无人机航空摄影测量系统在农村土地确权中的应用_王妍
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2． 2． 3 检查点设置
为了验证 PPSG UAV 系统输出成果的精度，在布设像 控点的同时设置了 17 个检查点，用于取样验证最终成果 的数学精度。
图 3 像控点分布图 Fig． 3 Image control point distribution
2． 3 数据处理 2． 3． 1 外业操作
根据航线设 计 并 结 合 现 场 环 境，选 择 了 无 人 机 起 落 地点，因需避开中午的时间，起落地点分别选择了测区内 西南和东北方 向 路 边 较 为 开 阔 的 地 带，同 时 结 合 航 线 设 计了曝光点。
2． 3． 4 空中三角测量
空中三角测量是航空摄影测量中利用像片内在的几 何特性，在室内加密控制点的方法，即利用连续摄取的具 有一定重叠的航摄像片，依据少量野外控制点，以摄影测 量方法建立同实地相应的航线模型或区域网模型（ 光学 的或数字的） ，从而获取加密点的平面坐标和高程。
PPSG UAV 系统采用导航 GPS 辅助空中三角测量相 比差分 GPS 辅助空中三角测量来说曝光点的三维坐标精 度要低，但其同 时 引 入 姿 态 数 据，每 个 像 片 的 倾 角、旋 角 都可以实时改正，并且，采用了特征点匹配技术。其影像 数据的处理完全可以满足规范要求。
Abstract： This paper introduces the outskirts of the city of Shuangyashan 2． 5 km2 area on PPSG UAV （ rural land contractual management right is the right to pilot test area of Shuangyashan） UAV，UAV with non metric camera to obtain low altitude remote sensing data，the installation of computer professional three blank solution specific image processing software，finally achieve the digital orthophoto map （ DOM） ，digital surface model （ DSM） ，the aerial triangulation results of the system precision and digital orthophoto map with data analysis （ DOM） ，digital surface model （ DSM） accuracy，have reached the figure accuracy of aerial photography digital measurement results of geographic information scale 1∶ 1 000． Key words： the UAV aerial photographic measurement system； rural land rights； digital orthophoto map； PPSG UAV
第 38 卷 第 8 期 2015 年 8 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFOＲMATION TECHNOLOGY
Vol． 38，No． 8 Aug． ，2015
无人机航空摄影测量系统在农村土地确权中的应用
王 妍1 ，孔祥仲1 ，贾世真 1 ，刘 辉2
（ 1． 黑龙江测绘计量仪器检定站，黑龙江 哈尔滨 150081； 2． 黑龙江省勃利县国土资源局，黑龙江 七台河 154500）
2． 2． 1 航摄设计
根据项目要求成图比例尺 1∶ 1 000，考虑到实地的地 形比较复杂，设计的航摄比例尺为 1∶ 6 000。数码相机焦 距为 35 mm，相对航高 H = mf = 210 m。地面分辨率根据 1∶ 1 000比 例 尺 成 图 要 求，为 0． 1 m。测 区 大 小 东 西 宽 1． 4 km、南北长 1． 5 km，现场实际踏勘，根据道路交通情 况规划航线为南北方向，共 14 条航线，如图 2 所示。
射影像图（ DOM） 、数字表面模型（ DSM） 的精度，都达到了航空摄影测量地理信息数字成果比例尺 1∶ 1 000 的成
图精度。
关键词： 无人机航空摄影测量系统； 农村土地确权； 数字正射影像图； PPSG UAV
中图分类号： P231
文献标识码： A
文章编号： 1672 － 5867（ 2015） 08 － 0114 － 03
1． 1 无人机航空摄影系统组成
无人机航空 摄 影 系多 种 设备，如飞行平台、飞行导航与控制系统、地面监控系统、 任务设备、数据传 输 系 统、发 射 与 回 收 系 统 和 地 面 保 障 设备。
1． 2 无人机航空摄影作业流程
无人机航空摄影作业流程与常规航空摄影流程基本 一致，如图 1 所示。
0引言
随着农村土地承包经营权调查（ 以下称农村土地确 权） 工作的展开，业内人士在不断探讨农村土地确权底图 的制作方法，而传统的内外业一体化成图、平板仪测量成 图等方法均有其局限性。本项目以农村土地确权工作为 对象，推进无 人 机 航 空 摄 影 测 量 系 统 在 农 村 土 地 确 权 工 作中的 应 用。通 过 对 无 人 机 航 空 摄 影 测 量 系 统 PPSG UAV 进行研究，并与具体工程项目实际密切结合，获取了 相关数据，其 对 研 究 无 人 机 航 空 摄 影 测 量 系 统 和 农 村 土 地确权工作方法的探讨具有一定现实意义。
图 2 航线图 Fig． 2 Ｒoute map
2 无人机航空摄影测量系统在农村土地确 权中的应用
2． 1 任务内容
本项目选取了 MD － 1000 四旋翼无人机航空摄影测 量系统对试点区域进行了试生产项目。项目的主要工作 内容是： 面积为 2 km2 ，1∶ 1 000 比例尺航空摄影及数字正 射影像图、数字高程模型制作。
1 无人机航空摄影测量系统
无人机航空摄影测量系统具有成本低、机动灵活、限
制条件少、无须专业起降场地等优点，同时传感器无须专 业量测相机，数码相机可以灵活调节光圈、快门、感光度、 焦距，并可通过专业软件对色彩、反差、亮度进行调整，减 少了影像对光照的依赖，并可以灵活地设计航高。因此， 在小范围大比例尺测绘项目中有着很好竞争力。
2． 2． 2 像控点的布设
因为本次无人机航空摄影测量系统采用了微型单反 数码相机，单幅获取影像地面覆盖范围有限，影像数量很 多。如果采用 常 规 航 空 摄 影 测 量 的 像 控 点 布 设 方 法，则 会增加外业的工作量，同时也为了检核 PPSG UAV 系统的 特征点匹配技 术，在 本 项 目 中 像 控 点 并 没 有 按 常 规 的 布 设方法作业，而 是 在 测 区 内 较 为 平 缓 的 地 点 均 匀 布 设 了 13 个像控点，如图 3 所示。
2． 4 成果检查及精度分析
1） 定向建模精度分析 以成图比例尺 1 ∶ 1 000 地形图加密规定为例。相对 定向上下视差中误差 2 /3 个像素，最大残差 4 /3 个像素， PPSG UAV 系统的空中三角测量满足了规范的要求。 2） 检查点中误差分析 通过 GPS 的方法测量像控点的同时，测量了设置的 17 个检查点的平面直角坐标和正常高，检查点的精度与 像控点的一致，通 过 图 解 法 在 数 字 正 射 影 像 图 和 数 字 高 程模型上拾取检查点的坐标。比较了 GPS 坐标和拾取坐 标，得到 真 误 差，再 计 算 获 得 检 查 点 的 平 面 中 误 差 为 ± 0． 059 1 m，高程中误差为 ± 0． 148 6 m。
The UAV Aerial Photographic Measurement System in the Ｒural Land Ｒights Application
WANG Yan1 ，KONG Xiang － zhong1 ，JIA Shi － zhen1 ，LIU Hui2 （ 1． Heilongjiang Surveying and Mapping Instrument Calibration，Harbin 150081，China； 2． Boli County Land Ｒesources Bureau of Heilongjiang Province，Qitaihe 154500，China）
2． 3． 5 DOM 和 DSM 成果
此次试验项目要求成果为 DSM 和 DOM，并使用 DOM 采集地块的数字线划图（ DLG） 。
1） DSM 成果 DSM 的自动提取是数字摄影测量的重要技术之一， 其关键就是全自动影像匹配。本项目匹配生成的的 DSM 成果如图 4 所示。
间关系和承包 农 户 无 法 到 场 的 原 因，并 没 有 生 成 全 部 的 DLG。要掌握好地形要素综合取舍的一致性，质量控制贯 穿于生产作业的全过程，应用质量检查软件对 DLG 数据 进行自动检查，对属性精度和数据接边进行半自动检查。
2． 2 实施方案制订
通过对已有资料的分析，该市已有 COＲS 和 D 级控制 网。像控点的测量采用网络 ＲTK 技术，GPS 接收机使用 的是思拓 力 S9 GNSS 接 收 机。因 本 次 试 验 测 区 范 围 较 小，无人机没有采用固定翼无人机而使用了 MD4 － 1000 四旋翼无人机系统，数码相机采用了索尼 ILCE － 7Ｒ 微型 单反相机配置 35 mm 定焦镜头。
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测绘与空间地理信息
2015 年
3） 畸变差改正： 相机的检校一般根据相机画幅的大 小选择在室内 或 者 室 外 检 校 场 进 行，在 室 内 检 校 通 常 采 用在格网平面 控 制 场 测 定 物 镜 畸 变 差，使 用 三 维 控 制 场 测定相机的内方位元素的方法。
为了验证 PPSG UAV 系统输出成果的精度，在布设像 控点的同时设置了 17 个检查点，用于取样验证最终成果 的数学精度。
图 3 像控点分布图 Fig． 3 Image control point distribution
2． 3 数据处理 2． 3． 1 外业操作
根据航线设 计 并 结 合 现 场 环 境，选 择 了 无 人 机 起 落 地点，因需避开中午的时间，起落地点分别选择了测区内 西南和东北方 向 路 边 较 为 开 阔 的 地 带，同 时 结 合 航 线 设 计了曝光点。
2． 3． 4 空中三角测量
空中三角测量是航空摄影测量中利用像片内在的几 何特性，在室内加密控制点的方法，即利用连续摄取的具 有一定重叠的航摄像片，依据少量野外控制点，以摄影测 量方法建立同实地相应的航线模型或区域网模型（ 光学 的或数字的） ，从而获取加密点的平面坐标和高程。
PPSG UAV 系统采用导航 GPS 辅助空中三角测量相 比差分 GPS 辅助空中三角测量来说曝光点的三维坐标精 度要低，但其同 时 引 入 姿 态 数 据，每 个 像 片 的 倾 角、旋 角 都可以实时改正，并且，采用了特征点匹配技术。其影像 数据的处理完全可以满足规范要求。
Abstract： This paper introduces the outskirts of the city of Shuangyashan 2． 5 km2 area on PPSG UAV （ rural land contractual management right is the right to pilot test area of Shuangyashan） UAV，UAV with non metric camera to obtain low altitude remote sensing data，the installation of computer professional three blank solution specific image processing software，finally achieve the digital orthophoto map （ DOM） ，digital surface model （ DSM） ，the aerial triangulation results of the system precision and digital orthophoto map with data analysis （ DOM） ，digital surface model （ DSM） accuracy，have reached the figure accuracy of aerial photography digital measurement results of geographic information scale 1∶ 1 000． Key words： the UAV aerial photographic measurement system； rural land rights； digital orthophoto map； PPSG UAV
第 38 卷 第 8 期 2015 年 8 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFOＲMATION TECHNOLOGY
Vol． 38，No． 8 Aug． ，2015
无人机航空摄影测量系统在农村土地确权中的应用
王 妍1 ，孔祥仲1 ，贾世真 1 ，刘 辉2
（ 1． 黑龙江测绘计量仪器检定站，黑龙江 哈尔滨 150081； 2． 黑龙江省勃利县国土资源局，黑龙江 七台河 154500）
2． 2． 1 航摄设计
根据项目要求成图比例尺 1∶ 1 000，考虑到实地的地 形比较复杂，设计的航摄比例尺为 1∶ 6 000。数码相机焦 距为 35 mm，相对航高 H = mf = 210 m。地面分辨率根据 1∶ 1 000比 例 尺 成 图 要 求，为 0． 1 m。测 区 大 小 东 西 宽 1． 4 km、南北长 1． 5 km，现场实际踏勘，根据道路交通情 况规划航线为南北方向，共 14 条航线，如图 2 所示。
射影像图（ DOM） 、数字表面模型（ DSM） 的精度，都达到了航空摄影测量地理信息数字成果比例尺 1∶ 1 000 的成
图精度。
关键词： 无人机航空摄影测量系统； 农村土地确权； 数字正射影像图； PPSG UAV
中图分类号： P231
文献标识码： A
文章编号： 1672 － 5867（ 2015） 08 － 0114 － 03
1． 1 无人机航空摄影系统组成
无人机航空 摄 影 系多 种 设备，如飞行平台、飞行导航与控制系统、地面监控系统、 任务设备、数据传 输 系 统、发 射 与 回 收 系 统 和 地 面 保 障 设备。
1． 2 无人机航空摄影作业流程
无人机航空摄影作业流程与常规航空摄影流程基本 一致，如图 1 所示。
0引言
随着农村土地承包经营权调查（ 以下称农村土地确 权） 工作的展开，业内人士在不断探讨农村土地确权底图 的制作方法，而传统的内外业一体化成图、平板仪测量成 图等方法均有其局限性。本项目以农村土地确权工作为 对象，推进无 人 机 航 空 摄 影 测 量 系 统 在 农 村 土 地 确 权 工 作中的 应 用。通 过 对 无 人 机 航 空 摄 影 测 量 系 统 PPSG UAV 进行研究，并与具体工程项目实际密切结合，获取了 相关数据，其 对 研 究 无 人 机 航 空 摄 影 测 量 系 统 和 农 村 土 地确权工作方法的探讨具有一定现实意义。
图 2 航线图 Fig． 2 Ｒoute map
2 无人机航空摄影测量系统在农村土地确 权中的应用
2． 1 任务内容
本项目选取了 MD － 1000 四旋翼无人机航空摄影测 量系统对试点区域进行了试生产项目。项目的主要工作 内容是： 面积为 2 km2 ，1∶ 1 000 比例尺航空摄影及数字正 射影像图、数字高程模型制作。
1 无人机航空摄影测量系统
无人机航空摄影测量系统具有成本低、机动灵活、限
制条件少、无须专业起降场地等优点，同时传感器无须专 业量测相机，数码相机可以灵活调节光圈、快门、感光度、 焦距，并可通过专业软件对色彩、反差、亮度进行调整，减 少了影像对光照的依赖，并可以灵活地设计航高。因此， 在小范围大比例尺测绘项目中有着很好竞争力。
2． 2． 2 像控点的布设
因为本次无人机航空摄影测量系统采用了微型单反 数码相机，单幅获取影像地面覆盖范围有限，影像数量很 多。如果采用 常 规 航 空 摄 影 测 量 的 像 控 点 布 设 方 法，则 会增加外业的工作量，同时也为了检核 PPSG UAV 系统的 特征点匹配技 术，在 本 项 目 中 像 控 点 并 没 有 按 常 规 的 布 设方法作业，而 是 在 测 区 内 较 为 平 缓 的 地 点 均 匀 布 设 了 13 个像控点，如图 3 所示。
2． 4 成果检查及精度分析
1） 定向建模精度分析 以成图比例尺 1 ∶ 1 000 地形图加密规定为例。相对 定向上下视差中误差 2 /3 个像素，最大残差 4 /3 个像素， PPSG UAV 系统的空中三角测量满足了规范的要求。 2） 检查点中误差分析 通过 GPS 的方法测量像控点的同时，测量了设置的 17 个检查点的平面直角坐标和正常高，检查点的精度与 像控点的一致，通 过 图 解 法 在 数 字 正 射 影 像 图 和 数 字 高 程模型上拾取检查点的坐标。比较了 GPS 坐标和拾取坐 标，得到 真 误 差，再 计 算 获 得 检 查 点 的 平 面 中 误 差 为 ± 0． 059 1 m，高程中误差为 ± 0． 148 6 m。
The UAV Aerial Photographic Measurement System in the Ｒural Land Ｒights Application
WANG Yan1 ，KONG Xiang － zhong1 ，JIA Shi － zhen1 ，LIU Hui2 （ 1． Heilongjiang Surveying and Mapping Instrument Calibration，Harbin 150081，China； 2． Boli County Land Ｒesources Bureau of Heilongjiang Province，Qitaihe 154500，China）
2． 3． 5 DOM 和 DSM 成果
此次试验项目要求成果为 DSM 和 DOM，并使用 DOM 采集地块的数字线划图（ DLG） 。
1） DSM 成果 DSM 的自动提取是数字摄影测量的重要技术之一， 其关键就是全自动影像匹配。本项目匹配生成的的 DSM 成果如图 4 所示。
间关系和承包 农 户 无 法 到 场 的 原 因，并 没 有 生 成 全 部 的 DLG。要掌握好地形要素综合取舍的一致性，质量控制贯 穿于生产作业的全过程，应用质量检查软件对 DLG 数据 进行自动检查，对属性精度和数据接边进行半自动检查。
2． 2 实施方案制订
通过对已有资料的分析，该市已有 COＲS 和 D 级控制 网。像控点的测量采用网络 ＲTK 技术，GPS 接收机使用 的是思拓 力 S9 GNSS 接 收 机。因 本 次 试 验 测 区 范 围 较 小，无人机没有采用固定翼无人机而使用了 MD4 － 1000 四旋翼无人机系统，数码相机采用了索尼 ILCE － 7Ｒ 微型 单反相机配置 35 mm 定焦镜头。
116
测绘与空间地理信息
2015 年
3） 畸变差改正： 相机的检校一般根据相机画幅的大 小选择在室内 或 者 室 外 检 校 场 进 行，在 室 内 检 校 通 常 采 用在格网平面 控 制 场 测 定 物 镜 畸 变 差，使 用 三 维 控 制 场 测定相机的内方位元素的方法。
