一、前言
在社会发展的新阶段，我国经济实现了迅速的增长，社会建设逐渐得到完善，人们的生活逐步得到改善。构建和谐国土是我国和谐社会发展目标稳步推进的基础。基层国土资源管理的发展取得了一定的效果和成绩。新时期的发展观念和建设内容改变，但基层国土资源管理在发展理念与管理方式上较为落后，特别是在实际管理时，存在部分措施得不到全面落实、难以对新问题进行有效的解决以及管理模式不健全等问题，摄影测量技术具有更全面、更直观、更真实、更准确、高效率等优点，有关工作人员可依据摄影测量技术的优点，立足于根本寻找问题，并根据新时期的发展特点制订相应的解决方式。
时代的不断发展，使得摄影测量技术得到了很大的提高。在国土资源测绘上使用摄影技术可以很好地实现精准测绘，以便能够了解国土资源使用情况，实现对国有土地资源的有效管理和防治。这对实现社会经济发展有着很大的促进作用。在我国现代国土资源管理方面，管理水平还有待提高，土地资源管理还不够精细，尤其是在现代管理中，随着信息时代的大力发展，对土地数据的采集和更新要求也越来越高，常规测绘方式已经不能满足现代管理要求。
二、摄影测量技术在国土资源管理中的使用优势
1.操作便捷与高效性
在国土资源测绘中采用摄影测量技术，具有操作便捷以及高效性的特点，能够在短时间完成较大的工作量。随着我国信息技术的提高，摄影测量技术也得到了很大的发展，在实际工作中，通过摄影测量技术可以根据任务随时工作，操作简单，工作成本较低，且能够适应各种地区的测绘，不会受到平面的影响。同时摄影测量技术不会受到恶劣天气的影响，具有较高的工作效率，缩短了测量工作期限，通过完整系统的测绘可以提高后期的研究价值，保证后期工作的有序进行。
2.获取更加精准的地理信息
在摄影测量技术的实际应用中，可以自动生成相应的坐标系，在特定操作过程中，相关工作人员只要对设备进行控制，就可以通过直接扫描或距离测量获取相应的三维数据信息。摄影测量技术的应用提高了测量工作质量，使测量数据信息更加准确，为国土资源管理工作的开展提供了更好的参考信息。这些数据信息以三维模型更加直观地显示，使员工能够更好地了解地理环境，为制定管理战略提供技术支持，对管理工作的发展非常有帮助。
三、倾斜摄影测量关键技术及难点分析
1.影像匹配
通过高精度、高可靠性的通用多角度多视影像匹配模型，包括以CPU多核多进程并行计算和GPU并行分解与高性能加速技术为基础的基于窗口的多角度多视匹配算法WMVM和基于逐像素的多角度多视匹配算法PMVM;基于多角度多视匹配模型的建筑物自动量测及自动纹理映射技术，用于快速获取成像区域精细三维城市模型数据。
影像密集匹配是自动获取几何对象和场景模型的多张影像的一个关键因素。与正射影像相比，倾斜影像具有地物变形大、分辨率不统一的问题。为了更好地解决这些问题，提出了基于多视角倾斜摄影的密集匹配，利用倾斜影像密集匹配方法可以获得高精度、高密度的数字点云。
2.区域网联合平差
多角度多视遥感影像全自动联合区域网平差技术，包括基于多角度多视匹配模型的影像同名像点自动匹配技术和POS辅助的竖直影像和倾斜影像联合区域网平差技术，用于获取倾斜相机精确外方位元素和无控制快速三维城市模型数据采集。
3.高密度的DSM自动提取技术
基于多角度多视匹配模型的高密度DSM自动提取技术，用于从影像数据中自动高效地获取成像区域高精度、高密度DSM数据和以3D纹理TIN为基础的城市三维模型。
4.倾斜影像拼接技术
对于影像上的像素综合考虑:⑴像素对应地面点到候选倾斜影像的距离;⑵地面点到影像透视中心的光线与地面点到候选影像透视中心的光线间夹角，从而选择在哪张倾斜影像上获取其灰度值。在倾斜影像中，垂直地物特别是密集的高层地物之间会出现重影，需要对地物重影进行处理。这就需要考虑在平坦地区进行拼接，采用待拼接的两影像在接缝处密集匹配生成DSM，在倾斜影像和对应的下视影像间匹配直线特征，识别竖直地物，进而对其位置进行改正。
四、倾斜摄影测量技术优缺点
低空无人机倾斜摄影测量获取多视角影像，是重要的数据来源，具有:⑴快速的机动响应能力，能够通过地面快速到达指定目标区域，并且不受阴、云天气的影响，能以最快的速度，在最短的时间获取目标区域高精度地面信息。⑵快速成像和现场工作的最小，在短时间内航摄成像并构建真实地表模型，不需要实地勘测和垂直方向纹理获取。⑶数据自动化处理相较于传统三维建模方式数据量小。国内外多种倾斜摄影数据处理软件发展相对成熟，能实现数据高度的自动化处理，输出高分辨率的带有真实纹理的三角网格模型，数据量小，可以快速进行网络发布，实现数据共享。⑷模型真实、细节丰富、建模成本低。更加真实地反映地物的实际情况;成图快，有效地降低城市三维建模成本。⑸倾斜影像可实现单张影像量测，可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等的量测，与传统的无人机航摄、大型航摄仪和GIS建模相比，倾斜摄影测量将具有更广泛的适用性。
五、现代摄影测量技术的具体应用
1.卫片执法
目前，在对土地资源进行管理时，利用卫星遥感摄影技术实施对土地资源的执法和督导，该项技术已经很成熟，在到土地资源的管理中，发挥了很大的管理价值。在现代管理中，为了提高管理技术，可以将这项业务深度使用到土地执法与监管，并开展全国土地调查遥感监测工作，实现高效的管理。但是由于这项工作时间较久，而且工作时间不固定，因此在管理上存在一些不足，从而出现监管不到位的现象。如有的单位为了能够发展业务，开始违规使用土地，在执法人员到了的时候就停止，离开现场后继续施工。这就使得监管存在一定的不足，对已经进行到一定程度的工程无法改变事实，很难进行整改，使得国土资源管理部门不得不接受现实。而利用无人机摄影测量技术可以杜绝这一问题。实施全面系统的监控，做到及早发现、及早制止，避免违法使用土地资源的现象发生。
2.倾斜摄影实景三维模型成果拓展应用
包含多源信息，包括倾斜的照片实景三维模型数据成果、具有三维地理空间位置坐标数据的点云、反映现实的实际纹理图像等。根据结果，可以提取数字高程模型数据、数字表面模型数据、实际拍摄图像数据等。可以进行更深入的二次开发和应用。倾斜摄影的实景三维模型数据成果具有高精度、可测量、空间透视等特点，可与当前地理信息系统平台软件轻松集成，比以前二维基本地理信息数据更直观、更真实、更准确，此外倾斜摄影在房地产测量、空间规划、房地产管理、应急服务、数字校园、智慧社区等领域具有一定的应用价值。
3.耕地保护
对于国土资源的管理，还需要相关人员不断加强对于耕地的保护。我国虽然国土面积广阔，但是由于人口数量较多，导致人均土地面积较小。再加上目前城市化建设进程的不断加快，导致耕地被大量占用，这对于我国粮食安全十分不利。在耕地的保护工作中，管理人员需要在地籍测绘中应用摄影测量技术，从而及时掌握耕地发生的变化，也可以与此前的历史数据进行对比，快速了解耕地出现的改变，第一时间进行观察，不断提高工作效率。此外，地籍测绘中的相关技术还可以不断提高各类信息的录入效率，帮助管理人员建立耕地信息数据库。这样一来，相关人员可以通过数据库线上调取耕地的相关信息，从而进行不定期抽查，方便管理人员随时掌握耕地的实际情况。如果耕地出现了被挤占的情况，管理人员可以第一时间掌握并进行处理，实现较好的保护。
4.动态监测土地资源管理中的应用
以往获取遥感影像只能通过卫星获取，获取成本较高且时效性、精度不能达到要求，随着技术水平不断提升，无人机摄影测量技术已发展较为成熟且具有高效、成本较低等优势，能实时获取相关影像数据实现土地动态监测，为土地资源管理工作的开展提供了基础保障。过去，在土地资源管理工作中，土地资源相关数据信息无法实时更新，对土地资源管理工作的有效开展产生了一定的影响，但利用无人机摄影测量技术对土地资源进行动态监测，具有在土地资源管理事业开展中实时查看信息的特点。同时整理和分析与土地资源相关的数据信息，使相关管理部门能够更好地掌握土地资源的实际情况。在实际应用无人机摄影测量技术时，实现对通过数字处理功能获得的相关土地资源数据的信息处理，通过三维图像展示，整合原来单一的数据信息，更加直观地表达土地资源信息，确保土地资源管理工作的有效发展。
无人机摄影测量的重要特征是可以进行动态监控，主要采用遥感影像技术与地理信息数据进行融合，获得遥感正射影像。遥感影像的处理能够清晰地显示各个土地类型间的差异，例如提取土地利用变化信息，结合土地已有的情况在不同时段进行信息分析，信息数据的差异，动态信息的管理以及信息系统中的历史性内容都可以纳入到动态监控中。例如，获取可视化地理服务信息就可以采用平面静态和高层信息实施测绘。可视化的测绘技术将三维技术和地理信息融合在一起，大大提高了测绘的保障性服务，优化了测绘成果的实现，同时能够为其他业务提供一定支撑，进而为农业生产和工业生产提供前瞻性提示。
六、研究成果
倾斜摄影测量在国土管理工作中的应用
1.促进地质灾害监测与治理
通过倾斜摄影测量技术建立的三维模型与传统正射影像叠加DEM建立的伪三维模型相比具有明显的优势，为地灾点监测提供了直观、真实的三维模型。
水平方向上，由于倾斜相机垂直方向的镜头是正射的，与传统的正射影像一致，能清晰地展示水平地表面上的地物详细信息。垂直方向上，由于倾斜相机前视、后视、左视、右视4个方向都能拍摄，通过数据处理后能获得清晰的地物侧面信息。通过倾斜摄影测量构建的三维模型真实地反映了岩体侧面的信息，能从各个角度观察危岩的岩体特征，而传统正射影像叠加DEM建立的伪三维模型只能精确地显示出水平方向的地物信息，垂直方向上基本无信息显示。如要获得清晰的侧面纹理特征，需对地物进行拍照，获取地物的结构和纹理特征，进行贴纹理处理，从而使得建模时间加长、成本增加，并且导致数据量大且冗余、纹理失真等各种缺陷。通过倾斜摄影测量获取地灾点的现状数据，构建地灾点的真实三维模型，可以实现在室内对地灾点进行排查，及时发现地灾点隐患点。对于地灾点尤其是坡度较大、人员难以到达的地灾点的监测具有重要意义。此外，基于倾斜摄影测量成果，可以实现地灾体(点)距离、表面积和体积的量算，可以为地质灾害治理工程设计与工程量估算、灾后抢险和灾后灾情评估提供基础数据和决策支撑。
2.推动城市精细化管理
随着信息技术的发展，精细化城市管理以及辅助决策显得尤为重要，从技术层面来看，城市精细化管理是以网络信息为基础的城市信息体系，即综合运用地理信息系统、全球定位系统、遥感系统、宽带网络、多媒体、虚拟仿真及物联网和云计算等技术，对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集，动态监管和辅助决策服务。作为城市发展的基础和载体，对基础设施进行信息化是进行城市精细化管理的基本保证。对主城区与重点规划建设区的高精度三维信息进行采集，可以推动国土资源信息化，提高国土资源管理的智能化程度，将极大地促进城市精细化管理。
3.不动产登记
不动产登记是为全国统一的不动产交易市场的形成构建明晰的产权基础，需要搭建一个统一的数据平台来管理海量的地形图、影像图和地籍图等各类不动产权属信息。采用传统的二维系统管理村镇中的低矮建筑，定位界址点的平面坐标即可确定不动产权属。但是城市的快速发展，特别是城市高层建筑鳞次栉比，在平面上将产生大量的权属信息重叠、冗余，不能进行精细化、准确化的空间信息管理。三维系统能将海量的数据在空间上进行精确定位、显示，直观地展示出位置和属性信息，更能适合现代城市信息化发展的要求。倾斜摄影测量三维模型具有真实性强、精度高、快速生产的特点，非常适合作为统一的空间载体，支撑不动产登记海量业务数据。
4.土地整治
土地整治是指对低效、不合理、未利用以及生产建设活动和自然灾毁的土地进行整治，完成地上各大要素的布设，以实现土地整理区资源的合理开发利用。在实景三维模型的基础上对土地利用、农田水利工程、道路工程、防护林工程等规划的重要方面进行结构调整，确定整治规划设计思路，形成最终的规划设计图。三维模型可进行距离、面积和推填土方量的计算，可以对规划的合理性进行判断，以便对规划进行调整完善。通过实景三维模型辅助土地整治方法，基于实景三维模型生成地形图、数字高程模型图，并在此基础上开展工程布局设计、工程量估算。实景三维模型可以为土地整治中的农田、村庄、道路的规划设计、土方量计算等工作提供更为直观、科学、经济的解决方案，为建设资源节约型、环境友好型的社会主义新农村提供了重要的技术支撑。
5.风景区和保护区的展示监督
目前，倾斜摄影测量模型充分发挥了低空无人机倾斜摄影测量技术的优势，快速地获取景区或保护区的航摄影像，快速地进行数据处理，在最短的时间构建真实三维地表模型。数据量小，在景区或保护区平台上快速发布，不仅让游客对景区和保护区有更直观的整体感受，而且连续多年的观测可以用来对区域内的植被、水位、建筑等要素进行监测和定位，更好地监督区域内的变化，对风景区和保护区进行更好地保护，实现景区的可持续发展。低空无人机倾斜摄影测量获取的影像数据比卫星图像便宜得多，并且需要最少的训练，因此，具有在世界各地的保护区管理机构使用的潜力。
结语：
随着国土资源管理工作精细化、高效化、规范化管理的需求的不断增加，倾斜摄影测量以其独有的技术优势将发挥越来越重要的作用。将倾斜摄影测量应用到土地测绘、地灾监测、土地权属调查、地籍测绘等国土资源管理工作中，如地质灾害监测、土地调查、地籍测绘等，弥补基于正射影像应用的不足，为国土资源管理工作提供更高效和更直观的数据支持。但是低空倾斜摄影测量也存在一些不足:无人机续航能力差，一次性覆盖面积小，不适合大范围的航空摄影;无人机的载重有限，很多无人机搭载的相机都不是专业测绘相机，航摄精度有待验证;目前倾斜摄影三维模型主要为展示实地地表地貌，对于后续的单体建模和与GIS技术结合等技术还需进一步研究。
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