低空无人机倾斜摄影在国土管理中的应用研究

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　　摘 要 随着国土资源管理工作精细化、高效化、规范化管理的需求的不断增加，倾斜摄影测量以其独有的技术优势将发挥越来越重要的作用。将倾斜摄影测量应用到土地测绘、地灾监测、土地权属调查、地籍测绘等国土资源管理工作中，如地质灾害监测、土地调查、地籍测绘等，弥补基于正射影像应用的不足，为国土资源管理工作提供更高效和更直观的数据支持。
　　关键词 低空无人机倾斜摄影;国土管理;应用
　　1 无人机倾斜摄影技术概况
　　倾斜摄影技术发展于传统的有人飞机上，早期并未应用于測绘领域，仅以采集建筑立面的纹理信息为主要目的。随着图像匹配技术和融合技术的快速发展，无人机倾斜摄影技术逐渐应用于大比例尺地形图测绘等方面。倾斜摄影测量技术的航摄系统一般由HM2200无人机、HO1300无人机、HO1600无人机搭配飞行，在无人机中装载南方测绘倾斜数字航空摄影相机，配套安装航摄计划设计软件、机载定位系统和飞行管理系统等[1]。
　　2 无人机倾斜摄影技术的优势分析
　　与传统的摄影技术相比，无人机倾斜摄影技术具有明显的优势，主要体现在以下几个方面：①能够从多角度获取摄影目标物的影像，与正射影像相比，该技术能够从多方位观察目标物，能够快速实现目标物侧面纹理信息的获取，有效的弥补了正射影像仅从直射方向获取目标物信息的缺点，且该技术获得的数据信息更适合于建设三维数字城市等，降低了建设三维模型的成本;②实现了单张影像量测，借助相应的处理软件系统实现了单张影像中高度、角度、面积、长度、坡度等信息的获取;③获得的倾斜影像分辨率更高，影像色调、纹理更清晰，有助于更真实的还原目标物的实际面貌;④与GIS技术数据相比，倾斜摄影技术获得的数据量小，便于网络化应用，有助于推动数据共享建设进程;⑤简单、高效生产DEM、DOM，该技术在数据采集过程中具有高的采集效率和精度，提高了生产DEM、DOM等的效率[2]。
　　3 倾斜摄影测量在国土管理工作中的应用
　　3.1 促进地质灾害监测与治理
　　通过倾斜摄影测量技术建立的三维模型与传统正射影像叠加DEM建立的伪三维模型相比具有明显的优势，为地灾点监测提供了直观、真实的三维模型。水平方向上，由于倾斜相机垂直方向的镜头是正射的，与传统的正射影像一致，能清晰地展示水平地表面上的地物详细信息。垂直方向上，由于倾斜相机前视、后视、左视、右视4个方向都能拍摄，通过数据处理后能获得清晰的地物侧面信息，通过倾斜摄影测量构建的三维模型真实地反映了岩体侧面的信息，能从各个角度观察危岩的岩体特征，而传统正射影像叠加DEM建立的伪三维模型只能精确地显示出水平方向的地物信息，垂直方向上基本无信息显示。如要获得清晰的侧面纹理特征，需对地物进行拍照，获取地物的结构和纹理特征，进行贴纹理处理，从而使得建模时间加长、成本增加，并且导致数据量大且冗余、纹理失真等各种缺陷。通过倾斜摄影测量获取地灾点的现状数据，构建地灾点的真实三维模型，可以实现在室内对地灾点进行排查，及时发现地灾点隐患点。对于地灾点尤其是坡度较大、人员难以到达的地灾点的监测具有重要意义。此外，基于倾斜摄影测量成果，可以实现地灾体（点）距离、表面积和体积的量算，可以为地质灾害治理工程设计与工程量估算、灾后抢险和灾后灾情评估提供基础数据和决策支撑。
　　3.2 推动城市精细化管理
　　随着信息技术的发展，精细化城市管理以及辅助决策显得尤为重要，从技术层面来看，城市精细化管理是以网络信息为基础的城市信息体系，即综合运用地理信息系统、全球定位系统、遥感系统、宽带网络、多媒体、虚拟仿真及物联网和云计算等技术，对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集，动态监管和辅助决策服务。作为城市发展的基础和载体，对基础设施进行信息化是进行城市精细化管理的基本保证。对主城区与重点规划建设区的高精度三维信息进行采集，可以推动国土资源信息化，提高国土资源管理的智能化程度，将极大地促进城市精细化管理。
　　3.3 不动产登记
　　不动产登记是为全国统一的不动产交易市场的形成构建明晰的产权基础，需要搭建一个统一的数据平台来管理海量的地形图、影像图和地籍图等各类不动产权属信息。采用传统的二维系统管理村镇中的低矮建筑，定位界址点的平面坐标即可确定不动产权属。但是城市的快速发展，特别是城市高层建筑鳞次栉比，在平面上将产生大量的权属信息重叠、冗余，不能进行精细化、准确化的空间信息管理。三维系统能将海量的数据在空间上进行精确定位、显示，直观地展示出位置和属性信息，更能适合现代城市信息化发展的要求。倾斜摄影测量三维模型具有真实性强、精度高、快速生产的特点，非常适合作为统一的空间载体，支撑不动产登记海量业务数据。
　　3.4 土地整治
　　土地整治是指对低效、不合理、未利用以及生产建设活动和自然灾毁的土地进行整治，完成地上各大要素的布设，以实现土地整理区资源的合理开发利用。在实景三维模型的基础上对土地利用、农田水利工程、道路工程、防护林工程等规划的重要方面进行结构调整，确定整治规划设计思路，形成最终的规划设计图。三维模型可进行距离、面积和推填土方量的计算，可以对规划的合理性进行判断，以便对规划进行调整完善。通过实景三维模型辅助土地整治方法，基于实景三维模型生成地形图、数字高程模型图，并在此基础上开展工程布局设计、工程量估算。实景三维模型可以为土地整治中的农田、村庄、道路的规划设计、土方量计算等工作提供更为直观、科学、经济的解决方案，为建设资源节约型、环境友好型的社会主义新农村提供了重要的技术支撑[3]。
　　4 结束语
　　倾斜摄影技术是国际测绘领域近年发展起来的一项高新技术，经历了十几年的发展历程，数据获取和后处理已经从研究阶段向实用化阶段发展。在摄影平台上搭载多台传感器，从多个角度进行数据采集，通过采用先进的定位技术，嵌入精确的地理信息，获取更丰富的影像信息，进一步扩展了遥感影像的应用领域。
　　参考文献
　　[1] 卢君成.无人机倾斜摄影在测绘领域的应用[J].科技创新导报，2017，14（34）：94-95.
　　[2] 杨崴.基于无人机倾斜摄影测量的数字化校园建设[J].科技经济市场，2017，（11）：128-129.
　　[3] 冼梨萍.基于无人机倾斜摄影测量技术的三维景观模型实现[J].山西农经，2017，（20）：145.
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