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探討快速取得土地收儲前期規(guī)劃需求成果的方法

電子工程師 ? 來源:cc ? 2019-01-27 09:44 ? 次閱讀
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一、前言

烏魯木齊是現(xiàn)代化高速發(fā)展的新興城市,近幾年,為了提高土地利用率,促進(jìn)城市的持續(xù)發(fā)展,政府加強了土地收儲工作,通過土地收儲增加了財政收入,改善了城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

2018年6月底,根據(jù)市政府要求,做好城南經(jīng)貿(mào)合作區(qū)中某一片區(qū)的土地收儲工作前期規(guī)劃,要求以7月某日為征收時間節(jié)點,急需獲取時間節(jié)點前該區(qū)域高分辨率影像圖,作為該片區(qū)土地收儲、征收補償?shù)鹊闹匾罁?jù),概算統(tǒng)計出片區(qū)內(nèi)建筑量。烏魯木齊市城市勘察測繪院承擔(dān)本項目,由于時間很緊,影像圖分辨率、現(xiàn)勢性要求高,傳統(tǒng)航測無法滿足工期要求,因此,本項目采用無人機低空航空攝影測量技術(shù),快速獲取影像圖,并利用地理信息軟件對片區(qū)內(nèi)建筑物面積進(jìn)行概算統(tǒng)計。

本文以烏魯木齊首次在土地收儲工作中應(yīng)用無人機為案例,探討快速取得土地收儲前期規(guī)劃需求成果的方法,以期在今后此類似工作中更好地發(fā)揮無人機航測系統(tǒng)的作用,為無人機在本地的應(yīng)用提供實踐參考。

二、測區(qū)概況

測區(qū)位于烏魯木齊市城南,雅瑪里克山南麓,東經(jīng)87°27'-87°33',北緯43°40'-43°47',地貌以山地及丘陵地為主,海拔一般在1000-1200米。測區(qū)內(nèi)建筑以村鎮(zhèn)民居及廠房、庫房為主,G216、G30穿過片區(qū),分布有農(nóng)田,植被較少。居住有漢族、回族、維吾爾族等居民。該區(qū)域?qū)僦袦貛Т箨懶愿珊禋夂颍幱诔鞘心辖硷L(fēng)口,常年風(fēng)力4級以上。

三、軟硬件投入

(1)飛馬機器人科技有限公司的F300、F200固定翼電動無人機各一套,Leica GS12 RTK流動站一臺,工作站2臺。

(2)飛馬 “無人機管家”一套,ArcGIS軟件3套。

四、技術(shù)路線

結(jié)合測區(qū)特點,按照項目要求,提出了技術(shù)路線:采用F300、F200無人機獲取影像數(shù)據(jù),通過飛馬無人機管家軟件處理,生成數(shù)字正射影像圖、數(shù)字表面模型,導(dǎo)入ArcGIS軟件中,進(jìn)行建筑物面積量算,計算建筑物高度,概算統(tǒng)計出片區(qū)建筑面積,技術(shù)路線如圖1:

圖1 技術(shù)路線

五、無人機航空攝影測量

在土地收儲工作中影像圖主要用于新增建筑的判別,要求現(xiàn)勢性好,影像清晰,對數(shù)學(xué)精度要求不高,因此,為了提高外業(yè)航攝效率,在航攝時未布設(shè)像控點,后期需要高精度成果時,選擇明顯地物點,再測量像控點。

航測區(qū)域處于烏魯木齊連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)(URCORS)范圍內(nèi),測區(qū)控制可連接URCORS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK測點完成。

5.1航空攝影

為提高效率,飛馬F300、F200航空攝影采用PPK模式,都搭載了SONYDSC-RX1R II相機,7952*5304有效像素,35mm定焦,飛行高度為250-350米,影像地面分辨率為0.04m,航向重疊度80%,旁向重疊度60%,劃分7個區(qū)塊,區(qū)塊航線如圖2所示。

圖2:區(qū)塊航線規(guī)劃

航測區(qū)域處于烏魯木齊市南郊風(fēng)口,飛行時間段選擇至關(guān)重要,每日午后開始風(fēng)力逐漸加強,11:30至16:00為最佳飛行時間,起飛降落區(qū)域選擇南北各一處空地上,共飛行了13架次,獲取了相片10990張,外業(yè)航飛現(xiàn)場如圖3所示。

圖3:外業(yè)航飛現(xiàn)場

5.2影像數(shù)據(jù)處理

影像數(shù)據(jù)處理軟件采用飛馬無人機管家專業(yè)版,分為智檢圖、智理圖、智拼圖軟件,工作流程如圖4所示。

圖4:影像數(shù)據(jù)處理工作流程

(1)利用智檢圖,基于GPU的并行計算模式,快速提供質(zhì)量報告,展示影像曝光點,腳印圖,影像連接強度等信息,剔除冗余影像。

(2)航測期間有多云天氣,相片顏色有差異,利用智理圖,基于自適應(yīng)的勻光勻色處理算法,消除了影像間色彩、光照不一致現(xiàn)象。

(3)空三加密是整個航測內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的核心部分,利用特征匹配和最小二乘匹配相結(jié)合的多級影像金字塔匹配算法,進(jìn)行同名像點匹配。利用智拼圖,一鍵式操作完成影像從空三到鑲嵌出圖的全部流程,本項目采用高精度 GPS 輔助空三直接定向成圖的方法,空三計算過程如圖5所示。

圖5: 空三計算過程

(4)原始影像制作為1:8000比例尺影像圖,為方便工作使用,將正射影像圖(DOM)分幅為31幅,按1:3000比例尺噴繪,原始影像如圖6所示,數(shù)字表面模型如圖7所示,分幅成果影像圖如圖8所示。

圖6: 原始影像

圖7: DSM

圖8: 分幅成果圖

六、建筑量概算統(tǒng)計

為土地收儲前期規(guī)劃提供收儲片區(qū)內(nèi)建筑量概算數(shù)據(jù),通過無人機影像數(shù)據(jù)處理獲取了正射影像圖(DOM)和數(shù)字表面模型(DSM),利用ArcGIS軟件快速計算出單體建筑面積,概算統(tǒng)計出了片區(qū)內(nèi)建筑總量,建筑物量算個數(shù)為10065棟,建筑物錄入信息個數(shù)為9899條。主要生產(chǎn)過程:

(1)將DOM加載入ArcGIS中,按建筑物表面繪制成面狀要素,由于規(guī)劃要求概算建筑量,屋檐忽略不計。

(2)將DSM加載到ArcGIS中,量取建筑物頂部高程與底部高程,計算出高差,根據(jù)房屋性質(zhì)判斷層高,用高差除以層高得出層數(shù)(如圖9所示,1為房屋高度、2為地面高度),民宅層高基本在3米廠房層高在5米,以此為閾值統(tǒng)計出建筑物層數(shù)。

圖9: 建筑物層數(shù)計算

(3)將房屋層數(shù)、屬性等數(shù)據(jù)錄入ARCGIS。

(4)利用ArcGIS將建筑物單層面積以及建筑面積計算出來(建筑面積=單層面積*層數(shù)),將數(shù)據(jù)導(dǎo)出至Excel表格,提供成果圖如圖10所示。

七、成果評價

(1)正射影像圖(DOM)及分幅圖交付給市土地儲備領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、沙區(qū)征收辦、市規(guī)劃設(shè)計院,影像清晰,現(xiàn)勢性好,得到市領(lǐng)導(dǎo)及使用單位認(rèn)可。

(2)建筑量概算數(shù)據(jù)提供給市規(guī)劃設(shè)計院,已用于土地收儲前期規(guī)劃中。

八、結(jié)語

(1)通過無人機航測系統(tǒng)在土地收儲工作中應(yīng)用實踐,解決了快速獲取土地收儲片區(qū)高分

圖10: 建筑量概算成果圖

辨率影像圖的問題,作為土地收儲、征收等工作的重要依據(jù),高效的進(jìn)行了建筑量概算統(tǒng)計,滿足了前期規(guī)劃需要,獲得了良好的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益。

(2)通過項目的實施,充分發(fā)揮了無人機航測使用成本低、操作簡單、機動快速、高分辨率的技術(shù)優(yōu)勢,滿足了政府部門對地理信息的需求。烏魯木齊市城市勘察測繪院2018年引入了飛馬F300智能航測系統(tǒng),進(jìn)行了大比例尺地形圖測繪、傾斜三維測量等生產(chǎn)實踐,具備了無人機航空攝影測量生產(chǎn)能力,極大提高了烏魯木齊地區(qū)測繪保障服務(wù)能力,示范效應(yīng)顯著。

(3)由于地窩堡國際機場離烏魯木齊市城區(qū)較近,空域和航高協(xié)調(diào)難度極大,采用有人機進(jìn)行高分辨率影像獲取非常困難,無人機航測技術(shù)將成為烏魯木齊市獲取高分辨率影像的重要手段,應(yīng)用前景廣泛。

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原文標(biāo)題:飛馬智能航測系統(tǒng)在土地收儲工作中的應(yīng)用

文章出處:【微信號:feimarobotics2015,微信公眾號:飛馬機器人】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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