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Frontier Technology Education Workshop

土地规划设计中低空无人机航空摄影测量技术的实践研究

作者

胡凌云

霍邱县土地收购储备发展中心 安徽六安–237400

引言:

土地规划设计是合理利用与开发土地资源的关键步骤,对于数据精度以及处理效率有着很高要求,传统测量方式在复杂地形或者大面积区域应用的时候,大多时候会面临成本较高、周期较长、数据更新较慢等难题,低空无人机航空摄影测量技术依靠其高分辨率、快速且高效、适应性强等优点,给土地规划设计提供了创新解决办法。这项技术可快速获得高精度地理信息,还可借助三维建模达成规划方案的可视化模拟[1]。

一、低空无人机航空摄影测量技术特点

(一)高分辨率与高精度

低空无人机航空摄影测量技术有获取高分辨率影像数据的能力,此为该技术较为突出的一个特性,无人机所搭载的高性能相机,可拍摄出细节 清晰度颇高的影像,其地面分辨率可达厘米级甚至更精细的程度,借助这种高分辨率的影像,对于地物 识别以及测量可更为精准,可清晰地辨别出地面上各类细微的特征,像建筑物的轮廓、道路的标志以及植被的类型等[2]。

在精度表现上,低空无人机航空摄影测量技术与先进定位系统以及摄影测量算法相结合,可达成对地物位置以及尺寸的高精度测量,借助精确的相机标定、空中三角测量等一系列处理步骤,可有效消除影像畸变与误差,提升测量结果的精度。

(二)快速高效

低空无人机航空摄影测量技术呈现出快速且高效的特性,无人机飞行速率较快且机动性颇为出色,可在较短的时间之内完成大面积区域的影像采集工作,相较于传统的航空摄影测量而言,无人机无需复杂的飞行申请以及调度流程,可依据实际需求随时起飞开展作业,极大地缩减了数据获取的时间周期。

在影像处理这个环节当中,随着计算机技术以及算法持续不断地向前发展,影像处理软件的性能有了相当大程度的提升,可迅速地对数量众多的影像数据展开处理工作,比如说,运用并行计算以及分布式处理这些技术,可同时处理多张影像,让影像拼接、正射校正等处理的速度得以加快[3]。此外,自动化处理流程的应用也减少了人工干预,提高了处理效率。在应急测绘和灾害监测中,快速高效的低空无人机航空摄影测量技术能够及时提供灾区的影像信息,为救援决策和灾情评估提供有力支持,为挽救生命和减少损失争取宝贵时间。

(三)灵活性与适应性

低空无人机航空摄影测量技术呈现出较高的灵活性与适应性,无人机可依据不同任务需求,灵活地对飞行高度、速度以及航线加以调整,获取最为适宜的影像数据,在地形复杂且交通不便的区域,无人机可以顺利抵达并采集影像,有效克服了传统测量方法存在的局限性。

此项技术有适应不同环境以及气候条件的能力,在如小雨、微风这类恶劣天气状况下,无人机依旧可在一定程度上开展飞行作业,获取有效的影像数据,另外低空无人机航空摄影测量技术可处理多种类型的影像数据,像可见光影像、多光谱影像以及热红外影像等,以此契合不同行业与应用场景的需求[4]。

二、土地规划设计中低空无人机航空摄影

(一)前期规划与飞行参数的精准设定

低空无人机航空摄影测量技术用于土地规划设计时,首先要注重前期规划有科学性,这就需要技术人员依据测区的地形地貌情况、面积大小以及规划的具体需求,合理地去划定航摄范围,并且挑选适宜的飞行高度、航向重叠率以及旁向重叠率,飞行高度的设定要兼顾影像分辨率与覆盖效率,要是过高的话影像分辨率就会不足,要是过低的话航摄效率就会变得低下,航向与旁向重叠率的调整会对三维建模的精度和完整性产生直接影响,一般需要按照地形起伏程度来进行动态优化。还得综合考量天气条件、光照强度等环境因素,选择在无风或者微风、能见度高的时段去进行航摄,保证影像清晰、色彩真实,为后续的数据处理提供高质量的原始资料。

(二)数据采集与多源信息的高效融合

数据采集属于低空无人机航空摄影测量里的核心部分,重点是达成地理空间信息和属性信息同时获取,无人机所搭载的高分辨率相机可迅速捕捉地表影像,POS 系统则可以实时记录每张影像的拍摄位置以及姿态,给影像的空间定位提供精准依据,要提升数据利用价值,还得把无人机航摄数据和地面测量数据、有地形图、土地利用现状图等多源信息加以融合。借助地理信息系统也就是GIS 平台,把不同来源、不同格式的数据开展统一坐标转换以及空间叠加,形成覆盖全域的“空间-属性”一体化数据库,这种融合丰富了数据维度,也为土地规划设计提供了更全面的决策支持,像凭借对比分析历史影像与现状数据,可精准识别土地利用变化趋势,为规划调整提供科学依据。

(三)后处理分析与三维模型的精细化构建

低空无人机航空摄影测量的后处理分析在提取地理信息以及生成规划成果方面属于关键步骤,这个阶段要运用专业摄影测量软件,针对航摄影像展开空中三角测量、密集匹配以及三维重建工作,生成高精度的数字高程模型也就是 DEM、数字正射影像图即DOM 以及三维实景模型,在构建三维模型时,要重点关注模型的真实性和细节表现力,借助优化点云密度、调整纹理映射参数等办法,保证模型可精确反映地表起伏、地物形态以及空间关系。要依据土地规划设计需求,对三维模型进行二次开发,像提取地形坡度、坡向等参数,模拟不同规划方案下的土方量变化,或者借助虚拟现实也就是VR 技术达成规划成果的可视化展示与交互式操作,这些精细化处理提升了规划设计的科学性与直观性,也为后续施工管理提供了便利工具,比如依靠对比设计模型与施工实景,可实时监测工程进度与质量偏差,保证规划意图精准落实。借助数据分析可对潜在问题给予预测,提前制定相应的应对策略,以此降低项目风险,保障土地规划整个流程可高效且有序地向前推进[5]。

结束语:

低空无人机航空摄影测量技术通过高分辨率影像、快速数据采集及灵活作业模式,显著提升了土地规划设计的科学性与效率。其核心价值在于将复杂地理信息转化为直观的三维模型,为规划决策提供精准依据。实践中需注重前期规划的精准性、数据融合的全面性及模型构建的精细化,以充分发挥技术优势。未来,随着人工智能与大数据技术的融合,该技术将在土地动态监测、智能规划等领域展现更大潜力,推动土地资源管理向数字化、智能化方向迈进。

参考文献:

[1] 王培荣. 基于低空无人机航空摄影测量技术的国土空间生态修复规划研究[J]. 产业创新研

究,2023,(06):93-95.

[2] 冯荣志.低空无人机航空摄影测量技术在土地规划设计中的应用[J].居业,2021,(04):8-9.

[3] 温 福 林 . 低 空 无 人 机 航 空 摄 影 测 量 技 术 在 国 土 综 合 整 治 规 划 设 计 中 的 运 用 [J]. 软

件,2021,42(04):150-152+162.

[4] 李龙城.无人机测绘优化土地规划勘测定界精度研究[J].产品可靠性报告,2025,(06):53-54.

[5] 焦晓林.土地利用规划调查无人机航拍图斑核查方法浅析[J].华北自然资源,2023,(05):115-118.