【无人机遥感与三维激光扫描融合的不动产测量应用分析2900字】

无人机遥感与三维激光扫描融合的不动产测量应用分析目录TOC\o"1-3"\h\u15515无人机遥感与三维激光扫描融合的不动产测量应用分析 1256751.1无人机倾斜摄影数据获取与处理 1283851.1.1无人机数据获取 1184601.1.2数据处理与构建模型 160551.2三维激光扫描测量方法 312151.2.1点云数据采集 386971.2.2点云配准及测图 3301351.3试验结果分析 5116271.1.1测图精度检测 535751.1.2效率对比分析 7133241.1.3不同测量方法综合对比分析 81.1无人机倾斜摄影数据获取与处理1.1.1无人机数据获取本次试验采用大疆M600搭载睿铂D2倾斜相机进行数据获取，相机及航摄参数如表3-1所示。在采集到倾斜影像后要对影像进行质量检查，确保像片纹理清晰，曝光适度。表3-1航摄参数统计表航摄参数数值相机参数数值摄区面积/km²2传感器尺寸(mm*mm)21.5*15.6地面分辨率GSD/cm1.5像元物理尺寸/μm1.9航向重叠率90%焦距/mm20/35旁向重叠率80%侧视镜头倾斜角50相对航高/m905相机总像素1.2亿1.1.2数据处理与构建模型在构建三维模型之前，无人机的镜头像片需要进行匀光匀色处理，避免在飞行测量过程中出现色调不一的问题，特别是雨雪天气或者其他光照不足的情况[[]杨彦梅，施磊，张守敏等基于倾斜摄影测量的三维数字测图试验[]杨彦梅，施磊，张守敏等基于倾斜摄影测量的三维数字测图试验研究[J]地矿测绘，2017，33(1)：25-27图3-1局部三维模型示意图图3-2三维模型测图示意图1.2三维激光扫描测量方法1.2.1点云数据采集本次响潭湾村试验区的三维激光扫描外业数据采集仪器，使用的是天宝TX8三维激光扫描仪，试验区响潭湾村范围大且地物特征丰富，在进行点云数据采集时，采用地物特征法来对试验区进行设站扫描，扫描过程中要确保每个相邻的测站有3个以上可供拼接的公共平面。扫描仪参数如表3-2所示。表3-2扫描仪参数统计表仪器参数数值备注测量速率/MHz1.0视场角360°*317°最小测程/m0.6最大标准测程/m130目标反射率14%-85%最大标准测程/m110目标反射率9%设置扫描站点前要对试验区周围环境进行勘察，确保使用最少的测站情况下高效率地获取详细的地物数据。在架设好测量仪器(TX8有倾角计量功能，无须整平)对参数进行设置调整，科学地设置扫描参数能够大幅度提高工作效率，要选择与试验区项目环境最为符合地点云数据数量。1.2.2点云配准及测图由于试验区内的不动产分布较为密集，因此使用相邻测站公共面的自动拼接方式能够符合数据点的精度配准要求；但是由于试验区内有部分地区的地物特征不够明显，植被覆盖量大，房屋数量少，这时就需要手工去进行点云配准，构建三维模型后得到最终的点云数据配准精度小于1mm。基于农村不动产权籍调查测量的要求，激光扫描仪的三维点云数据获取后需要进行矢量化，将不动产要素进行提取，输出试验区宗地图与三维模型。第一步提取不动产要素时需要将生成的点云数据导入到设备自带软件Trimblerealworks，该软件可以对天宝TX8三维激光扫描仪采集到的场景点云数据进行配准，测量以及处理。提取不动产要素输出测区宗地图具体过程如下：首先把三维激光扫描仪采集到的点云数据导入到Trimblerealworks中，进行三维扫描是，设置的每个测站使用的都是自己测站设置的单独坐标，并不统一，因此在进行数据拼接时，要先将坐标系进行无目标站点式整体拼接，确保每个测站的数据都能够进行数据处理使用。测量人员在进行三维激光扫描时，一般都是在大范围的复杂现场进行扫描，完成一次点云数据的采集需要的站点数少则几十，多则上百，因此想要进行精确提取画线图，对点云数据进行精确的三维建模，就需要完成高精度的站点拼接。在完成三维点云数据的导入、拼接、转换之后，就可以进行基于点云数据的特征点自提取，需要使用到RealWork中的“特征点工具”模块中对不动产要素的房屋边线，屋角墙角等要素进行提取，测绘人员通过提取出来的特征点信息来判断特征点的位置，对特征点的三维坐标进行提取。提取到不动产的点位信息之后，就可以使用Trimblerealworks进行宗地和房屋轮廓线的连接绘制。在点云配准时，Trimblerealworks可以快速提取具有明显不动产要素的特征点，可试验中也存在一些受遮挡明显无法进行快速提取的特征点，导致整个提取过程出现效率降低的情况。这种情况可以采用间接法或者传统的测量方式如无人机倾斜影响来对无法快速提取的特征点进行要素信息获取，从而来保证不动产权籍调查测量的完整性。图3-3扫描导入原始点云图3-4配准后点云示意图图3-5配准后点云示意图1.3试验结果分析1.1.1测图精度检测为了确保本次响潭湾村试验区试验的无人倾斜摄影测图和三维激光扫描测量的成果精度能够完全满足国家要求的不动产数据信息采集要求，同时为了保证农村不动产测量的正确性、严谨性、完整性，在地籍图绘制完成后要对测图成果进行检测。本次响潭湾村试验区试验选择了总测区面积的20%进行对比试验，利用全站仪测量法对检测点坐标进行采集，从而确保有对比数据来验证无人机倾斜摄影和三维激光扫描的测图精度，如表3-3和表3-4所示。表3-3无人机倾斜摄影法测图精度检测表序号量测坐标X/m量测坐标Y/m实测坐标X/m实测坐标Y/mΔX/mΔY/mΔD/m1**15.849**142.986**15.851**142.976-0.0020.010.012**11.65**151.02**11.633**151.0190.0170.0010.0173**10.683**161.771**10.669**161.7660.0140.0050.0154**6.483**160.573**06.476**160.6090.007-0.0360.0375**98.954**158.363**98.956**158.398-0.002-0.0350.035…48**9.905**386.371**9.923**386.383-0.018-0.0120.02249**5.755**396.46**5.778**396.61-0.023-0.0150.02850**95.959**395.54**95.974**395.548-0.015-0.0080.013点位中误差m=0.044m表3-4三维激光扫描法测图精度检测表序号量测坐标X/m量测坐标Y/m实测坐标X/m实测坐标Y/mΔX/mΔY/mΔD/m1**4.974**164.111**4.985**164.105-0.0140.0060.0152**2.661**186.071**2.677**186.056-0.0160.0150.0223**98.279**185.561**98.271**185.5730.008-0.0120.0144**92.594**184.989**92.576**184.9640.0180.0250.0315**89.862**184.669**89.888**184.653-0.0260.0160.031…48**95.021**548.593**95.001**548.590.020.0030.0249**8.371**551.894**8.35**551.8840.0210.010.02350**6.688**559.011**6.656**559.0050.0320.0060.033点位中误差m=0.023m根据50对无人机倾斜摄影法和三维激光扫描法的检测数据进行分析验证后，结合高精度观测中误差计算公式（3-1）

m=±[ΔΔ]n 1.1.2效率对比分析全站仪法，无人机倾斜摄影测图法和三维激光扫描测图法测量完成同一片试验区的任务时间统计如表3-5所示。表3-5测图任务时间统计表测图面积/km²外业时间/h内业处理时间/h测图时间/h成图精度/cm全站仪法0.2260.540/无人机倾斜摄影法0.226164.4三维激光扫描法0.288242.3从表3-5中可以分析得出无人机倾斜摄影测量的数据采集速度比常规的全站仪测量法要快13倍，对比普通的测量方法，有效节约了外业测量时间，提高了外业工作效率；三维激光扫描法的效率特点在于外业的数据采集速度相比于全站仪测量来说节约了大量的时间，省去了外业劳动，将外业处理的时间转移到内业的工作上。其效率对比常规的测量方法也节约了近一半的时间。1.1.3不同测量方法综合对比分析本节主要列举了三种权籍测量方法的测量原理、关键技术、应用特点，着重分析了无人机倾斜影像与三维激光扫描方法融合的不动产测量应用的优势。下面综