應用傾斜攝影測量的貴陽某村房地一體化調(diào)查研究

劉嬋娟

摘? 要：農(nóng)村房地一體調(diào)查是農(nóng)村宅基地使用權及其地上房屋所有權和集體建設用地使用權及其地上建筑物所有權的一體化調(diào)查。該文提出基于傾斜攝影測量的調(diào)查方案，先在調(diào)查區(qū)域內(nèi)布設像控點，然后利用 RTK 測量出這些像控點和具有代表性的檢查點坐標，設計一種外業(yè)飛行方案，利用通過該方案獲取的影像數(shù)據(jù)制作 DOM 和三維模型并在三維模型上采集成果數(shù)據(jù)，通過成果數(shù)據(jù)與檢查點的實測數(shù)據(jù)精度分析精度是否滿足要求。

關鍵詞：傾斜攝影測量? 宅基地? 一體化調(diào)查? 精度

中圖分類號：P231 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2021）02（c）-0077-03

Investigation and Research on the Integration of Real Estate and Land in a Village of Guiyang Based on Oblique Photogrammetry

LIU Chanjuan

（Guizhou Qianmei Institute of Surveying and Mapping， Guiyang， Guizhou Province， 550000 China）

Abstract： The integrated investigation of rural housing and land is the integration of rural residential land survey and rural housing survey. This paper proposes an investigation scheme based on inclined photogrammetry. First， image control points are set in the survey area， and then RTK is used to measure the coordinates of these image control points and representative inspection points. A field flight scheme is designed. Dom and 3D model are made by using the image data obtained by the scheme and the result data are collected on the 3D model. Whether the accuracy meets the requirements is analyzed through the accuracy of the result data and the measured data of the checkpoint.

Key Words： Tilt photogrammetry; Homestead; Integrated survey; Precision

農(nóng)村房地一體權籍調(diào)查是一項保障農(nóng)民權益的惠民政策，是國家了解農(nóng)民住宅情況的重要手段，是科學編制新農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃的基礎數(shù)據(jù)來源[1]。對于農(nóng)民而言，進行房地一體權籍調(diào)查是將個人的宅基地及集體建設用地房屋財產(chǎn)合法化、權益化的有效途徑[2]。這里的農(nóng)村房地一體權籍調(diào)查是農(nóng)村宅基地和農(nóng)村房屋的一體化調(diào)查，其中農(nóng)村宅基地調(diào)查是以每一宗地為調(diào)查單元，測定其界址點，繪制界址線，查清權屬以及用途搞清楚其四至關系等;農(nóng)村房屋調(diào)查是調(diào)查宅基地內(nèi)部房屋的坐落、面積、層數(shù)、權屬、建筑結構以及利用狀況等基本情況，在這里可以看出農(nóng)村房屋調(diào)查是對農(nóng)村宅基地調(diào)查的進一步細化調(diào)查，兩者都涉及到房屋界址點的測量[3]。不管是農(nóng)村宅基地調(diào)查還是農(nóng)村房屋調(diào)查，現(xiàn)在采用的測量技術仍然是借助全站儀和RTK的傳統(tǒng)測量技術或者傳統(tǒng)攝影測量的技術。近些年來，無人機傾斜攝影測量技術有了快速的發(fā)展，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)三維建模技術建模效率低、手工貼圖、三維模型精度無法滿足測量需求的局限，實現(xiàn)了可以通過高重疊度的影像快速建出較高精度的三維模型，而且由于紋理貼圖算法的改進，可以將二維紋理圖片自動貼到三維模型的位置上，三維模型能夠很好地反映拍攝區(qū)域內(nèi)的真實信息，可以加載三維模型并且在其上面矢量化的軟件平臺已經(jīng)存在。

1? 研究的基本思想和技術流程

農(nóng)村房地一體測量的內(nèi)容包括測量宅基地界址點、農(nóng)村房屋房角點和繪制地籍調(diào)查底圖[4]。該文所研究的基本思想是先在調(diào)查區(qū)域內(nèi)布設像控點，然后利用RTK測量出這些像控點和具有代表性的檢查點坐標，設計一種外業(yè)飛行方案，利用通過該方案獲取的影像數(shù)據(jù)制作DOM和三維模型并在三維模型上采集成果數(shù)據(jù)，通過成果數(shù)據(jù)與檢查點的實測數(shù)據(jù)精度對比來驗證方案的可行性。其技術路線如圖1所示。

2? 調(diào)查區(qū)域

該實驗區(qū)域是凱壩村，位于貴陽市花溪區(qū)，該地區(qū)屬于平原地區(qū)，面積約為2.3 km2，村中建筑物較為集中，房屋以磚房為主。

3? 外業(yè)飛行方案

外業(yè)飛行方案設計包括飛行系統(tǒng)的選擇和航線規(guī)劃方案設計，飛行方案的設計直接影響影像的質(zhì)量和外業(yè)飛行效率，因此，合理設計外業(yè)飛行方案是將傾斜攝影測量技術應用到農(nóng)村房地一體測量中的關鍵步驟。

3.1 飛行系統(tǒng)的選擇

飛行系統(tǒng)的選擇是根據(jù)拍攝區(qū)域的范圍和特點來選擇的，農(nóng)村房地一體測量主要是一個村為單位，測量的面積比較小，其位置分布散亂且范圍較廣，不適合選用大面積傾斜攝影測量飛行系統(tǒng)。因此，輕小型旋翼無人機和單鏡頭的飛行系統(tǒng)更有優(yōu)勢[5]，具體如下。

（1）小型旋翼無人機飛行系統(tǒng)硬件設備重量較小，便于攜帶。

（2）單架次作業(yè)面積可達到0.5km2，完全能夠滿足農(nóng)村房地一體測量的施測范圍需求。

（3）單鏡頭云臺系統(tǒng)相對于五鏡頭云臺系統(tǒng)更加靈活，云臺角度可以根據(jù)測區(qū)建筑物的高度與建筑物之間的間隔自由設置。

（4）小型旋翼無人機飛行系統(tǒng)價格低廉，飛行安全系數(shù)較高，更加適合低空攝影測量作業(yè)。

所以，該文選用輕小型旋翼無人機飛行系統(tǒng)作為外業(yè)飛行系統(tǒng)。

3.2 航攝區(qū)域的確定

航線規(guī)劃方案的設計首先要確定航攝區(qū)域，該文選擇區(qū)域如圖2所示。

3.3 航線規(guī)劃方案參數(shù)的確定

根據(jù)上述的幾個數(shù)學關系及地籍測量規(guī)范的要求，并結合航攝區(qū)域的特點，該文設計一種航線規(guī)劃方案，其參數(shù)如表1所示。

3.4 各架次航線的生成

根據(jù)確定的航攝區(qū)域，在航向規(guī)劃軟件中調(diào)整航攝區(qū)域的邊界線，并且輸入設計的各項參數(shù)，依架次設置主航線角度并生成航線。

4? 精度分析

4.1 飛行質(zhì)量檢查

飛行質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容包括影像重疊度檢查、最大與最小航高之差檢查、航線彎曲度檢查及影像清晰度檢查4個方面。

為了建立高精度的三維模型，該文將航向和旁向重疊度分別限制在70%和60%以上。一條航線的相鄰像片的航高之差限制在5 m之內(nèi)，航高的最大值與最小值之差限制在10 m之內(nèi)，航線彎曲度在3%之內(nèi)。通過觀察，所有飛行的影像較為清晰，色彩和色調(diào)的反差適中，沒有出現(xiàn)重影模糊的現(xiàn)象，所以該實驗區(qū)影像合格，可以進行下一步驗證。

4.2 實驗數(shù)據(jù)分析

為了驗證在三維模型采集的數(shù)據(jù)成果是否滿足農(nóng)村地籍測量規(guī)范的精度，在實驗區(qū)域二選取了17個房角點（點f1～f17），它們都是宅基地的邊界點而且均勻地分布在實驗區(qū)域內(nèi)，利用RTK測量這17個檢查點坐標，它們的分布如圖3所示。

為了減少偶然誤差對實驗結果的不利影響，分別對每個檢查點采集10次數(shù)據(jù)，以實測的坐標值作為真值，結合10次的量測坐標值求取每個方案的檢查點點位中誤差，其計算公式為[6]：

（1）

式中，xi、yi為在三維模型上第i次采集的平面坐標值;X，Y為檢查點的實測值，n為采集的次數(shù);m為該檢查點點位中誤差;該文以各檢查點點位中誤差的平均值作為衡量各方案三維模型整體精度指標，檢查點平均點位中誤差為0.063 m，檢查點最大點位中誤差為0.097 m。

4.3 精度評價

農(nóng)村房地一體測量的對象可以分為以下3類。

（1）測量界址點，以此繪制地籍要素（宅基地界址范圍線和宗地），精度要求最高。

（2）測量宅基地內(nèi)部的房角點，以此繪制宅基地內(nèi)部的房屋坐落。

（3）地物要素，例如道路水渠或其他地物等。

依據(jù)地籍測量規(guī)范CH5002-94規(guī)范，界址點的精度分為三級，測量成果精度可達到地籍測量二級界址點的要求（±0.10 m）。

5? 結語

傳統(tǒng)測量的辦法進行農(nóng)村房地一體測量效率較低，而且有大量的外業(yè)工作，為了提高房地一體測量的效率，結合無人機傾斜攝影測量的優(yōu)勢，該文提出基于無人機傾斜攝影測量的農(nóng)村房地一體測量。拍攝地面分辨率為0.022 cm，航向和旁向重疊為80%和70%的無人機影像，在其建立的三維模型上解譯的房地一體成果精度分別滿足地籍測量規(guī)范二級要求，因此傾斜攝影測量技術可以在農(nóng)村房地一體測量中推廣應用。

參考文獻

[1] 張遠.農(nóng)村房地一體確權登記關鍵問題的研究[D].江西理工大學，2019.

[2] 趙元務.無人機傾斜攝影測量在農(nóng)村房地一體測量中的應用研究[D].西安科技大學，2018.

[3] 趙哲軍，廖曉紅.不動產(chǎn)測繪中測繪工程技術的應用分析[J].江西測繪，2019（4）：61-64.

[4] 王進國，陳永立.房地一體權籍測量中的基礎控制測量問題研究[J].測繪與空間地理信息，2017， 40（8）：190-192.

[5] 劉開紅，康雅麗.傾斜攝影測量在房地一體農(nóng)村地籍測量的應用[J].江西煤炭科技，2019（1）：160-162.

[6] 盧加華.無人機傾斜攝影測量技術在農(nóng)村房地一體中的應用[J].地礦測繪，2020，36（1）：44-47.