倾斜摄影技术在国土调查中的应用获奖科研报告

倾斜摄影技术在国土调查中的应用获奖科研报告由于国土调查的精细化、三维化的业务需求，探索与试验倾斜摄影技术在国土调查举证的应用，形成完善技术流程与方法，可为国土调查工作提供新的技术方法。

关键词：自然资源调查;倾斜摄影;国土调查

1、国土调查

根据《中华人民共和国土地管理法》、《土地调查条例》有关规定，国务院决定自2017年起开展第三次全国土地调查，全面查清当前全国土地利用状况，掌握正式准确的土地基础数据，对调查成果开展互联网+调查举证工作[1]。

2、无人机倾斜摄影技术

三维倾斜摄影通过在飞行平台上搭载传感器，从一个垂直、四个倾斜等多个不同的角度采集影像，获取到调查区域的高精度三维地表模型。它不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的国土三维模型。倾斜摄影技术主要特点能够获取多个视点和视角影像，更加真实地反映地物的实际情况，弥补正摄影像的不足，满足多样化的市场需求[2]。

3、组建三维倾斜摄影测量系统

国土调查举证的业务特点是调查举证图斑分布比较分散，相对于传统摄影测量，作业区域比较小，操作人员没有专业航空摄影测量业务基础，需要快速获取三维倾斜成果。本次研究测量系统采用大疆经纬M200无人机配自主研发的4目相机。

1）飞行器简介

大疆多旋翼M200无人机经纬系列飞行平台延续经纬系列可靠耐用的机身设计，可以在严苛环境下进行空中作业。大疆M200设计紧凑，扩展灵活，只能控制系统与飞行性能显著优化，可为多行业提供解决方案。

经纬M200采用双电池设计，续航时间在25分钟左右，飞机最大载重1.45kg，遥控器信号距离5km左右。

2）自研四目相機

公司自主研发适用于大疆经纬M200无人机的四目相机DM4，相机重为300克左右，镜头焦距8mm，传感器尺寸13.2x8.8mm，分辨率4800x3200像素，最短曝光间隔0.7s。

3）地面站系统

采用大疆DJITerra，提供自主航线规划、飞行航拍、二维正射影像与三维模型重建的应用软件包括APP与PC端。一站式解决方案帮助行业用户全面提升航测内外业效率，将真实场景转化为数字资产。

4）调查云平台

根据第三次国土调查工作要求，所有调查成果外业调查采用“互联网+”方式进行外业调查与成果审核，调查云采用互联网方式[3]，将调查成果上传调查云平台，在云平台上进行成果审核与浏览，中天自然调查举证云平台在原来二维基础上增加了三维成果审核与浏览功能。

4、倾斜摄影数据的获取

4.1项目范围获取

将作业范围上传调查云平台，通过外网将把调查范围作业任务下发给外业作业人员，外业人员实地通过网络接收调查任务，实地执行外业飞行。本次试验作业任务为0.2平方公里图斑。

4.2实地外业采集

采用大疆智图软件，下载调查任务在实地设置航高及航向、旁向重叠度信息，规划飞行航线，实地执行外业采集任务。

1）创建任务：点击“航线飞行”按钮，创建航线，选择所需任务类型为“倾斜摄影”，选择需要飞行的范围。

2）规划航线

输入相机参数，设置飞机飞行高度与速度信息、四个相机的旁向重叠率、航向重叠率及倾斜重叠率信息，保存设置航线，软件将根据参数设置自动规划航线。

3）执行任务

在航线库中选择任务，点击该任务，点击“开始飞行”，仔细阅读弹出的注意事项列表，确认后将弹出飞行准备列表，等待航线上传至飞行器，飞行器将按照规划航线飞行执行任务。

4）任务完成

任务完成后，飞行器将根据所选的“任务完成动作”执行相应动作，动作完毕后用户可自由操控飞行器。

4.3内业三维建模

内业三维建模采用两种模式进行，实时建模与离线建模模式。

实时建模，飞行器在飞行过程通过4G网络将任务数据实时传输给后台，任务执行完毕后，等实时数据传输完成后，后台服务器端开始全自动建模处理，最终形成三维倾斜成果。

离线建模，等飞行器任务执行完毕后，将飞行航片通过拷贝方式将数据拷入服务器中执行三维建模，最终形成三维倾斜成果。

离线模式任务执行完成后，将航片数据拷入服务器中，采用大疆智图软件对航拍成果进行三维建模处理，中等精细成果0.2平方公里480张照片处理时间耗时3.5小时。

4.4成果发布

三维倾斜成果生成3Dtiles模型，调查云平台自动将发布三维模型和图斑进行关联，在调查云平台上可以直接浏览图斑三维模型信息。

5、倾斜摄影技术在国土调查举证中应用

倾斜摄影技术在国土调查及举证方面进行如下应用。

1）图斑用地信息分析

基于三维地表模型，与三调成果库结合，分析三调成果库中地类的空间分布情况是否合理。

2）图斑举证信息核查

将三维地表模型作为图斑的举证信息，结合国土调查数据库，对调查成果进行地类、面积、边界的核查[3]。

3）建设用地地类分析

分析独立建设用地的三维表面模型，探索基于建设用地的三维表面模型辅助地类判读与核查。

4）快速响应及地类分析

突发情况使用倾斜影像能为用户快速提供丰富的地理信息，直观的三维地表模型和相关系统辅助分析，能为应急事件的处置提供辅助决策支持。

6、结束语

通过研究倾斜摄影技术在国土调查举证应用实例，从调查举证平台获取调查举证图斑区域，使用大疆无人机搭载四目相机获取实地照片，内业建模形成举证三维地表模型，可对调查图斑进行举证与分析，精度误差在可控范围内，满足调查举要要求。三维倾斜数据，不仅突破了空间信息在二维平面中单调展示的束缚，也为信息