無人機傾斜攝影測量在房地一體調查中的應用探討

金海青

摘? 要：為加快新農村建設，實現農村地區的科學規劃，各個農村地區都開展了房地一體測量。但是，由于傳統的測量技術相對落后，在宅基地與房屋調查方面，難以保障測量任務的順利完成。而無人機傾斜攝影測量技術具有較高的靈活性、適用性等特征，在房地一體測量中的應用具有明顯的技術優勢。該文結合某工程實例，探討了無人機傾斜攝影測量技術在農村房地一體調查中的技術流程，結果表明，該技術大大提高了農村房地一體不動產成圖的速度，有效節省了人力、物力和財力，獲取的數據精度完全滿足相關規范要求。

關鍵詞：無人機? 傾斜攝影測量? 農村? 房地一體

中圖分類號：P231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）05（a）-0086-03

Abstract： In order to speed up the construction of new countryside and realize the scientific planning of rural areas， all rural areas have carried out the integrated measurement of housing and land. However， due to the relative backwardness of the traditional measurement technology， it is difficult to guarantee the smooth completion of the survey task in terms of homestead and housing survey. The UAV tilt photogrammetry technology has the characteristics of high flexibility and applicability， and has obvious technical advantages in the application of integrated measurement of buildings and buildings. In this paper， combined with an engineering example， the technical process of UAV tilt photogrammetry technology in rural real estate integrated survey is discussed. The results show that the technology greatly improves the speed of rural real estate mapping， effectively saves manpower， material and financial resources， and the accuracy of data obtained fully meets the requirements of relevant specifications.

Key Words： UAV; Tilt photogrammetry; Rural area; Real estate integration

2019年，中央1號文件明確提出，要加快推進農村房地一體不動產確權登記頒證工作，力爭在2020年底完成。農村房地一體不動產確權登記，是國家推進農村宅基地“三權分置”改革的一項具體措施，對振興鄉村經濟、推動農村改革、優化城鄉產業布局具有重要意義[1]。不動產權籍調查測繪作為確權登記的一項基礎性工作，為查清農村集體建設用地和宅基地使用權的界址、權屬、面積、用途、等級等基本情況，最終形成具有法律效應的數據、圖件、表冊等調查資料提供了重要的數據支撐。

當前，不動產權籍調查測繪存在一些問題：房屋測量難入戶，空關戶很多;連片房屋難以分辨，容易漏測、漏畫，且隱蔽點難以測量;公示階段、勘誤澄清、權利人質疑等情況的反復核實與修正工作繁重。采用傳統儀器如全站儀、GPS-RTK等進行作業，工作效率較低、制約因素較多，難以滿足不動產權籍調查測繪的需求[2]。近年來，無人機傾斜攝影測量技術因以高效率、高精度、高清晰的方式全面感知地面復雜場景，形成的數據成果能直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性而備受關注，成為測繪領域研究和應用的一項重要課題。

1? 無人機傾斜攝影測量技術概述

1.1 技術原理

無人機傾斜攝影測量技術的原理是通過在無人飛行平臺上搭載多種傳感器，從1個垂直和4個傾斜共5個不同角度來同步拍攝地面物體的影像（見圖1），其中一組垂直于地面的正片用于制作傳統的DOM、DEM、DSM、DLG產品，另外4組斜片可用于獲取地物的紋理信息，同時借助于全自動高性能后處理系統，快速構建具有地物準確位置和清晰紋理的高分辨率真三維場景，將大眾帶入貼合人眼視覺感官的真實世界[3]。

1.2 技術流程

無人機傾斜攝影測量的技術流程主要有影像獲取、像控測量、數據預處理、空中三角測量、三維模型構建、數據采集、精度檢查（見圖2）。

1.3 應用優勢

將傾斜攝影系統搭載在無人機上進行攝影測量獲取地物信息即是無人機傾斜攝影，傾斜攝影技術三維數據可真實反映地物的外觀、位置、高度等屬性，借助無人機，可快速采集影像數據，實現全自動化三維建模，具有成本低、數據獲取準確、操作靈活方便的特點[4]。詳情具體如下。

（1）突破了傳統航測單相機只能從垂直角度拍攝獲取正射影像的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺影像傳感器，同時從垂直、傾斜多個不同角度采集帶有空間信息的真實影像，以獲取更加全面的地物紋理細節，更加真實地反映地物的實際情況。

（2）通過無人機搭載傾斜攝影相機進行地形測繪，配合自動化的影像匹配、建模系統可以減少人工干預，提升工作效率。

（3）節約人力、效率高，能極大地縮短測繪外業的協同工作，解決了由于天氣等外因造成的工作延誤，把原本大量的外業工作轉變成內業工作，極大地縮短了測量人員的勞動時間，降低了外業勞動強度。

（4）傾斜影像能為用戶提供豐富的地理信息產品，實現二三維的數據疊加和展示，為相關地籍管理信息系統提供輔助決策分析。

2? 應用實例

2.1 項目概況

某農村房地一體不動產確權登記項目需要開展不動產權籍調查測繪工作，測區以丘陵地貌為主，地勢高差在25～35 m之間，面積約為3.5 km2，沒有軍事和機場等禁飛區，適合開展無人機航測作業。項目應用無人機航測系統獲取地面高分辨率傾斜影像數據，再利用Context Capture軟件構建三維模型，最后利用南方三維立體數據采集軟件iData3D快速制作不動產圖件。

2.2 外業數據采集

該次作業采用了南方測繪儀器公司的天鴻T610六旋翼無人機進行執飛，這款無人機具有操作靈活、飛行性能穩定、續航能力持久等優勢，搭載5個SONYILCE-QXl數碼相機，航飛參數設置為：同一航線上最大與最小航高的高差小于30 m，航向重疊80%，旁向重疊75%，傾斜像頭的前后傾角小于40°，左右傾角小于35°。選擇良好的天氣進行外業航飛，共獲取8 234張符合規范要求的地面傾斜影像。像控測量根據測區地形、地貌情況開展，外業人員在測區選取108個點位作為像控點和檢查點，像控點和檢查點坐標采用GZCORS網絡RTK實地采集[5]。

2.3 內業數據處理

2.3.1 搭建真實的三維模型

從航空攝影中獲得的所有圖像都經過預處理，以實現均勻的色彩均勻性和失真校正。從POS系統中提取外向元素，采用多視角聯合調整方式，自動匹配各級圖像中的同名點，完成空中三角測量通過Context? Capture軟件的自動分析，選擇匹配的圖像單元，進行點云密集匹配和特征匹配，自動完成紋理映射，最終輸出調查區域的實際3D模型數據[6]，具體見圖3。

2.3.2 數據收集

使用南方三維數據采集軟件iData3D，按照國家標準要求采集內部地形要素，分配圖層和屬性信息，然后用CASS9.1編輯采集到的矢量數據，用于創建1∶500 地籍圖的軟件。這種數據收集方法消除了操作員佩戴立體眼鏡的需要，并允許同時使用平面和立體窗口。有地形測量經驗的操作人員可以快速上手，降低操作人員門檻。與傳統的地籍測繪分析方法相比，傾斜航測方法的工作效率大大提高。傳統的分析，每組兩個人每天只能調查20戶左右，而采用傾斜測量，平均一個人每天可以調查60多戶。

2.4 精度檢查

為測試1∶500地籍圖結果的準確性，在圖上選取30個具有鮮明特征的角點，使用GZCORS網絡RTK和全站儀現場測量其坐標，并與通過它們測得的坐標進行比較，統計結果見表1。

參照中誤差計算公式：

公式中：Ms為平面位置中誤差，?為測量值與真實值的差值，n為檢查點的個數。根據公式計算得出30個檢查點的平面位置中誤差為±0.041 m，滿足《地籍測繪規范》中一級界址點的精度要求。

3? 結語

實踐證明，無人機傾斜攝影測量技術具有高效快捷、成本低廉、操作簡單、機動靈活等應用優勢，大大提高了農村房地一體不動產成圖的速度，有效節省了人力、物力和財力，獲取的數據精度完全滿足相關規范要求。實踐中也發現，局部房屋密集區域的三維模型存在拉花、變形現象，無法判讀出準確的界址點和地籍要素點，對于此類情況，可以采用常規儀器到實地補測，或者現場丈量部分房屋的邊長。相信隨著硬件和軟件的不斷升級和完善，無人機傾斜攝影測量技術在農村房地一體不動產確權登記中具有更加廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 丁波.消費級無人機傾斜攝影空中三角測量及三維模型精度分析[D].北京建筑大學，2020.

[2] 萬麗娟.無人機傾斜攝影三維建模及大比例尺地形圖繪制精度研究[D].江西理工大學，2019.

[3] 惠偉.無人機傾斜攝影云臺傾角與三維模型詳細度的關系探討[J].測繪地理信息，2020，45（5）：162-164.

[4] 馮增文，李珂.低空無人機的傾斜攝影測量技術在城市軌道交通建設中的應用[J].測繪通報，2020（9）：42-45.

[5] 馮洋，張昕.多旋翼無人機在南極中山站地區傾斜攝影測繪項目的設計與實現[J].測繪與空間地理信息，2020，43（9）：118-120.

[6] 黃磊，彭能舜.一種基于無人機傾斜攝影的隱蔽界址點測量方法[J].國土資源導刊，2020，17（3）：85-88.