淺談數字化測量新技術在房地一體化中的應用

王立爭 趙世鑫

（1、遼寧省交通高等專科學校，遼寧 沈陽110000 2、沈陽諾丁山科技有限公司，遼寧 沈陽110000）

2019 年中央1 號文件明確提出“加快推進宅基地使用權確權登記頒證工作，力爭2020 年基本完成。”農村宅基地及房屋權籍調查是復核農村宅基地、集體建設用地權屬調查、地籍測量成果，完成地上房屋及其定著物的調查和測量，建立農村“房地一體”的權籍調查數據庫。

傳統的作業方法，通常采用GPS－RTK 結合全站儀的實地測量方法，該方法的優點是精度高，缺點是工作量大，需投入大量人力、物力且效率低、周期長、成本高。采用數字化測量作業方法，基于無人機技術的傾斜航空攝影測量，可以方便、靈活地獲取攝取多角度高分辨影像，快速自動地生成實景三維模型，基于實景三維模型進行地理要素采集，節省了時間，降低成本，提供效率。本文依托真實的房地一體化項目，利用無人機傾斜攝影方法獲取地籍測量、宅基地測量數據，希望為實現農村宅基地快速調查測量提供借鑒。

1 數據采集

無人機傾斜攝影測量技術是一項無接觸測量技術，它同時具備了遙感、正攝、三維建模等測量技術手段的優點。該技術目前應用越來越成熟，無人機形式多樣，為了保證精度，采用五鏡頭多旋翼無人機進行數據采集。

1.1 像控點布設

其中像控點的密度和平面位置精度直接影響基于三維傾斜攝影生產的房地一體成果資料的平面位置精度。因此，應根據村莊的形狀、大小以及村莊道路的分布情況，布設點位均勻、始終的像控點。像控點點位應選擇在易于判別、特征明顯、與周圍地物顏色反差大、盡可能為永久地物并易于影像上精確定位刺點的特征點。像控點布設完畢后進行航線設計并進行無人機飛行，獲得高分辨率傾斜影像如圖1。同時注意，保證像控點精度，若像控點誤差過大也會出現空中三角測量失敗，這時只能進行復測像控點并重新進行空中三角測量。

1.2 重疊度選擇

在進行航線規劃時應根據模型的清晰度、地形的變化選擇適當的重疊度，若重疊度過低會導致空中三角測量失敗；若重疊度過高會增加數據量增加數據處理時間。

2 數據處理

2.1 建模流程

利用ContextCapture Center 軟件來完成三維模型的建立，ContextCapture Center 軟件可將不同角度的數字影像作為輸入，并將相機屬性、影像位置、像控點等導入，經過軟件自動化處理，輸出可量測的實景三維模型。三維模型效果圖如圖1 所示，三維建模的流程圖如圖2 所示。

圖1 實景模型

圖2 流程圖

在進行數據處理的時候應特別注意坐標系的選擇，應選擇對應外業的坐標系及中央經線，若選擇錯誤的坐標系則會產生不可逆的錯誤，只能重新進行數據處理。此外在數據處理時還應注意空三分層、集群時輔機引擎顯示not found。

空三分層：出現空三分層應檢查一下空三的三維視圖，確定分層部位的大小。若分層部位較小即可使用連接點進行矯正，若分層部位較大則需進行空三設置并重新進行空中三角測量，若還是無法解決就需要檢查照片重疊度、像制點誤差；若是照片重疊度不夠導致的空三分層需要進行補拍，并重新進行數據處理；若是像制點誤差較大則需對像控點進行復測，使用復測數據進行數據處理，一般可解決問題。

集群時輔機引擎顯示not found：輔機引擎出現not found 時應是輔機與主機不在同一局域網絡內，或者輔機設定的監控路徑與主機設定的監控路徑不一致；解決方法也較簡單，若是輔機與主機不在同一局域網內只需進行網線配置即可。若輔機設定的監控路徑與主機設定的監控路徑不一致則需重新設置一下輔機的監控路徑就能解決問題。

2.2 空三報告

在數據處理過程應按照流程來進行操做，可以在空中三角測量完成后進行查看空三報告，空三報告中包含項目摘要、鏡頭畸變、照片位置、照片匹配、像控點、連接點六項，空三報告如圖3 所示。空三報告中應重點注意相機位置和像控點誤差，相機位置可以很好的表現出空三質量，如有空三分層、空三錯亂等問題都可以在相機位置中表現出來，此外相機位置會出現高度上的略微偏移，這是像控點對于相機位置進行了矯正。畢竟相機位置本身是有一定的誤差。若相機位置在高度上的偏移較大則需進行像控點和相機位置的檢查，找出原因并作出針對性解決。像控點誤差應重點關注3D Error [meters]，3D Error[meters] 誤差不宜大于0.01，若大于0.01 則說明相控點誤差較大，可進行像控點復測并重新進行數據處理。如圖3 所示，空三位置無明顯分層、錯亂，較為平整；也并無單個相機分離整體，其中兩側視圖上相機均勻分布成一條線形，正視圖上可見每個相機位置，航線分布也較為清晰。這說明該空三并未出現分層、錯亂現象，如像控點誤差在合理范圍內時，該空三質量合格。

圖3 空三報告

3 平面圖繪制

應用中海達HIDATA 軟件進行平面圖繪制，可直接導入Tif、img、hdc 等格式影像，也可直接打開dxf、dwg 格式文件。本項目采用osgb 格式的三維實景模型，先將窗口設置成三維窗口然后導入三維實景模型，若不將窗口設置成三維窗口那么三維實景模型無法導入。后對應房屋、道路類型來選擇不同線形。若房屋房檐突出可使用工具對房檐進行削除。

房屋平面繪制應根據三維實景模型以房屋側面為基礎，進行房屋平面圖的繪制，如圖4 所示。應選擇清晰度最高的特征點采集并選擇最佳視角，避免出現坐標偏移；對于房屋密集或者存在嚴重遮擋的情況下不要強行采集，經過外業補測后再進行采集。最終成果如圖5 所示。

圖4 繪制平面圖

4 結論

圖5 房屋平面圖

在房地一體化中運用數字化測量新技術可通過對房屋建筑物全方位進行拍攝影像數據的采集，并能高精度、高效率獲得相關數據，還能通過軟件技術生成三維實景模型，真實客觀的將地面地物以及地形變化反映出來。無人機數據采集-ContextCapture Center 實景建模-HIDATA 平面圖繪制，在實際應用過程中，在進行外業數據采集時應特別注意相片重疊度不宜過低，同時也應注意像控點精度不宜過差，若沒有注意這些問題會給內業帶來一些不必要的麻煩，外業也需要進行補飛或復測像控點。在內業數據處理時也應特別注意空三質量是否合格，若不合格應及時尋找問題并解決，空三質量不合格會使得后續的工作或多或少出現一些問題，這樣會增加成本，也會增加一些負擔。中海達HIDATA 基于數字正射影像與三維影像采集，面對復雜地形也可以高效靈活完成測繪任務；應注意的是在采集特征點時應多角度旋轉，避免出現坐標偏移。同時對與遮擋物較多的情況下不可強行采集特征點，這樣很容易造成特征點坐標的偏移，對于遮擋物多的地形應采取其他軟件進行采集特征點。數字化測量新技術完全實現了房地一體化勘測的目標，節約了大量人力，保證了測繪質量，同時提高了工作效率。