无人机倾斜摄影测量技术在土地整理中的应用策略研究
摘要
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
在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。
图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。
表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。
表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。
表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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