 态 。地 籍 图 测 绘 指 基 于 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 获 取 的 图 像 数 据 ,以 室 内 识 别 图 斑 、界 线 点 等 的 方 式 ,
制 作 地 籍 地 理 底 图 , 并 以 C O R S 为 基 础 , 利 用 R T K 、 G P S 等 测 量 技 术 , 对 图 根 点 进 行 核 查 及 控 制 测 量 , 为 倾 斜 摄 影 测 量 精 度 分 析 及
修 正 提 供 基 本 依 据 。 在 进 行 地 籍 核 实 时 , 一 般 采 用 C O R S 或 R T K 进 行 测 绘 , 对 于 不 满 足 这 类 基 础 测 绘 要 求 的 地 区 , 通 常 使 用 全 站
仪 测 图 。 在 进 行 地 籍 图 测 量 时 , 为 了 保 证 准 确 性 , 需 要 注 意 的 问 题 如 下 : ① 如 果 在 界 址 点 的 测 量 中 采 用 了 分 析 方 法 , 那 么 邻 近 控
制 点 的 平 面 中 偏 差 应 为 ± 0 . 3 m m , 而 限 差 则 是 中 偏 差 的 2 倍 ; ② 在 进 行 边 界 勘 测 时 , 如 果 采 用 绘 图 方 法 , 则 其 邻 近 边 界 的 平 面 中
间 偏 差 为 ± 0 . 6 m m , 极 限 偏 差 为 中 间 偏 差 的 2 倍 , 山 地 适 当 放 松 到 1 . 5 倍 [ 5 ]。
2.5 测量精度对比
通 过 对 由 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 获 得 的 图 像 资 料 确 定 的 地 籍 界 线 和 界 址 点 的 准 确 性 进 行 分 析 , 并 与 第 一 级 控 制 测 量 、 图 根 控 制
测 量 等 结 果 相 结 合 , 检 验 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 的 准 确 性 。 其 中 , 用 无 人 机 倾 斜 摄 影 法 获 得 的 坐 标 主 要 有 以 下 几 种 方 式 : ① 对 图 像
资 料 进 行 空 域 三 角 形 加 密 , 得 到 对 应 的 正 射 图 像 ; ② 正 向 成 像 地 图 中 的 地 理 斑 点 的 辨 识 ; ③ 从 产 生 的 地 籍 边 界 中 , 读 出 其 3 维 空
间 坐 标 ; ④ 针 对 第 一 个 控 制 测 量 点 、 图 根 控 制 测 量 点 等 , 利 用 图 像 资 料 建 立 稠 密 的 点 云 , 然 后 计 算 图 根 周 围 点 云 中 的 3 个 点 的 3
个 平 均 坐 标 值 。 在 对 无 人 机 倾 斜 摄 影 技 术 的 准 确 度 进 行 研 究 时 , 从 其 中 选 取 了 若 干 个 坐 标 资 料 进 行 比 较 。 结 果 显 示 , 利 用 无 人 机
倾 斜 摄 影 法 获 得 的 数 据 与 R T K 法 获 得 的 数 据 相 吻 合 , 其 x 偏 差 范 围 为 - 0 . 1 4 - 0 . 3 6 c m , y 偏 差 范 围 为 - 0 . 5 1 - 0 . 2 1 c m , 高 度 偏 差
范 围 为 - 0 . 8 8 - 0 . 5 1 c m ,以 及 平 面 偏 差 范 围 为 0 . 1 1 - 0 . 5 9 c m ,表 明 利 用 无 人 机 倾 斜 摄 影 法 获 得 的 地 籍 数 据 的 准 确 性 符 合 技 术 标 准 。
点 位 误 差 统 计 见 表 1 。
表 1 点位误差统计表
点号 | 外业采集 x | 外业采集 y | 模型 x | 模型 y | Δx | Δy | 平面误差 Δs |
1 | 798.905 | 02.412 | 798.844 | 02.443 | 0.061 | -0.031 | 0.068 |
2 | 873.068 | 42.815 | 873.043 | 42.837 | 0.025 | -0.022 | 0.033 |
3 | 977.354 | 52.006 | 977.279 | 52.058 | 0.075 | -0.052 | 0.091 |
4 | 933.236 | 84.833 | 933.267 | 84.866 | -0.031 | -0.033 | 0.045 |
5 | 930.273 | 78.948 | 930.259 | 78.925 | 0.014 | 0.023 | 0.027 |
6 | 978.600 | 10.514 | 978.582 | 10.477 | 0.018 | 0.037 | 0.041 |
7 | 045.514 | 08.394 | 045.528 | 08.409 | -0.014 | -0.015 | 0.021 |
8 | 004.617 | 25.823 | 004.603 | 25.855 | 0.014 | -0.032 | 0.035 |
9 | 059.131 | 03.200 | 059.156 | 03.186 | -0.025 | 0.014 | 0.029 |
10 | 135.605 | 63.239 | 135.616 | 63.198 | -0.011 | 0.041 | 0.042 |
3.1 测区概况
测 区 设 在 广 西 一 个 村 庄 , 占 地 0 . 7 2 k m 2, 按 照 1 ∶ 5 0 0 的 高 精 度 地 籍 测 量 标 准 进 行 制 图 。 测 区 地 形 地 貌 较 为 平 缓 , 地 形 地 貌
以 民 居 、 为 主 , 道 路 、 耕 地 、 水 域 为 辅 。 民 居 布 局 整 齐 , 没 有 高 层 建 筑 , 这 为 利 用 无 人 机 倾 斜 摄 影 技 术 进 行 图 像 采 集 提 供 了 方 便
的 条 件 。
3.2 仪器及软件
外 业 资 料 的 收 集 以 无 人 机 倾 斜 摄 影 及 R T K 数 据 的 接 收 为 重 点 。 其 中 , 以 大 疆 M 6 0 0 - P r o 型 多 旋 翼 式 无 人 机 为 实 验 平 台 , 并 以
两 款 基 于 S o n y 和 A 7 R I I 的 倾 斜 摄 影 数 字 摄 像 为 核 心 , 实 现 了 无 人 机 倾 斜 摄 影 与 测 量 。 利 用 S m a r t 3 D 和 D P - M a p p e r 两 种 设 计 方 法
2023.09 |
对 工 程 进 行 了 现 场 编 制 。 其 中 , 利 用 S m a r t 3 D 进 行 3 D 建 模 , 利 用 D P - M a p p e r 进 行 内 业 地 图 绘 制 。 上 述 方 法 能 够 快 速 完 成 地 形 和
地 籍 信 息 的 采 集 。
3.3 数据采集
3 . 3 . 1 像 控 点 测 量
像 控 点 的 测 量 品 质 将 对 后 续 的 立 体 建 模 及 编 制 图 纸 的 准 确 性 有 很 大 影 响 。 所 以 , 在 对 像 控 点 进 行 数 据 采 集 时 , 要 做 好 像 控 点
布 设 方 案 确 定 、 像 控 点 R T K 测 量 和 随 后 的 点 位 照 片 保 存 工 作 。 成 像 控 制 点 位 的 选 择 要 根 据 测 区 实 际 条 件 确 定 , 应 选 择 无 障 碍 物 、
便 于 R T K 测 量 和 辨 识 的 开 阔 地 带 , 利 用 涂 料 对 成 像 控 制 点 位 进 行 喷 涂 , 做 成 “ + ” 或 “ L ” 形 的 测 距 标 记 , 为 以 后 的 内 业 图 像 解
译 提 供 依 据 。 采 用 对 中 棒 进 行 像 控 点 R T K 测 量 时 , 要 关 注 对 中 棒 的 空 位 是 否 对 齐 , 以 及 卫 星 信 号 源 数 量 是 否 准 确 , 在 满 足 测 量
准 确 性 的 前 提 下 , 做 好 测 量 工 作 。 对 相 同 的 像 控 点 进 行 3 次 测 量 , 并 将 平 均 值 作 为 最 后 的 测 量 结 果 , 以 保 证 像 控 点 的 平 面 精 度 为
± 3 c m 。 根 据 对 像 控 点 的 精 确 定 位 , 对 测 区 进 行 了 7 8 个 R T K 像 控 点 的 检 测 。 在 此 次 土 地 勘 测 中 , 采 用 了 一 种 比 较 平 均 的 1 0 % 的
像 控 点 测 量 结 果 , 用 其 检 测 土 地 勘 测 结 果 的 准 确 性 。
3 . 3 . 2 影 像 数 据 采 集
根 据 1 ∶ 5 0 0 比 例 尺 测 图 的 标 准 , 并 根 据 测 区 的 具 体 条 件 , 制 定 了 一 条 路 线 , 将 图 像 分 辨 率 设 定 为 2 c m , 航 高 设 定 为 8 0 m ,
侧 向 重 叠 度 设 定 为 7 5 % , 航 向 重 叠 度 设 定 为 8 0 % 。 在 无 人 机 飞 行 过 程 中 , 由 于 天 气 状 况 良 好 , 图 像 资 料 可 靠 。 本 次 野 外 观 测 工 作
严 格 遵 循 技 术 方 案 ,完 成 了 坡 度 测 量 资 料 的 采 集 。从 内 业 输 出 的 资 料 品 质 上 看 ,所 有 照 片 均 非 常 清 楚 ,没 有 出 现 任 何 的 扭 曲 和 变 形 ,
内 业 后 期 制 图 的 要 求 。
3.4 精度检测与评定
使 用 全 站 仪 对 1 5 个 房 角 点 进 行 了 采 集 ,并 将 结 果 与 地 籍 图 上 相 应 的 坐 标 相 比 较 ,得 出 了 每 个 检 测 点 在 X 方 向 和 Y 方 向 上 的 残 差 ,
以 m 为 单 位 。横 轴 表 示 检 测 点 数 ,纵 轴 表 示 残 差 值 的 绝 对 值 。使 用 高 精 度 中 误 差 计 算 公 式 ,对 1 5 个 检 测 点 的 中 误 差 进 行 了 计 算 ,
最 终 得 出 本 次 实 验 的 检 测 点 的 平 面 中 误 差 为 0 . 0 4 4 m , 能 够 满 足 地 籍 一 级 精 度 的 需 求 上 述 结 果 表 明 , 本 文 提 出 的 方 法 可 被 用 于 地 籍
图 的 采 集 。
结语
本 文 介 绍 了 在 倾 斜 摄 影 基 础 上 建 立 模 型 的 过 程 ; 通 过 一 个 具 体 的 工 程 实 例 , 阐 述 了 建 模 过 程 中 的 一 些 重 要 步 骤 ; 通 过 使 用 全
站 仪 收 集 检 测 点 , 对 所 制 作 的 地 籍 图 的 准 确 性 进 行 了 检 验 和 评 价 。 本 文 结 果 表 明 , 在 倾 斜 摄 影 基 础 上 能 够 实 现 地 籍 图 的 绘 制 , 该
方 法 是 一 种 切 实 可 行 的 方 法 , 能 够 给 相 关 工 作 提 供 很 好 的 参 考 。
参考文献
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