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关于数字正射影像在农经权中的应用研究

来源: 测绘院
发布时间:2018-10-19
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  摘要:随着经济社会的发展,各项数据精准化逐渐形成标准,数字正射影像图(DOM)作为数字摄影测量的重要产品之一,近年来得到了越来越广泛的应用领域,DOM具有精度高、信息量丰富、逼真直观、信息获取容易快捷等优势,为农村土地确权登记颁证、不动产、三权发证、数字城市、智慧城市等工作中的应用提供了可靠准确的依据。本文基于农村土地承包经营权确权登记登记工作(以下简称:农经权)正射影像项目,详细探讨了不同比例尺下数字正射影像在农经权中的应用以及在稀少检测点的1:2000比例尺标准分幅正射影像图的平面精度检测方法。

  关键词:农经权 精度检测 DOM制作 底图

  1引言

  伴随我国工业化、信息化、城镇化和现代农业化进程,农村劳动力大量转移,农业物资技术装备水平不断提高,农户承包土地的经营流转明显加快。稳定完善农村土地承包关系,规范引导农村土地经营权有序流转,加快培育新型农业经营主体,建立健全农业社会化服务体系将迫在眉睫。为加强农村土地承包管理,保护农民土地承包权益,华池县将全面开展农村土地承包经营权登记工作,对全县实行家庭承包经营的农用耕地进行确权登记。其中,数码航空影像制作的DOM是进行农经权工作的主要依据,因此正射影像图的精度是做好农村土地承包经营权确权登记的重要基础,精度检测等是数字正射影像图检验的重要环节。利用高精度、高分辨率的影像图具有直观、内容丰富、真实易辨识、空间位置关系明确等,应用于农经权是不可或缺的辅助数据。

  2 影像制作方法探讨

  2.1 航飞要求

  影像质量的高低,主要与航测系统的选择、地面采样率、焦距、航高及比例尺、航线设置、飞行质量控制、摄影质量控制等密不可分。

  2.1.1 航测系统

  一般而言,无人机的航测质量较直升机较差,在飞行过程中,无人机的性能在续航能力、最大任务载荷、巡航速度、最大抗风能力、最高升限方面都不及直升机。但是,无人机在小范围的航测方便又具有快捷方便的特点。

  2.1.2地面采样率、焦距、航高及比例尺

  面采样率、相机镜头焦距、航飞高度及航摄比例尺是相互制约的,公式为:

  2.1.3航线设置、飞行质量控制、摄影质量控制

  航线的设置与行政界限、谷歌影像、二调影像、飞行范围、航向重叠度、旁向的重叠度密切相关。随着遥感技术的发展,目前,行业内先进技术手段方式方法颇多。在飞行姿态、航高控制、天气、风向、摄影时间、季节、地表附着物等方面的要求非常高。只有在各方面把控到位,才能航飞出高质量、高分辨率的影像图,为后期的数据提供切实可行的权源依据。

  2.2 相片控制测量

  像片控制点拟根据飞行架次采取9点法进行布设,航向跨度5~8公里,周边凸凹处及困难区域适当增加控制点,不同架次之间和相同架次分次处理的航线结合处,适当增设像控点,同时,布设的主要原则是像控点距像片边沿一般不得小于100个像素,刺点目标稀少等困难地区像控点距像片边沿最小应不小于80个像素。像控点距像片的各类标志大于10个像素。测区周边控制点应满足测图范围要求。选择清楚的刺点目标点,实地辨认精度不大于20cm。选择细小线状地物(小路、田埂)交叉中心或边沿拐角;拐角应交角良好,在30°~150°范围内。选择影像大小在0.4mm以内的点状地物中心,局部高程变化较小的地方,高程急剧变化的斜坡不宜作为选刺点目标。当控制点选在植被、高出地面或陡坎边缘时,应量注其点位至地面的比高,比高量至0.01m,并说明点位高程测至何处。困难地区目标条件与像片条件矛盾时,应着重考虑目标条件。本次施测的外业像控点应同时满足平面和高程控制的要求。像片控制点采用一人选点,一人检查,要对所选的测点目标及像片条件进行核实。考虑到像控点施测问题,像控点的选择、检查与联测同步进行。具体布设见图2。

  图2 控制点布设图

  2.3 DOM制作

  制作过程相对于前期航飞,像控点测量而言方法多种多样,可供使用的软件也各有千秋。主要包括空三加密、DEM制作、DOM制作等步骤。

  主要采用自动匹配为主,人工干预修正为辅的方法进行DEM制作,即通过软件进行高精度影像自动匹配获取DSM,通过软件滤波获取初始DEM,对于地形复杂、地物遮挡或自动匹配不能反映地貌特征的地方,由人工在立体模型上补采特征点、特征线数据,内插得到满足DOM纠正精度的DEM数据。为了保证影像范围,应在作业范围基础上外扩20m。利用DEM数据对影像进行数字微分纠正和影像重采样,生成数字正射影像。对于影像拉花、地物变形等情况,可以采用局部适当修正DEM的方法进行影像纠正。

  3 精度检测方法及高精度分析

  经过甘肃省基础地理信息中心对于华池县农经权遥感影像的质量精度检查得出:影像分辨率符合要求、精度高。通过比对分析,发现在华池县农经权工作中,存在许多值得借鉴的方法与经验。

  3.1 平面精度检测方法

  平面精度检测的方法有多种,需根据具体情况选择合理的检测方法,一般是利用加密保密点进行精度检测,加密保密点是在内业加密过程中自动生成的一系列带有坐标的点,每个保密点都在控制片上有具体位置,根据保密点坐标及在小影像上的位置,确定同名影像范围,找出其在正射影像图上相应的位置,读出坐标,与保密点的坐标进行比较计算出中误差。

  另一种方法是利用比例尺较大一级的线划图,将线划图与正射影像图叠加或直接在线划图上读取明显目标点坐标,与数字正射影像图上同名像点坐标进行比较,按上式统计中误差。

  第三种方法是实地进行测定,根据数字正射影像图上明显地物点的影像,利用RTK或全站仪进行坐标测定,这种方法可视性强,精度高,但工作量大,效率低。

  3.2 农经权检测方法

  在本次农经权工作中检主要是通过内业检查与外业检查相结合的方式完成。内业检查采用人机交互方式,对成图范围、区域的符合性,数学基础,图幅分幅与编号,分辨率,测图控制点覆盖范围、密度的符合性、接边精度、影像质量、附件质量等内容进行乐检查。通过检查,筛选出存在问题的区域,然后进行外业核查。

  3.2.1 检测要求

  平面检测点位置应分布均匀,尽量选在影像特征点上,主要包括道路交叉口、独立地物点、电杆根部中心、接近直角的线状地物交点、影像明显的脊谷交义点、地物明显的角点或拐点等。

  3.2.2 检查点的选取

  一幅1:2000的图内采集20-50个检测点,由于地理地形限制,检测点的数量不能满足,规范要求,现采用每四幅1:2000比例尺为一个单元来采集检测点,检测点的个数为30-50个进行检测。

  图3 外业监测点测量现场

  3.2.3 精度统计

  表1 抽样3区

  表2 抽样16区

  通过计算,中误差分别为0.12m与0.207m,符合平面精度要求。

  4 结论

  随着遥感技术的发展,高精度、高分辨率、高光谱遥感及雷达影像的应用在城市建筑建设,交通信息完善,农业林业海洋等方面日趋成熟。传统的土地利用调查费用高、劳动强度大、时效性差,很难满足社会经济发展及土地可持续利用的需要。而遥感技术具有宏观、动态、便捷、可重复和成本低等诸多优点,将其与航测数据融合处理,协调配合应用到土地调查中来是非常有益的技术手段,对于按时完成全国农经权具有十分重要的研究意义和使用价值。只有确保正射影像的精度质量,严格的影像制作处理,才能保证后续工作的顺利进行,避免重复作业。但是,在实际的工作中仍存在一定的局限性和急需解决的问题,相信,随着空间技术的不断成熟,遥感技术手段的不断提高以及计算机视觉技术的不断提高,相信自动化土地利用调查,数据的事实更新以及大数据的高效处理将越来越完善。

  参 考 文 献

  例如:

  [1] 农村土地承包经营权确权登记颁证工作资料汇编.甘肃省农牧局印制,2015.

  [2] 王西娟,王虹.农村土地承包经营权登记正射影像图精度检测方法探讨. 测绘技术装备报,2015.

  [3]John R.Jensen,遥感数字影像处理导论[M],北京:机械工业出版社,2007.

  [4]周翔,林辉,马丰丰,莫登奎,孙华.IRS-P6影像最佳波段组合选择与制图精度评价.[J].中南林业科技大学学报(自然科学版),2008-1-15.

  [5]林辉.刘泰龙.李际平.遥感技术基础教程[M].长沙:中南大学出版社,2002.

  [6]韦玉春,汤国安,杨昕.遥感数字图像处理教程[M].北京:科学出版社,2007.

  [7]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2013.