無人機傾斜攝影測量在房地一體化項目中的應用

崔志然

(陜西省土地工程建設集團有限責任公司渭南分公司 陜西 渭南 714000)

引言

當前我國大部分地區的鄉村建設和改造呈現出無規劃、建設無序的現狀，改善廣大群眾的居住環境加快城鄉一化的進程是我國農村建設的當務之急。農民的宅基地及房子是農民的重要財產，進一步加快農村宅基地及農房一體化確權工作是切實保障農民權益、維護社會和諧繁榮發展的重要舉措，也是黨中央明確的切實保障廣大農民群眾權益的惠民工程[1-2]。本次農房一體化測量調查工作是將集體建設用地以及農村宅基地的使用權和地上的附著物等實行統一權籍調查、統一確權登記、統一頒發房地一體不動產權證書[3]。

隨著科技的發展，測繪行業正在從傳統的測量方式逐漸轉變為智能及信息化測繪產業，所以機載Lidar、激光掃描、無人機傾斜攝影等高科技測量手段已經比較成熟的運用到測繪項目生產中[4]。本文采用無人機傾斜攝影測量技術可以快速、靈活的多視野多角度的獲取測區高清影像，然后內業快速建模相比傳統測量手段節省了大量的人力和物力，效率也大大的提高了[5-6]。

一、無人機傾斜影像獲取

(一)航線設計與無人機影像采集

本試驗區域采用的是多旋翼DJI Phantom 4pro無人機，飛行前在飛行控制軟件上規劃飛行航線并設定飛行高度、旁向航向重疊度，本次航攝飛行高度為100m地面分辨率為2.99cm，旁向及航向重疊度分別為75%、85%，共采集8466張航攝影像，相機為五鏡頭高清相機分別為一個正射方向和四個傾斜方向對地面進行航攝采集見圖1所示。

圖1 五鏡頭航攝影像

(二)像控點布設

外業像空點的布設是影響三維模型精度的一個很重要因素，像控點位誤差較大則整體模型誤差也較大，所以像控點的布設應注意以下情況。

(1)像控點的布設應在比較空曠容易辨認的地方，運用RTK進行布設像控點時要遠離大功率發電設備以及大面積水面、湖泊等地方，比如可以布設在農村平房房頂用紅漆噴繪“L”型標志或者農村水泥道路上等地方。

(2)像控點布設要求均勻布設，一般像控點間距設置為80m左右，由于測區邊界變形較大所以在邊界四角位置設置雙控制點，地形高差較大地區可以布設密集像控點。

(3)采用RTK以及全站儀進行像控布設時，像控點平面精度應控制在2cm以內。

該項目位于福建省南平市蒲城縣某鎮，該鎮農村地形起伏不大，村落周圍農作物及綠植覆蓋茂盛，外業像控點具體布設方案見圖2所示。

圖2 測區像控布設情況

二、內業數據處理

(一)影像空三數據處理

內業數據處理采取兩種軟件相結的方式，本文提出采用Mirauge3D軟件進行空三數據處理能很好地解決Context Capture軟件在空三運行時照片過多容易出現空三計算中斷、運行崩潰、運行時間長、空三斷層、空三結果粗糙等缺點。但是在紋理貼圖方面Context Capture軟件最后構造的模型更加清晰，紋理效果更好，圖3是兩種軟件運行效率圖。

圖3 兩款軟件空中三角測量運行時間

從時間結果統計圖中可以看出Mirauge3D(圖左1)運行效率是Context Capture(圖右1)運行效率的兩倍，也避免了Context Capture軟件運行斷層、崩潰、數據精度差等結果。在項目測區隨機抽取10個控制點作為檢核數據，對比兩種方案的精度，兩種空三方案高程及平面中誤差見圖4及圖5所示。

圖4 方案一及方案二檢查點高程中誤差

圖5 兩種方案檢查點平面中誤差分析

圖4及圖5中方案一是兩種軟件相結合運行，方案二是Context Capture單獨運行，分析其高程及平面中誤差可以得出Mirauge3D空三結果平面誤差精度為0.025m，高程中誤差為0.048m，而 Context Capture空三數據結果中平面中誤差為0.042m，高程精度為0.051m，綜上述從兩款軟件運行數據誤差結果中可以看出Mirauge3D空三計算精度高于Context Capture軟件。

(二)基于CASS_3D智能及三維線畫聯動數據采集

1.農房一體線畫圖繪制

CASS_3D軟件線畫圖是基于CASS軟件系列開發的3D繪圖軟件，該軟件具有二三維聯動同時繪制，傾斜模型可以從不同角度繪制達到真正“裸眼”3D繪圖效果。

在進行模型采集時候可以采用二三維聯動的采集方案，對于比較規則的平房可以采用二維方式進行采集或者軟件自帶的智能采集方案，對于結構比較復雜樓房可以采用三維采集，如果宗地之間共用墻可以采用“界邊和共邊”方法進行采集，采集方式見圖6。

圖6 二三維聯動采集線畫圖

(三)精度分析

根據《地籍調查規程》(TD/T 1001—2012)規定房產界址點相對于鄰近控制點的點位中誤差及相鄰界址點的間距中誤差不大于5cm，誤差允許值不大于10cm。本次采集了房屋及墻角等20個界址點見表1所示，隨機抽取了兩戶對其房屋邊長誤差精度進行分析見表2所示。

表1 DLG線畫圖平面中誤差

根據界址點平差計算公式：

式子中n為檢查點的個數，通過檢查點精度分析可以得出房屋線畫圖平面中誤差為0.038m，房屋邊長中誤差為0.04m都小于0.05m，符合規范要求。

三、結束語

本文闡述了無人機傾斜攝影測量技術及三維CASS_3D立體采集在房地一體化項目中的運用，并對最終成果線畫圖精度進行了分析求得三維模型的平面中誤差為0.038m，房屋邊長中誤差為0.04m，符合地籍測量規范要求，為大面積地形圖及房地一體化項目的實施提供了一種新的途徑，從了解放了勞動力，提高了生產效率。

不足：(1)在建模過程中人為干預比如刺點等操作影響模型精度；(2)在內業做線畫圖時由于房屋被樹木遮擋或者房屋被附著物貼附等現象內業無法畫出墻面，還需外業調查。