基于倾斜摄影测量技术在土地整治规划设计建模的研究

夏平  杨传荣

江苏创时空信息技术有限公司  江苏 扬州  225000

摘要:倾斜摄影测量是土地综合治理的重要手段，也是土地综合治理工作的核心内容。在此基础上，借助遥感影像处理软件平台，实现区域自然地理条件、水资源与水系网络分布的3D精细建模，并研究其技术方法，实现对存量建设用地、村级耕地和永久基本农田的有效利用，提升耕地保护水平，提升国土资源利用效率和农村发展活力。

关键词:精细化建模；土地整治；倾斜摄影测量

引言:

本项目拟采用无人机倾斜摄影测量的方法，利用智能3D软件对数据进行处理，构建出一个精细的3D模型。利用全域土地综合治理的方法，与3D模型相结合，提高研究区的生态环境质量，加强国土整治力度，对研究区的建设用地进行优化。

一、无人机倾斜摄影的基本构成和工作原理

无人机倾斜摄影测量是一种使用多个航空传感器构成的高精度摄像机，从多个角度对其进行多角度成像，以获得其立体信息。因此，在使用无人机前，必须全面了解当地的自然地理情况，基础设施建设，生态环境等，选择适合自己的型号，并选择适合自己的多镜头数码相机。在起飞之前，要对无人驾驶飞机进行合理的航线规划，并对其进行调试和现场勘察；其次，从航拍角度出发，选取合适的拍摄参数，分别从5个方位获取建筑物顶面的纹理信息，并将其输入到3D造型软件中，建立倾斜照明3D精细模型。三维精细建模的流程显示在图1中，说明了这种方法的应用。

图１ 三维精细建模的过程

二、三维精细建模

（一）控制点的测定

控制点的布置要先将测区全部覆盖，并根据测区的实际情况，根据测区的地形特点，在测区周围进行加密。对于图像模糊、与周围环境颜色没有明显差异或部分遮挡的物体，都不宜用作像点。要选择开阔、无遮挡的地方，航空摄影图像清晰、对象明确，例如人行横道上的标志点、公路转弯点﹐其标志点可以是“L”形，也可以是“十”形，因此，合理布置像控点，是提高资料精度的前提。

（二）倾斜影像的获取

传统的获取被测区域目标信息的方式一般仅限于正投影影像，而利用倾斜摄影技术，则能得到全向立体影像。基于此，本课题以无人机为研究对象，综合考虑飞行高度、飞行速度、拍摄间隔和飞行间隔等因素，研究不同飞行条件对飞行效率和数据精度的影响。通过多视角倾斜摄影，大大提高了获取图像的效率。

（三）外业补测及调绘

在飞行过程中，由于天气、地物等因素的干扰，要求飞行人员对不能飞行的资料进行现场补测，以确保所获得的结果符合实际情况；对于不能准确获得立体资料的对象，现场调绘时，也要进行影像判读，在判读时，应按照先远后近，先易后难，先整体后局部的原则，综合选择地物和地貌。例如，在进行公路制图时，要综合考虑道路、地形、居民点等要素的拓扑关系。

（四）三维精细建模与输出

三维建模分为三个阶段，首先是由 Context CaptureMaster创建一个新的项目，包含了图片的导入、图片的核对；选择功能分区汇总，提交空三计算，新的区块由提交的空三生成；运行上下文捕获引擎，承载空中三角计算；在空三操作完成后，对工程进行重构，设定坐标系的参数；在对各个模块进行划分之后，将其提交到一个新的产品中，然后选择将其生成为第三方可视化与分析软件优化过的3D模型。它可以自动地对被测区域进行完全的3D建模，从而使地形的分层和颜色层次的清晰度得到最大的提升。见图2。

图2 3D建模效果

三、倾斜摄影测量技术在全域国土综合治理中的应用

（一）无人机倾斜摄影测量的具体应用

在清华山维 EPS软件平台上，利用无人机航拍等方式，在调查区域内绘制了施工前和竣工后的 l∶2000数字化地形图，并将下列地形要素汇总起来：①居住用地上的建筑和构筑物要精确地标注出它们的结构特征，对小于0.6 mm的简单房屋，可以用直线来连接；②能精确标明其所在位置、层数和结构特点；③在编制植被图时，要注意植物的种类和空间分布情况。④测绘区域的坎地时，应在坎上、坎下标注海拔资料；⑤对自然地名称如村镇、公路、河流等进行普查、核查；⑥要实事求是地查清各村的界线。

完成国土利用地图后，将该区域的各类地物特征与3D模型相结合，进行了属性划分和区域汇总统计。在进行分类筛选时，经常会发现同一类别中有其它类型的碎小地物，这就需要对其进行分块，以降低后期地类分析的影响。

（二）应用倾斜摄影测量的技术探讨

本课题拟在前期研究基础上，通过无人机倾斜摄影测量，获得目标地区的三维立体影像，从而降低人工测量带来的误差，保证工程人员的人身安全，还能对该地区各种地物、地貌的三维坐标和分布状况进行直接的了解，如：地形、河道、林木分布、住宅选址等，可供规划人员参考。在工程进行期间，利用无人机航拍技术，对治理效果进行实时、动态的监控，并对治理方案中存在的问题进行及时的修正，以保证本项目的顺利开展。相对于传统的摄影测量方法，无人机倾斜测量具有无垂向约束、可获取多角度地形信息、具有较高的航向、较大的侧向重叠、以及曝光次数、较高的精度和穿透性；该系统适用于大面积、复杂地形、人工难以抵达的区域，最终形成更加逼真的3 D、4 D产品。

四、结语

土地综合整治是我国在全国范围内作出的一项重大战略决策，是保障发展，坚守底线，促进转型，惠及民生的重要举措。要坚持“因地制宜，实事求是，客观精确，可定量化，可统计，可验证”的原则。相对于传统的测量方式，利用斜视图摄影法进行图像处理具有更多的便捷和直观的优点。该系统具有测量精度高、测量范围广等特点，能有效地降低作业成本、提高作业安全、减轻劳动强度、缩短工时。

但是，受气候、高层建筑等因素的影响，对地形的判断可能会有一些偏差，因此，在进行调查时，工作人员应该选择比较开阔的天气情况，这样才能更好地利用无人机航拍的优势，通过倾斜摄影测量和全域土地综合整治，使农用地与生态保护与修复得到更好的协调，实现了用地结构的优化，提高了耕地的质量，提高了农业综合生产能力，让人们的居住和居住条件得到了很大的改善，同时也为基础设施的建设提供了支撑，推动了社会主义新农村的发展。

参考文献：

[1] 刘小芳.倾斜摄影测量技术在工业BIM设计中的应用[J].有色冶金设计与研究, 2022, 43(6):50-53.

[2] 胡宝青.倾斜摄影测量技术在城市实景三维建模中的应用研究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2023(5):4.