低空無人機傾斜攝影在國土管理中的應用研究
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摘 要 隨著國土資源管理工作精細化、高效化、規范化管理的需求的不斷增加，傾斜攝影測量以其獨有的技術優勢將發揮越來越重要的作用。將傾斜攝影測量應用到土地測繪、地災監測、土地權屬調查、地籍測繪等國土資源管理工作中，如地質災害監測、土地調查、地籍測繪等，彌補基于正射影像應用的不足，為國土資源管理工作提供更高效和更直觀的數據支持。
關鍵詞 低空無人機傾斜攝影;國土管理;應用
1 無人機傾斜攝影技術概況
傾斜攝影技術發展于傳統的有人飛機上，早期并未應用于測繪領域，僅以采集建筑立面的紋理信息為主要目的。隨著圖像匹配技術和融合技術的快速發展，無人機傾斜攝影技術逐漸應用于大比例尺地形圖測繪等方面。傾斜攝影測量技術的航攝系統一般由HM2200無人機、HO1300無人機、HO1600無人機搭配飛行，在無人機中裝載南方測繪傾斜數字航空攝影相機，配套安裝航攝計劃設計軟件、機載定位系統和飛行管理系統等[1]。
2 無人機傾斜攝影技術的優勢分析
與傳統的攝影技術相比，無人機傾斜攝影技術具有明顯的優勢，主要體現在以下幾個方面：①能夠從多角度獲取攝影目標物的影像，與正射影像相比，該技術能夠從多方位觀察目標物，能夠快速實現目標物側面紋理信息的獲取，有效的彌補了正射影像僅從直射方向獲取目標物信息的缺點，且該技術獲得的數據信息更適合于建設三維數字城市等，降低了建設三維模型的成本;②實現了單張影像量測，借助相應的處理軟件系統實現了單張影像中高度、角度、面積、長度、坡度等信息的獲取;③獲得的傾斜影像分辨率更高，影像色調、紋理更清晰，有助于更真實的還原目標物的實際面貌;④與GIS技術數據相比，傾斜攝影技術獲得的數據量小，便于網絡化應用，有助于推動數據共享建設進程;⑤簡單、高效生產DEM、DOM，該技術在數據采集過程中具有高的采集效率和精度，提高了生產DEM、DOM等的效率[2]。
3 傾斜攝影測量在國土管理工作中的應用
3.1 促進地質災害監測與治理
通過傾斜攝影測量技術建立的三維模型與傳統正射影像疊加DEM建立的偽三維模型相比具有明顯的優勢，為地災點監測提供了直觀、真實的三維模型。水平方向上，由于傾斜相機垂直方向的鏡頭是正射的，與傳統的正射影像一致，能清晰地展示水平地表面上的地物詳細信息。垂直方向上，由于傾斜相機前視、后視、左視、右視4個方向都能拍攝，通過數據處理后能獲得清晰的地物側面信息，通過傾斜攝影測量構建的三維模型真實地反映了巖體側面的信息，能從各個角度觀察危巖的巖體特征，而傳統正射影像疊加DEM建立的偽三維模型只能精確地顯示出水平方向的地物信息，垂直方向上基本無信息顯示。如要獲得清晰的側面紋理特征，需對地物進行拍照，獲取地物的結構和紋理特征，進行貼紋理處理，從而使得建模時間加長、成本增加，并且導致數據量大且冗余、紋理失真等各種缺陷。通過傾斜攝影測量獲取地災點的現狀數據，構建地災點的真實三維模型，可以實現在室內對地災點進行排查，及時發現地災點隱患點。對于地災點尤其是坡度較大、人員難以到達的地災點的監測具有重要意義。此外，基于傾斜攝影測量成果，可以實現地災體（點）距離、表面積和體積的量算，可以為地質災害治理工程設計與工程量估算、災后搶險和災后災情評估提供基礎數據和決策支撐。
3.2 推動城市精細化管理
隨著信息技術的發展，精細化城市管理以及輔助決策顯得尤為重要，從技術層面來看，城市精細化管理是以網絡信息為基礎的城市信息體系，即綜合運用地理信息系統、全球定位系統、遙感系統、寬帶網絡、多媒體、虛擬仿真及物聯網和云計算等技術，對城市的基礎設施、功能機制進行信息自動采集，動態監管和輔助決策服務。作為城市發展的基礎和載體，對基礎設施進行信息化是進行城市精細化管理的基本保證。對主城區與重點規劃建設區的高精度三維信息進行采集，可以推動國土資源信息化，提高國土資源管理的智能化程度，將極大地促進城市精細化管理。
3.3 不動產登記
不動產登記是為全國統一的不動產交易市場的形成構建明晰的產權基礎，需要搭建一個統一的數據平臺來管理海量的地形圖、影像圖和地籍圖等各類不動產權屬信息。采用傳統的二維系統管理村鎮中的低矮建筑，定位界址點的平面坐標即可確定不動產權屬。但是城市的快速發展，特別是城市高層建筑鱗次櫛比，在平面上將產生大量的權屬信息重疊、冗余，不能進行精細化、準確化的空間信息管理。三維系統能將海量的數據在空間上進行精確定位、顯示，直觀地展示出位置和屬性信息，更能適合現代城市信息化發展的要求。傾斜攝影測量三維模型具有真實性強、精度高、快速生產的特點，非常適合作為統一的空間載體，支撐不動產登記海量業務數據。
3.4 土地整治
土地整治是指對低效、不合理、未利用以及生產建設活動和自然災毀的土地進行整治，完成地上各大要素的布設，以實現土地整理區資源的合理開發利用。在實景三維模型的基礎上對土地利用、農田水利工程、道路工程、防護林工程等規劃的重要方面進行結構調整，確定整治規劃設計思路，形成最終的規劃設計圖。三維模型可進行距離、面積和推填土方量的計算，可以對規劃的合理性進行判斷，以便對規劃進行調整完善。通過實景三維模型輔助土地整治方法，基于實景三維模型生成地形圖、數字高程模型圖，并在此基礎上開展工程布局設計、工程量估算。實景三維模型可以為土地整治中的農田、村莊、道路的規劃設計、土方量計算等工作提供更為直觀、科學、經濟的解決方案，為建設資源節約型、環境友好型的社會主義新農村提供了重要的技術支撐[3]。
4 結束語
傾斜攝影技術是國際測繪領域近年發展起來的一項高新技術，經歷了十幾年的發展歷程，數據獲取和后處理已經從研究階段向實用化階段發展。在攝影平臺上搭載多臺傳感器，從多個角度進行數據采集，通過采用先進的定位技術，嵌入精確的地理信息，獲取更豐富的影像信息，進一步擴展了遙感影像的應用領域。
參考文獻
[1] 盧君成.無人機傾斜攝影在測繪領域的應用[J].科技創新導報，2017，14（34）：94-95.
[2] 楊崴.基于無人機傾斜攝影測量的數字化校園建設[J].科技經濟市場，2017，（11）：128-129.
[3] 冼梨萍.基于無人機傾斜攝影測量技術的三維景觀模型實現[J].山西農經，2017，（20）：145.
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