無人機傾斜攝影測量技術在地籍測繪中的應用分析
——以蚌埠市轄區宅基地確權登記為例

沈如穩 （安徽省地質礦產勘查局三一二地質隊，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

為落實鄉村振興戰略，推進農村社會發展，近年來宅基地和集體建設用地使用權確權登記發證工作的受關注程度不斷提升，農村宅基地確權登記屬于該工作的基礎，具備施測范圍小、用地特點單一、分布范圍廣、地域分散、房屋密集、基礎數據少等特點。為提升宅基地使用權確權登記發證地籍測繪的效率和質量，無人機傾斜攝影測量技術在其中的合理應用必須得到重視。

1 無人機傾斜攝影測量技術應用要點

在宅基地使用權確權登記發證地籍測繪工作中，無人機傾斜攝影測量技術的應用需要首先布設像控點，多采用GPS－RTK，隨后即可規劃航線并獲取數據，結合數據整理基礎，通過真正射影像和三維重建，最終可依托EPS平臺結合三維模型和真正射影像成圖。

1.1 數據采集

無人機傾斜攝影測量技術需要依托計算機視覺原理進行影像三維重建，該技術可在不提供相機姿態、相機位置、相機檢校等信息的前提下實現曝光瞬間相機內方位元素、相機位置、測區三維點云數據的自動恢復，具體應用需要基于當地實用坐標轉換三維數據。因此，控制點布設需要在航飛前于實地進行，以此采用當地實用坐標系坐標和RTK采集控制點。底圖可采用下載的影響，以此開展測區繪制、輸入飛行參數、生成航點數據，即可完成航線生成，而通過向無人機飛控系統上傳規劃的航線，數據外界即可通過航飛完成。

1.2 三維重建與真正射生成

基于數據預處理基礎，可采用SIFT算法匹配影像的特征點，并采用隨機采樣一致性方法進行粗差檢測，這一過程可結合相對定向模型和5點法，如三度重疊點存在于雙模型之間，粗差點剔除需采用前方交會計算方式，以此對連接點足夠的影像不斷選擇，相對定向即可依次完成，定向的旋轉矩陣和線元素可順利計算，為判斷單位陣作為定向的正確性，需利用旋轉矩陣相乘和線元素向量共面，自由網可進而完成構建。可采用光束法聯合空三測量，可得到畸變消除后的影像和優化后的高精度外方位元素，后續的紋理提取和三維模型創建可獲得依據。為創建立體像，需開展多視、多基元密集影像匹配，輔以基于區塊的多視匹配方法，空間平面可在劃分規則格網后作為基礎，綜合利用物方面元、像方特征點、多視影像上的特征信息和成像信息，為密集匹配多視影像，可由此采用影像不固定的匹配策略，多視影像同名點坐標的快速計算可依托并行算法完成，高密度三維點云數據獲取可隨之實現。坐標轉換模型建立需經過像控點，以此開展地理注冊和坐標轉換，即可在當地坐標系下轉換三維點云并實現DSM的生成，隨之開展真正射糾正和紋理映射，真正射影像和全要素三維模型即可順利獲得。

1.3 EPS 數字化成圖

可將光柵圖像于EPS軟件中插入，底圖選擇生成的真正射，結合三維重建成果，調繪即可依托全要素真三維模型數據開展，宅基地房屋矢量采集也能夠隨之實現。對于宅基地使用權確權登記發證地籍測繪來說，無人機傾斜攝影技術具備的低成本、強時效性、不受場地限制、機動靈活等優勢可充分發揮，地理數據的快速獲取可順利實現，同時在實際應用中可滿足精度要求，實現外業人力物力的大量節約，該技術的應用價值可見一斑。

2 實例分析

2.1 案例概況

為提升研究的實踐價值，本文以蚌埠市轄區宅基地確權登記發證項目作為研究對象，該項目需要查清村莊及集鎮所在地的土地及房屋的權籍和地形、地貌情況，1:500的房屋面積和地形測繪、權籍調查屬于主要工作內容。為保證地籍測繪的效率和質量，項目采用了無人機傾斜攝影測量技術且取得了預期成果，因此該項目的無人機傾斜攝影測量技術應用具備較高借鑒價值。項目采用“1985國家高程基準”“2000國家大地坐標系”、高斯－克呂格投影方式，中央子午線為 117°00′00″，按 3°分帶。采用1:500比例尺，以50cm×50cm正方形分幅作為地籍圖分幅標準，采用100整數倍的比例尺分母并在 1:100～1:1000（或 1:100～1:500）之間針對性選擇宗地（或房屋占地面積）大小。采用坐標解析法計算宗地面積，采用坐標解析法或用坐標解析法計算房屋面積。傾斜攝影需保證存在優于1.5cm的地面影像分辨率，并存在5cm內的三維模型精度檢測平面誤差，圖1為傾斜航空攝影技術流程。

圖1 傾斜航空攝影技術流程

2.2 傾斜航空攝影要點

在空域申請環節，需遵循現行航空管理法律法規，提前辦理手續，以此獲得使用許可；在飛行保障環節，需關注氣象條件保障、后勤保障、空域使用保障；在航攝設計環節，主要內容涉及航攝設計、航高設計、飛行控制要求、航線布設、飛行質量控制、補攝或重攝等內容，如保證航攝攝區范圍完整覆蓋、航攝攝區范圍完整覆蓋認真檢查設備和材料、保證多角度獲取傾斜攝影影像、保證影像質量清晰。在具體的航線布設中，直線布設需結合攝區走向開展，首末航線與攝區邊界線平行必須保證存在能夠獲得有效測區影響的側視鏡頭，對于涉及的航線往返飛行和擺動拍攝，雙鏡頭布設航線需保證傾斜攝影影像能夠多角度獲取。在飛行質量控制中，需保證航空攝影嚴格遵循設計執行，飛行速度的科學控制極為關鍵，攝影需要在相機運行的曝光時間和速度范圍內進行，同時嚴格控制飛行轉彎坡度，不得存在大于限定要求的飛機俯仰、旋偏角。需存在至少3條超出攝區邊界線的基線，影像質量的色彩鮮明、顏色飽和、反差適中、色調一致也需要得到保證，且相同地物需要擁有基本一致的色彩基調；在數據處理環節，需關注POS數據和影像數據的下載，以此針對性開展是否按預設航線飛行分析、影像數據錯誤或遺漏分析，必要時需開展補攝；在像片控制測量環節，需要強化像控點布設和像控點施測，項目按照150m格網間距布設像控點，具體測量采用網絡RTK，GPS靜態測量用于信號遮擋困難區域，為避免出現粗差，坐標的展點檢查需要在像控點聯測結束后及時開展，空三加密的順利推進可得到保障；傾斜攝影三維建模的流程可概括為：“原始影像/POS文件/相機文件→空三加密→密集點云→TIN網創建→自動紋理映射→三維場景”，具體實踐需要關注基于無人機的傾斜攝影、影像的勻光勻色處理、空中三角測量、自動化建模處理。空中三角測量需要在建模軟件中導入POS數據、影像數據、相機參數，以此密集匹配多視角影像特征點和自由網多視影像約束平差解算，區域網模型建設和相對定向可由此完成，進一步依托內業環境完成約束平差解算，即可實現絕對定向，圖2為區域網空三加密示意圖。

圖2 區域網空三加密示意圖

三維模型重建采用的軟件為，該軟件可實現多機多節點并行運算，直接提交空三后的成果數據，即可最終得到真實的三維場景。

3 結論

綜上所述，無人機傾斜攝影測量技術可較好地服務于地籍測繪。在此基礎上，本文涉及的蚌埠市轄區宅基地確權登記實例，則直觀展示了無人機傾斜攝影測量技術的應用路徑。為更好地服務于地籍測繪，無人機傾斜攝影測量技術的應用還需要關注其他地物的遮擋減少、影像數據處理的計算機硬件要求降低等內容。