不動產測繪中傾斜攝影測量技術的應用探索

賈玉林

（蒼穹數碼技術股份有限公司）

1 引言

傳統的不動產調查測繪中，界址點測量方法有解析法和圖解法。解析法測量精度高，但施測速度慢，需要不斷搬站測量。圖解法圖解速度較快，但精度低。地籍圖測繪方式除實測法外，還有數字攝影測量法，但數字攝影測量法對人員的職業素質要求高，需要能適應立體觀測環境且保證測標能準確切準模型，其測量精度介于實測法和圖解法 之間。

近年來，隨著傾斜攝影測量技術的發展和三維測圖系統的興起，利用傾斜攝影技術開展不動產權籍測繪已能形成生產力，且較傳統測繪，其人員入門快，成圖過程短，產品種類多，精度滿足要求，為不動產測繪提供了一種全新的技術手段。本文闡述了利用傾斜攝影測量技術開展不動產測繪，并對成圖精度進行檢查分析。

2 技術路線

采用傾斜攝影測量技術開展不動產測繪，需要在航攝前，完成攝影分區的劃定和航線規劃任務，同時對每個攝影分區按照事前像控的方式進行像控點的布設測量。隨即對攝影分區進行航拍，形成覆蓋范圍完整無漏洞的多視角影像數據。隨后即可利用三維建模軟件按照工程創建、空三加密、密集匹配、3D TIN 構建、紋理映射及模型導出等步驟開展三維模型生產[1]。然后將模型導入至三維測圖系統，進行矢量數據的采集。最后對產品精度進行檢測并對發現的問題進行分析。

3 像控點的布設測量

傳統航空攝影測量中，像控點的布設和測量基本為事后像控，即先進行測繪航空攝影，后進行像控點的布設和測量，除非測區環境復雜，事后可作為像控點的地面特征點極少時，需要提前布設地面標志，而利用傾斜攝影測量開展不動產測繪時情況相反，基本為事前像控。

目前，大部分區域開展不動產測繪時，成圖比例尺基本在1:500，依據該成圖比例尺在開展航攝時，平均基準面的地面分辨率基本維持在0.02m，可以說地面分辨率很高，地面的各種地物均能很清晰的反映在航攝影像中（有遮擋除外）。所以，利用傾斜攝影進行不動產測繪生產時，在航向和旁向以100 至150為間距，均勻布設像控點，且像控點均采用底邊50cm 的紅白對頂等腰三角形形式噴涂于地面。完成航空攝影后，該形式的像控點可以清晰的成像于航攝像片中。

目前，像控點的測量基本采用基于CORS 系統覆蓋下的網絡RTK 方式開展。測定像控點的CGCS2000 平面坐標和大地高，對于CORS 信號無法覆蓋的區域可使用單基站RTK 測量模式進行補充。如需1985 國家高程基準下的正常高成果，可以采用付費解算加高程擬合的形式求解成果高程值。像控點的精度需要達到圖根點的精度。

像控點編號和刺點要遵循一定規則和要求，防止后期點位刺錯導致空三成果精度的超限。

4 測繪航空攝影

本次航空攝影采用的無人機飛行平臺為六旋翼電動無人機，搭載五鏡頭傾斜相機進行航攝，其下視鏡頭主距為28mm，側視鏡頭主距為40mm，像元大小為3.98μm。多旋翼無人機作業方式靈活，對起降場地的環境，人員操作的要求相對固定翼較低，但其作業效率 較慢。

因不動產測繪的成圖比例尺基本在1:500，為了能滿足界址點精度要求，測繪航空攝影的地面分辨率設計為0.02m，相對航高為140m。按照建成區域的形狀特點，進行攝影分區的劃分，航向重疊度和旁向重疊度均為80%，以此設計飛行航線，且需要特別注意安全飛行高度。

在外業進行航拍時，需要時刻注意無人機的續航能力，保證設備安全。

5 三維模型生產

航空攝影完成后，利用航拍數據基于Smart 3D 軟件進行三維模型的構建。操作流程主要包括建立工程、空三加密、重建模型。Smart 3D 的自動化程度高，利用其進行空三加密和模型生產時人為干預少，只需前期建立好工程后，即可在集群系統的幫助下生成模型。但高質量的模型產品需要質量過硬的航攝數據，否則后期會加大修模工作量或外業補測工作量，因為利用三維測圖系統進行矢量采集，主要依賴于在三維模型上采集數據，所以模型的質量關乎矢量精度。

根據長期的生產經驗，三維模型的質量很大程度上依賴于前期航攝的地面分辨率、航向重疊、旁向重疊和像控布設測量的質量。地面分辨率低，重疊度低，像控分布不均勻和測量精度低，會導致生成的模型出現不同程度的拉花、變形，細節表現差，同名點錯位等問題。而高分辨率，大重疊度，像控點分布合理，測量精度滿足要求的情況下，生產的模型質量會有很大提高，模型精度高，能有效減少修模或外業補測的工 作量。

Smart 3D對計算機硬件配置要求高，且需要配置集群系統，否則空三后的模型生產階段會很長，配置低會增加系統無響應等各種問題出現的概率。

按照技術設計和三維測圖系統的要求，本次三維模型生產輸出的成果除OSGB 模型外，還需要完整保留xml 空三文件。

6 矢量采集

目前市場上有兩款較為流行的三維測圖系統，分別為清華山維的EPS 和天際航的DP-Modeler。本次矢量采集采用了DP-Modeler 三維測圖系統。該軟件實現三維測圖主要有四步，有數據準備，方案配置，矢量數據采集和成果導出。其中準備的數據主要有航拍照片和Smart3D 生成的xml 空三文件、OSGB模型數據。使用方案配置工具將空三文件及影像、OSGB 模型路徑配置好后，生成影像緩沖，即完成了三維模型導入工作。

使用DP-Modeler 的采編功能，按照相應的地物編碼和采集方式，即可進行矢量采集。該軟件提供兩種建（構）筑物采集方式，如果三維模型精度高，可以直接在三維模型上進行采集，同時也提供了一種在三維模型精度無法滿足需求時，結合影像進行采集的方式。

采集完成后，可利用交換文件CAS，完成成果的輸出和格式轉換。

7 精度檢測

矢量成果輸出后，需要按照不動產權籍調查的技術規程對成果的精度進行檢測，檢驗其是否滿足權籍成果精度。按照統一要求，本次開展的農村不動產確權登記發證項目的區域內，其界址點中誤差不能超過±7.5cm，允許誤差為±15cm。按照測繪成果質量檢查與驗收的相關要求，超過±15cm 的按粗差計算，粗差在5%以內，剔除粗差后計算成果中誤差，如果粗差超過5%，該成果不合格。對每個村都隨機抽取40 至45 個點和邊，利用測量儀器實地進行精度檢測，發現成果均存在粗差，但沒有超過5%。分析造成粗差的原因，主要是部分建（構）筑物結構的多樣性導致內業界址點位置解析錯誤，致使正確的界址點和解析錯誤的界址點較差超限(見圖1、圖2)。

圖1 部分界址點間距較差（中誤差±2.1cm）

圖2 部分界址點點位較差（中誤差±4.2cm）

8 結語

本文針對不動產測繪項目，闡述了利用傾斜攝影測量技術和三維測圖系統，完成測區范圍內1:500 權籍測繪的成圖任務，并通過實測的方式檢測了利用模型數據采集的矢量成果精度。通過在項目中的實際應用加質量檢查的方式，表明該方法在保證精度的前提下，確實可以有效的縮短作業周期，但其前提條件為航拍的分辨率、航拍的重疊度、像控點的布設和測量精度必須滿足相應比例尺成果的要求。