无人机倾斜摄影测量技术在土地整理中的应用策略研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

刘建业

河北九华勘查测绘有限责任公司 河北省保定市 071000

摘要

土地整理就是在一定区域内,按照土地利用整体规划和城市规划,通过法律、经济、工程等手段,对田、水、路、林进行综合整治,调整土地利用结构,提高土地利用率,用于增加有效耕地的面积,改善生产、生活环境。无人机倾斜摄影测量技术利用无人机采用不同的摄影技术获取土地勘察的数据,该方法的操作简单且数据精密度较高。本文以某村落的土地整理举例,探讨无人机倾斜摄影测量技术的应用对策,在获取该区域的DEM和DOM后构建三维模型,分析房屋要素等,为土地整理、确定土地规划资金奠定基础。


关键词

无人机倾斜摄影测量技术;土地整理;应用对策

正文


无人机倾斜摄影测量技术通过无人机搭载多镜头相机,可以在垂直、倾斜等不同角度获取地面目标影像数据,然后通过软件处理生成高精度三维模型。该技术的优势为效率高、精度高和真实感强,倾斜摄影生成的三维模型具有丰富的纹理信息,能够真实的反应地面的实际情况。 无人机倾斜摄影测量技术在土地整理、城市规划和环境监测领域广泛应用,能够快速获取高精度的三维地理信息数据,为土地平整方案的制定奠定基础。

一、工程概况

以某村落的土地整理项目为对象,采用CORS系统定位服务进行像控点和检查点的测量。该村落位于古城附近,西边与公路连接,东边紧挨高速公路,交通便利。该区域的居住人员较多,分布包括高层住宅区域,东西两侧的地势高差大约为80m。在该村落的土地整理中,通过无人机倾斜摄影测量技术获取DEM和DOM数据,构建实景三维模型,数据精度在5cm以上,对房屋要素和面积进行分析。

二、无人机倾斜摄影测量技术在工程中的应用

(一)布设像控点

通过CORS系统定位测量像控点,航测未采取加密控制测量,可以在布设的像控点上获取静态GPS数据。根据测量区域的面积和地理特点,以每5条基线布设一个像控点为基准设置航线,旁向则按照每4条航线布设一排像控点的方法进行操作。本次项目布设了40个像控点和35个检查点,点位误差低于0.21m,高空误差<0.12m[1]

(二)航线规划

利用无人机倾斜摄影测量技术平台软件,选择路线规划方式,调节无人机的参数:飞行高度、飞行航速、拍摄方式等,完成测量后自动返航。同时调节相机的参数:白平衡、测光模式、云台角度等。相关参数设置完成后,根据测量区域确定好无人机的飞行区域从而形成了飞行航线,同时可以调节飞行的方向。无人机按照设定的航线、航高和航速完成飞行作业的过程中,操作人员要注意观察无人机的运行情况。无人机拍摄完成后,将内存卡中拍摄的数据导出进行分析。

(三)数据处理

ContextCaoture软件中利用Center Master组件新建工程,输入工程名,点击影像选择影像与目录。RTI无人机拍摄过程中将位置姿态和相机参数写在了影像中,因此不需要进行POS信息导入等操作。在软件中的概要中点击提交空中三角测量的选项,计算完成后查看任务序列信息。然后通过新建重建项目,选择坐标系CGCS2000-14,进行规格平面网格切块,参数设置后再选择提交新的生产项目的功能,选择输出三维模型[2]。空中三角测量采用光学机械原理,测量通常限于单条航线,涉及图片的顺序放置、相对定向、立体模型构建等。绝对定向至少需要三个外业控制点,航线测量要求六个作业控制点进行整体模型变形改正。见图1。

 

1  测区三维模型示意图

(四)初始DEM生成

通过空中三角测量和模型构建,构建了不规则三角网,进行高程内插生成了DEM数据。

(五)DOM生成

利用初始的DEM数据、内方位元素和外方位元素对影像进行纠正,然后利用软件的拼接功能完成DOM的生成。

(六)EPS

将获取的三维建模数据纳入EPS中,通过矢量化技术勾勒出房屋结构的状态,方便计算房屋的建筑面积[3]

(七)结果分析

1)无人机倾斜摄影的土方计算。通过EPS软件,采用本地三维模型的功能,将构建的模型数据导入,绘制计算的土方边界线,通过土方计算的功能输入确定的范围线、设计标高等,获得土方计算结果。见表1。

1  无人机倾斜摄影测量的土方计算数据

项目

计算土方量(m3

挖方量

2158.62

填方量

-1052.63

(2)RTK土方测量。选择坐标系统CGCS2000,将移动RTK置于开阔的位置,等待片刻点击点测量。测量后可获取数据坐标以及测量的信号是否为固定解,然后导出数据。利用EPS软件,采用生成三角网的选项进行土方计量与填挖的数据分析,确定上表面、下表面的高度,高程为50m[4]RTK实测数据计算的挖方量数据见表2。

2  RTK测量的土方计算结果

项目

计算土方量(m3

挖方量

1982.65

填方量

-1106.62

(3)土方计算数据精度分析。将RTK与无人机倾斜摄影测量的土方量进行对比,见表3。对比可知,填方量的误差为2.2%,测量结果基本相同;挖方量越大则误差量也会提高,但并未超过10%的误差标准。通过对测区进行实地勘察,挖方量的相对误差比较大,因此要适当的修改高度,保证测量的精准度。

3  土方量测量结果对比

项目

RTK实测(m3

无人机倾斜摄影测量结果(m3

相对误差

挖方量

1982.65

2158.62

8.6%

填方量

-1106.62

-1052.63

2.2%

三、结语

    无人机倾斜摄影测量技术可以采集空间数据,从而了解地面信息,为土地整理工作提供高分辨率的图像和高精度的定位信息。利用该技术的业内处理和外业处理特点,构建三维模型,确保了数据的精准度。通过获取本次研究测区的DEM和DOM数据构建了实景三维模型,对房屋要素和房屋面积进行了精准的计算,为工程施工以及土地平整都提供数据支持,确保土地平整的资金规划合理,优化设备的应用,提高项目的施工质量。

 

参考文献:

[1]钱跃磊.无人机倾斜摄影测量技术在土地整理中的应用分析[J].安徽农学通报,2025,31(02):116-119.

[2]靳峰,文坤.基于无人机倾斜摄影测量技术的农村土地地籍测量方法[J].北京测绘,2023,37(04):563-567.

[3]肖祖亮.基于无人机倾斜摄影测量的土地平整验收技术[J].测绘标准化,2020,36(01):44-46.

[4]余飞燕,吴崇贵.无人机航空摄影测量技术在梅子村土地开发整理中的应用[J].西部资源,2019,(05):131-132.

作者简介:刘建业 男,1987年6月29日,汉,河北省承德市,大专,工程师,研究方向:工程测量。

 


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