基于无人机倾斜摄像技术的土地测量研究
张怀兴
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张怀兴,. 基于无人机倾斜摄像技术的土地测量研究[J]. 中国科学研究,20222. DOI:10.12721/ccn.2022.157018.
摘要: 文章的主要内容是对对无人机倾斜摄影技术在土地测量中的应用进行探讨,首先是简单的介绍了无人机倾斜摄影技术的基本理论;然后将浙江省德清市某实验区域作为探讨背景,详细的介绍了数据采集和地籍图的矢量化;最后以RTK的实地测量为例,判定出了航测技术的测量精度。通过该试验能够得出以下三个结论,第一是无人机摄影测绘技术具有较多的优点包括了较高的自动化、较高的测绘效率以及短时间的消耗;第二是航测技术能够很好的满足我国对1:1000地籍图的测量以及1:500地形图测量对精度的要求,第三是目前我国无人机倾斜摄像技术还不能一次性进行大面积、高质量的摄像,这也是我国未来针对该摄像技术需要突破的瓶颈。
关键词: 无人机;倾斜摄像技术;土地测量;精度评定
DOI:10.12721/ccn.2022.157018
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如今是计算机和无人机技术高度发展的时期,有无人机自身具有众多的特点和优势,如今无人机已经在在很多航空摄影中得到采用,也越来越被测量研究者所重视,无人机在进行航空摄影时只需要较短的时间和较少的人力成本,并且无人机可以得到重复使用。在过去对土地测量时都是采用全站仪、RTK得分测绘仪器,人工对现场数据进行采集并结合现场实际物体的情况最终形成一个电子版的土地信息。如果在对地籍图测量的过程中需要一次性的完成地籍图的测量时如果仅仅是使用传统的测量方法则需要对大量的人力和物力进行消耗,除此之爱传统测量方法无论是其移动速度还是其透视环境等都具有一定的缺陷,受到人工测绘速度的限制导致地籍图出现变化时其也做不到第一时间得到更新。但是相比之下无人机摄影测绘技术就可以有效的解决很多传统方法下的问题。不仅自动化程度较高而且工作周期短,不对人力产生依赖,还能得到三维数据,有效的提高了土地信息价值。基于此,文章将会结合浙江省德清市某个实验区域对地籍图的测量实际案例,对无人机倾斜摄像技术在土地测量工作中的应用展开研究,希望文章所探讨的内容能够为我国土地测量技术的应用提供参考。

1无人机倾斜摄影技术理论

无人机倾斜摄影系统作业数据采集流程如图1所示。图片3.png

无人机倾斜摄影系统外业数据采集步骤如下:让需要使用到的检测设备先行进入摄影场地、做好无人机拍摄前的准备工作、获取航测数据以及航测后作业。如今对飞行器的飞行有明确的规定,不允许飞行器进行随意的飞行,如果进行随意航测则需要对测区进行提前踏勘,针对其具体情况制定出合理的航测方案,并将其方案向有关部门进行提交。以上就是在进行航测前需要完成的准备工作,其准备工作的主要内容有设备和 工作人员的安全保障,在无人机进行飞行前对飞行器进行检测工作,然后对推展开航测,航测工作完成后需要对数据进行备份,为了后期工作的顺利展开好需要对数据的安全性组好保障工作,最后检查无人机是否有破损情况,不影响无人机今后的航测工作。

1.1基本原理

无人机摄影测量是通过将摄像机搭载在无人机上综合无人机的飞行功能和摄像机的摄像功能来完成摄像的过程。为了保证精度和摄像范围,一个无人机上往往搭载多个摄像机.搭载过程中摄像机的光轴与铅锤方向有一定夹角,因此也称之为无人机倾斜摄影,对于常用的5个摄像机的设备搭设下视、前视、后视、左视和右视摄像机-其中下视为铅锤视角,其余1个视角与铅锤视角间夹角可在15度—45度之间进行调整。

1.2数据采集

本文以本次所采用的六旋翼五相机无人杌搭载频斜摄影相机(以下简称相机)为例,对其数据采集过程进行介绍。该相机具备铅锤和首后左右共计5个影像采集相桃-最高飞行高度280 m(自其起飞点计算〉.最大分惑率和最小曝光间距分别为0.02 m和5 s,相机总像索超18千万像素,5个相机镜头均采用28 mm/F2.1(等效焦距)。4个非铅锤视角和铅锤视角之间的夹角均町以可在15度一45度之间进行调整。本次数据采集过程中-相机夹角选择10度纵向重叠和横向重叠度分别为80度和60度航飞高度200 m。图2所示。图片4.png

图2  六旋翼五相机无人机搭载倾斜摄影相机

2无人机倾斜摄影数据处理

根据现场实际情况.首先确定测区并在测区内确定最高和最低海拔高度及测区平均海按高度.以确定航线及起测点数据获取过程见图l所示。无人机5个相机的数据分别储存在5个文件夹下获取数据后首先检查摄影区域的重叠度.对于不满足预设要求的进行补测.以正射视角相机的时间参数校准其余几个相机所采集的数据,并将其连接在—起进行处理,对于时间参数不一致的数据进行删除﹐以保证最终留下的租片与坐标点,经纬度等参数(POS参数)能够一一对应。测所得数裾处理流程如图3所示图片5.png

图3 航测所得数据流程

外业数据获取后的数据处理过程﹒此次土地信息数理软件使用当使用较多的Smart3D capturc。该软件既能在静态影响处理中使用,还可以在摄像机中获取视频帧,在Context Captuer Master模块内新建工程然后通过空中角测量计算得到基于实际土地信息的点云并在这些高密点云的基础上。

3总结

综上所述,无人机摄影测绘技术具有自动化程度高、测量效率高、周期短的特点,在对该测量技术进行使用下能够获取精准度较高的土地信息,很好的解决了传统测量方法耗时长且耗费成本的缺点。总体来看无人机摄影测绘技术可以让所获取的土地信息准确度更高,具有更高的使用价值,能够很好的满足我国对1:1000和1:500地籍图的测量,其精度都可以得到保证。

参考文献

[1] 曹玉琴. 基于无人机倾斜摄像技术的土地测量研究[J]. 微型电脑应用, 2020, 36(10):3.

[2] 朱琳, 胡丹. 低空无人机倾斜摄影在国土管理中的应用研究[J]. 科学与信息化, 2019, 000(014):39,45.

[3] 孙亮, 夏永华. 基于无人机倾斜摄影技术测绘大比例尺地形图的可行性研究[J]. 价值工程, 2017, 36(8):4.