摘要：近些年，我国的科学技术水平不断进步，其中，无人机搭载倾斜摄影传感器技术，一方面可降低获取影像数据的成本，另一方面也可扩大该技术的应用范围。本文主要分析了无人机倾斜摄影测量技术在国土调查中的应用，以供参考。
关键词：无人机；倾斜摄影；测量技术；国土调查；应用
引言
《第三次全国国土调查实施方案》（国土调查办发〔2018〕18号）指出我国第三次全国国土调查的主要任务是结合第二次全国土地调查数据，利用正射影像和地方基础资料，绘制各类自然资源的平面分布图，了解其利用现状。调查工作仅仅局限在平面数据，并不能充分满足各级自然资源部门对于三维数据的需求，因此个别省市已经开始在“三调”工作中探索对于自然资源三维数据的获取与应用。而获取自然资源三维模型的最佳手段就是基于无人机的倾斜摄影测量技术，其能够高效生产测区实景三维模型和正射影像，将国土调查数据以三维形式进行展示，更好的支撑国土调查数据的管理与应用。
1无人机倾斜摄影测量原理
倾斜摄影技术是国际摄影测量领域近十几年发展起来的一项高新技术，该技术通过从一个垂直、4个倾斜共5个不同的视角同步采集影像，获取丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。它不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维模型。实现倾斜摄影测量的方法有多种，本文讨论的是采用多旋翼无人机搭载小型化5镜头倾斜相机方案。
2倾斜摄影测量的优势
2.1高效率建模
基于无人机的倾斜摄影测量，主要是通过集成GPS的无人机搭载拥有一个垂直角度，四个倾斜角度的五镜头高分辨率传感器，采集同一地物的多方位影像，并以此影像为数据基础，通过Smart3D、PIX4D等软件进行快速、自动化建模，因此相比于传统的人工单体化建模，基于无人机的倾斜摄影测量的建模效率更好，也更能满足国土调查对建模效率的要求。
2.2性价比较高
无人机倾斜摄影测量技术能够测量空间位置，且可构建三维影像数据库，输出不同数据的成果，既可满足传统航测的要求，又可获取更为全面和准确的数据信息，降低成本投入。
3无人机倾斜摄影测量技术在国土调查中应用
3.1外业举证中的应用
外业调查举证工作主要是依靠3S、互联网+等技术，对内业无法判读或者是国家与自主提取的不一致图斑进行外业拍照举证，主要是通过精准引导举证人员前往举证图斑举证，并会记录每张举证照片的方位角、举证时间、举证坐标，将举证照片与举证图斑进行关联，完成举证工作。由上文可知，三维模型的贴图分辨率较高、模型十分精细，能够准确的分辨出不同地类，甚至是地类的内部特征，因此会大量减少国家与自主提取的不一致图斑量，从而减少外业举证量，提升外业举证效率。在外业举证图斑中，建设用地图斑是最为重要的举证图斑，特别是“林下房”，举证人员往往由于经验不足或者为了一味的追求工作效率，导致举证照片不合格、者举证照片较少或者漏举，不能真实反应被举证图斑现状，进而导致作业人员必须进行重新举证或者补充举证工作，延长举证工作时长。而倾斜摄影所生产的三维模型能够清晰的反应建筑物以及“林下房”的纹理特征与棱角，则不再需要外业人员进行举证工作，提升外业举证效率。
3.2无人机倾斜摄影测量技术在成果数据展示中的应用
文字成果、图件成果和数据成果无法实现联合展示，其独立性较强，且三种成果均为二维数据，不能直观地展现地物的细节信息。倾斜摄影测量技术下的三模模型优势明显。首先，三维模型可清晰地展现地物、建筑物和植被覆盖和分布情况，且其信息成果展示的载体更为丰富。其次，三维模型与二维正射底图影像相比，其对运行空间要求更高，，但是三维模型能够在二维矢量图斑数据的基础上完成模型切割，能够结合实际选择显示或编辑同类地物模型或不同类的地物模型。最后，三维模型数据能够在三维数据平台的基础上融入文字成果、图件成果和数据成果，可在同一个模型当中选取不同形式的成果信息，进而提高管理的直观性与统一性。
3.3内业预判中的应用
内业预判是第三次全国国土调查的重要工作环节，是以国家下发“三调”底图影像与各区县基础资料为基础，提取不一致图斑并进行地类属性与图斑边界重绘，因此影像质量会直接影像内业预判结果。由于支撑内业预判的工作的“三调”底图是二维正射影像，导致很多地类难以预判、地类边界勾绘不准确。例如，（1）地类中的未硬化池塘与水田，在二维正射影像正射影像中纹理相似、色彩相似，导致内业人员只有根据“二调”进行判断，导致内业判读失准，如图2-1所示；（2）正射影像由于拍摄时间与光照影响，很多地物均存在阴影区域，如图2-2所示，耕地周边存在乔木林地，其阴影遮挡耕地边界，导致作业人员无法精准的勾绘耕地图斑边界。
但是基于由倾斜摄影测量技术所生产的实景三维模型进行内业判读能很好的解决以上问题。如图3-1，在三维模型中耕地边界不再受周围地物阴影影响，而且可以通过不同视角精准的勾画图斑边界，而且由于三维模型精度高，内业判读人员可以精准的对耕地、水田，以及耕地的种植属性进行判读，大大提升内业判读效率。从图3-2可知，三维模型能够清晰的反应水面纹理，内业判读人员可以快速的对模型中水面地类进行判读，避免出现水田、坑塘混淆判读发生。
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图2-1疑似水田地类图2-2地物阴影区域
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图3-1乔木林地与耕地边界图3-2水面地物
3.4在城市电力线路设计中完成三维建模
随着城市功能的不断完善，人们对于电力资源建设的要求也逐渐增加，其中无人机倾斜摄影测量技术能够在较短的时间之内完成对城市电力线路的测量及建模工作，同时还能够将城市的地形地貌信息拍摄下来，并结合电路信息提取出建模所需的相关信息，基于三维建模所需要的数据，无人机倾斜摄影测量技术能够根据地形图，合理地展开新的测量工作。在城市电力系统建设中，规避林区等特殊区域，较为依赖人工实地测量的方式，而无人机测量参与后，能够为相关工作人员的测量工作提供便利，并且在工程竣工的测量工作中，此技术也可以及时找出工程建设中存在的问题与阻碍，为电力线路铺设过程中的多个工作内容起到助益作用。
3.5倾斜摄影在矿山施工中的应用。倾斜摄影在矿山施
工中倾斜摄影在矿山施工中的应用主要为做好质量检查和监督管理工作。倾斜摄影可以对矿山周边环境的空气质量进行检测，并且在阴雨天气可以确保开采和勘探工作顺利进行，做好安全勘查工作。同时无人机在低空实拍现场图像，有利于技术人员对现场平面布置有直观的了解，便于做好管理。也可对人员进行监控，避免开采人员出现不安全施工的现象，同时可便于查看矿石的堆放位置，防止局部载荷过重，为工作人员营造一个积极、安全、的工作区域。
结语
我国倾斜摄影测量技术发展较晚，应用于国土调查更晚，它相对与传统的二维调查底图能够更加清楚的反应地物纹理、地物细节，能将地物进行三维展示，方便内业人员判读、勾绘，减少外业举证工作量，同时也能够对国土调查成果进行更好的展示与应用。但是倾斜摄影测量技术仍然存在着缺陷，需要更加深入的探索其与国土调查工作的结合，让其更好的服务于国土调查。
参考文献：
[1]刘梅姜.倾斜摄影测量技术在福建农村三维地籍与房屋调查工作中的应用[J].沈阳建筑大学学报：社会科学版，2016（4）：359-363.
[2]陈琦，陈航.无人机倾斜摄影测量技术在城市更新基础数据调查工作中的应用研究[J].智能城市，2018，4（11）：21-22.
[3]周永丹.浅谈无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应[J].科技风，2019（15）：238.
论文作者:孙世光
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
标签：无人机论文; 测量论文; 地物论文; 模型论文; 国土论文; 数据论文; 工作论文; 《基层建设》2020年第1期论文;