張弛

摘要： 以邢臺(tái)地區(qū)某村為任務(wù)區(qū)域，利用無人機(jī)搭載Sony NEX-5R 相機(jī)進(jìn)行航拍獲取正射影像圖（DOM），用于農(nóng)村宅基地確權(quán)登記，并對(duì)最終分辨率進(jìn)行精度檢測(cè)。結(jié)果表明，成果平面精度滿足該項(xiàng)目的應(yīng)用，而且其效率明顯高于傳統(tǒng)測(cè)量方法。結(jié)論為無人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村宅基地確權(quán)登記項(xiàng)目是可行的。

Abstract： A village in Xingtai area has been selected as the task area， and the UAV equipped with Sony NEX-5R camera has been used for orthophoto map（DOM）， using in the determination and registration of residential base， and the accuracy of the final resolution should be detected. The results show that the accuracy of the results of the project meets the application of the project， and its efficiency is significantly higher than that of the traditional measurement methods. Conclusion： The aerial technology using unmanned air vehicle in determining and registering the use rights of residential base in countrysides is feasible.

關(guān)鍵詞： 無人機(jī)；正射影像；宅基地；確權(quán)登記

Key words： unmanned aerial vehicle；DOM；residential base；determination and registration of use rights

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）02-0210-03

0 引言

目前，農(nóng)村宅基地確權(quán)登記工作正進(jìn)行的如火如荼，為不動(dòng)產(chǎn)登記工作開了個(gè)好頭，但各承擔(dān)單位無不付出了巨大的人力成本，原因不外乎該工作界址精度要求較高，只能使用傳統(tǒng)的全站儀設(shè)站觀測(cè)，大量的人力資源投入不僅增加了成本，也給管理工作帶來了一定困擾，故此，能否找到一種可節(jié)省人力又不損失測(cè)量精度的辦法呢？我們把目光投向了無人機(jī)系統(tǒng)。

無人機(jī)（unmanned aerial vehicle）是一種由無線電遙控設(shè)備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。近年來地理空間信息技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，尤其是靈活機(jī)動(dòng)、具有快速響應(yīng)能力的輕小型航空器，更是在最近幾年迅速成長，成為航空遙感領(lǐng)域一個(gè)引人注目的亮點(diǎn)。

本文中利用天寶UX5無人機(jī)獲取高分辨率低空正射影像，將其應(yīng)用于農(nóng)村宅基地確權(quán)登記的確權(quán)底圖的制作，并對(duì)正射影像精度進(jìn)行了探討。

1 研究方案

通過航拍獲取滿足項(xiàng)目及規(guī)程要求的航片，需要成片分辨率達(dá)到5cm以下，如此高的分辨率對(duì)航高要求非常嚴(yán)苛，綜合試飛效果和成本，將航高確定在100m-150m較好，此時(shí)航片分辨率滿足要求，也能達(dá)到節(jié)省成本的目的。不同航高對(duì)地面分辨率的影響見表1。

本次任務(wù)區(qū)域確定為邢臺(tái)地區(qū)某村，區(qū)域總體平坦，高差較小。任務(wù)預(yù)設(shè)飛行航高100m，預(yù)設(shè)航向重疊度80%，旁向重疊度80%，獲取的影像地面分辨率為3.2cm。

工作流程如下：①實(shí)地踏勘：收集項(xiàng)目區(qū)內(nèi)有關(guān)基礎(chǔ)資料。②向有關(guān)部門申請(qǐng)空管。③飛行設(shè)計(jì)及準(zhǔn)備。④像控點(diǎn)布設(shè)：利用已收集的基礎(chǔ)控制資料布設(shè)達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求密度的像控點(diǎn)。⑤制作影像數(shù)據(jù)：利用相關(guān)軟件，制作區(qū)域正射影像圖（DOM）。⑥外業(yè)數(shù)據(jù)檢測(cè)：野外實(shí)際測(cè)繪部分地塊進(jìn)行數(shù)據(jù)精度檢測(cè)。

2 無人機(jī)低空正射影像獲取

上述準(zhǔn)備工作完成后，將開始像控點(diǎn)布設(shè)工作。

2.1 像控點(diǎn)布設(shè)

測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)的區(qū)域控制網(wǎng)，采用區(qū)域周邊布設(shè)平高點(diǎn)方式，沿航向間隔每3-4條基線布設(shè)一個(gè)平高點(diǎn)，沿旁向間隔航線布設(shè)1個(gè)平高點(diǎn)，區(qū)域中心布設(shè)1個(gè)平高點(diǎn)。像控點(diǎn)選在影像清晰的明顯地物點(diǎn)、地物拐角點(diǎn)、接近正交的線狀地物交點(diǎn)或者固定的點(diǎn)狀地物上，實(shí)地辨認(rèn)誤差小于圖上0.1mm。當(dāng)刺點(diǎn)目標(biāo)與位置不能兼顧時(shí)，以目標(biāo)為主。像控點(diǎn)在相鄰像片上均清晰可見，且選擇最清晰的1張作主刺片[1]。根據(jù)任務(wù)要求，坐標(biāo)系統(tǒng)采用國家2000坐標(biāo)系（CGSC2000），使用河北省衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)（CORS）按照規(guī)范要求觀測(cè)像控點(diǎn)坐標(biāo)及高程。

2.2 無人機(jī)影像采集

本次任務(wù)采用的為美國Trimble公司的UX-5型小型電動(dòng)無人機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)：起飛質(zhì)量約2.5kg，巡航速度約80km/h，該系統(tǒng)操作簡單，輕便靈活，適用于小型測(cè)繪項(xiàng)目。無人機(jī)上搭載了Sony NEX-5R微單相機(jī)，配備15mm定焦鏡頭。其主要參數(shù)見表2。

2.3 外業(yè)方案及地面數(shù)據(jù)采集

無人機(jī)航拍時(shí)間為2016年3月某日，當(dāng)日風(fēng)力小于5級(jí)，天氣晴朗，能見度高，飛行采用彈射起飛、自航線規(guī)劃、自降落模式。拍攝的照片存儲(chǔ)在相機(jī)內(nèi)存卡中。

2.4 獲取正射影像

本次采用的后處理軟件是Trimble Business Center攝影測(cè)量模塊。該模塊可將原始數(shù)據(jù)通過簡易、直觀的數(shù)據(jù)處理流程處理，獲得測(cè)區(qū)正射影像與數(shù)字表面模型等成果數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理步驟大致如下。

①創(chuàng)建工程，導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)（圖像數(shù)據(jù)、日志文件、飛行軌跡文件，見圖1、圖2）。

②數(shù)據(jù)導(dǎo)入完成后，通過連接點(diǎn)進(jìn)行圖像校正，見圖3。

③在完成通過連接點(diǎn)進(jìn)行圖像校正后，如有地面控制點(diǎn)可通過地面控制點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行進(jìn)一步的校正處理。

④經(jīng)過上述處理后，生成成果數(shù)據(jù)。見圖4。

3 成果精度評(píng)定

將正射影像與全站儀實(shí)測(cè)地形圖進(jìn)行套合，符合很好，見圖5。

使用該正射影像經(jīng)實(shí)地房檐改正后得到地籍圖，經(jīng)鋼尺量距檢查（共檢測(cè)20條邊），與圖上坐標(biāo)反算相比，界址邊差值最大9.7cm，最小0.9cm（見表3）。精度符合地籍規(guī)程要求。

4 討論

在本項(xiàng)目中，使用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)得到的正射影像相比衛(wèi)星影像具有更高的地面空間分辨率，時(shí)效性更強(qiáng)，克服了全站儀測(cè)量效率低下的缺點(diǎn)。本項(xiàng)目組以無人機(jī)影像獲取與處理方法、幾何校正精度、達(dá)到的分辨率等方面對(duì)無人機(jī)應(yīng)用于農(nóng)村宅基地確權(quán)項(xiàng)目進(jìn)行了研究，探討了無人機(jī)應(yīng)用于此類項(xiàng)目的可行性以及所能達(dá)到的精度。

①無人機(jī)影像幾何校正方面，經(jīng)過相關(guān)軟件處理、相機(jī)檢校參數(shù)、像控點(diǎn)布設(shè)、自動(dòng)空三與加密點(diǎn)計(jì)算等步驟，得到測(cè)區(qū)的正射影像，最后成果平面精度良好，滿足了農(nóng)村宅基地確權(quán)項(xiàng)目的應(yīng)用。

②通過本項(xiàng)目的實(shí)踐，證明利用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)獲取的正射影像，其效率明顯高于傳統(tǒng)全站儀測(cè)量方法。傳統(tǒng)外業(yè)采集方法，考慮到外業(yè)指界還需要涉及相關(guān)人員的配合等問題，1組每天平均可以完成20宗地，采用無人機(jī)影像的方法，一架次實(shí)際測(cè)繪面積（包括了村莊等）達(dá)到了約1km2，按每天約飛行4個(gè)架次，考慮到天氣及內(nèi)業(yè)處理等因素，每組每日平均可以完成約200宗地以上。工作效率較傳統(tǒng)方法提高了10倍以上。

③受自然規(guī)律約束，在提高效率的同時(shí)無人機(jī)技術(shù)還是有一些不足，在夏天植被茂盛時(shí)，應(yīng)用無人機(jī)航飛得到的影像可能不會(huì)很清晰，在冬天則效果較好，因此在季節(jié)上本技術(shù)的應(yīng)用受到了一定限制。

綜上所述，無人機(jī)技術(shù)方興未艾，以其具有很強(qiáng)的靈活性、時(shí)效性，備受業(yè)界同人的好評(píng)。隨著無人機(jī)系統(tǒng)配套軟硬件的發(fā)展與完善，不僅僅將大大提升測(cè)繪水平，還將極大地?cái)U(kuò)展測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用面，帶來更多業(yè)務(wù)，提供更多的測(cè)繪產(chǎn)品。這是因?yàn)樵摷夹g(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的必要手段，為真3DGIS地理信息系統(tǒng)、為礦產(chǎn)業(yè)的開采模擬、為企業(yè)的模擬培訓(xùn)、數(shù)字化管理和為軍隊(duì)的模擬訓(xùn)練等等提供必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)成果。

參考文獻(xiàn)：

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