傾斜攝影應用于農村不動產測繪探析

文／邵長江 臨沂市自然資源和規劃局 山東臨沂 276000

密婷 臨沂市不動產登記中心 山東臨沂 276000

李靜 臨沂市自然資源和規劃局 山東臨沂 276000

引言：

在對農村的不動產進行確權登記時，需要對每宗宅基地上的房屋產權情況、地理位置情況、界址、用途、面積等基本信息進行詳細的登記。在以往對農村不動產進行測繪時，采用的主要方式是人工丈量，外業工作量非常大，需要的人力、物力、時間也非常多，不僅工作效率低，同時測量的準確性也會受到外界多種因素的影響，產生很大的出入，最終的測繪成果只能通過二維平面地籍圖來進行展示，缺乏立體效果。傾斜攝影測量技術是一種新興的測繪技術方法，主要是在無人機技術的輔助下，獲取準確有效的數據信息，操作更加方便、快捷，不僅減少了測繪成本，同時在很大程度上提高了測繪的效率和結果的準確性，減少了作業風險。另外，無人機技術中的影像還可以進行幾何重建，獲取數字表面的模型和點云數據，可以應用在植被監測、考古學、災害管理，以及交通監控等多個領域中。而本文主要對其應用于農村不動產測繪進行有益探討。

1、傾斜攝影測量技術介紹

1.1 傾斜攝影測量技術實施原理

傾斜攝影測量技術主要是指在無人機上搭載多個可以進行測量或者是非量測的相機，通過相機來對地面的物體進行不同角度影像數據的獲取技術。[1]一般情況下常用的有搭載兩鏡頭的搖擺相機，也有搭載五鏡頭的掃擺相機，以及常規性的五鏡頭相機。這幾種相機和傳統的垂直相機相比較來說，傾斜相機可以更加準確全面的對建筑物體的結構信息數據進行搜集，讓拍攝盲區更加少，拍攝的清晰度和數據的獲取更加全面。

1.2 不動產測繪關鍵步驟以及基本參數要求

在對農村不動產進行測量時，必須考慮以下幾點：第一，制定不動產測量方案。如，不動產平面控制測量、不動產面積測量、不動產圖繪制、以及相關成果資料的檢測驗收等的具體實施和基本要求。第二，選擇確定成圖的方法。一般情況下，不動產的權籍圖按照工作實際及其需要，成圖一般包括三種：一種是分幅圖，一種是分丘圖，另外一種是分戶圖。地籍圖比例尺為1:500，宗地圖和分戶圖科根據實際情況在1:500-1:2000之間適當選擇，但比例尺分母必須為100的整數倍。第三，精度控制要求。在對不動產進行測繪時，需要對平面控制點誤差要進行嚴格的控制，通常情況下，圖根點平面點位中誤差不能超過0.0.5m，末級相鄰控制點之間的誤差上下不能超過0.025m。第四，不動產的坐標系統要求：采用2000國家大地坐標系平面坐標和1985國家高程基準。

2、傾斜攝影測量技術在農村不動產測繪中的應用分析

2.1 測區勘查和資料收集分析

本次研究分析是對臨沂市某農村地區的不動產來進行測繪，房屋區域的地勢比較平坦，測繪區域的房屋比較密集，住戶非常多，現在測區范圍內已經有了30m的DEM數據和0.2m的航空影像資料。

2.2 像控點布置和采集

根據該地區的實際情況，為了讓地籍圖的精度更加準確，在測量區域范圍內以150m的間隔平均布設像控點，對于樹木覆蓋大、環境復雜的區域，酌情增加像控點的數量和密度，在范圍線拐彎的區域內作為布點設置。因為測量范圍內的道路比較多，并且也已經硬化處理，所以，在進行點位噴涂時，可以使用紅白兩種顏色的油漆來進行噴涂對三角，點位采集可以設置在對三角的交點位置。在進行像控點采集前，每天至少選用一個已知控制點進行檢核，平面較差控制在3cm以內，高程較差不大于5cm。所有的點都進行了3次采集，并且3次點位之間的誤差均控制在了1cm以內，此外，采集點位為固定解，和此次測繪方案的設計要求相吻合。

2.3 無人機測繪航線布設和影像數據的采集

在進行測繪時，為了讓測繪區域的范圍更加廣泛，盲區更小，陰影更小，精確度更高，在對航線進行規劃中，考慮到無人機航攝時的俯仰、側傾影響，旁向、航向重疊度均設置成85%，并且地面的分辨率設置為1.5cm，下視和側視分別采用的是35mm、50mm的相機來對相關的影像數據進行采集。同時，嚴格飛行質量，航攝時時間在每天的上午10點到下午2點之間進行的，通過3次無人機測量來獲取了18785張影像資料。另外，為了更好的提高測區邊緣模型的精準度情況，在進行任務區范圍線導入時，對航線進行了詳細的規劃，并且對測區的范圍也進行了100m的緩沖外擴。

2.4 對各種數據進行預先處理分析

第一，先對此次測繪中航攝的3架次的影像進行了重新命名，這樣3架次的影像不會出現重名的問題；第二，根據影像名稱來對POS數據的點號進行調整和更改，以此來保障所有的影像中都可以有唯一相對應的POS數據。因為，對相機的安置參數進行精準的確定，所以，在使用POS時，5個相機使用了同一組的POS數據。在對測繪區域的地形高進行計算時，通過對所有像控點的高程平均值進行分析，并以此為測繪區域的平均地形高。為了提高相機焦距的精準性，采用的是5鏡頭部分照片來對空中三角進行測量計算，獲取精準的相機參數。

在對空中三角記性測量解算的過程中，可以恢復攝影時相機和影像之間的相對關系，在Mirauge3D軟件輔助的情況下，將空中三角測量任務采用系統軟件自動分割的方式分割成為了36塊，并利用集群技術的方式和5臺電腦來對集群進行了處理分析，形成了36塊控三成果。之后，借助于軟件中的自動化平差融合算法的方式，結合主機，對36塊控三的融合平差進行了計算，獲取了相對POS數據中的加密點成果。對自由網中的平差報告進行了查閱分析，加密點中的誤差控制在了0.081m，重投影中的誤差控制在了0.87個像素下。

2.5 相控點轉刺及平差調整分析

在Mirauge3D軟件中，如果包含了對相控點的命名，這樣是沒有辦法引入相控點的坐標的。只有對相控點進行重新命名，之后，把相控點引入到軟件系統中，并把相控點類型設置為平高點；然后轉刺進行相控點。在轉刺時，轉刺的位置要在測區四角點和中心點的相控點位置，之后，再進行平差，獲取到其他點位，精確的預測位置，之后，對其他剩余的轉刺點位進行控制，這樣可以更好的對相控點轉刺效率進行控制和提升。[2]把所有相控點的轉刺進行實施之后，再進行平差，利用平差報告來獲取相控點中最大的殘差，殘差控制在了0.05m，中誤差控制在了0.011m，兩方面的精準度是符合相關的規范和要求的。

2.6 實景三維模型的生產分析

如果空三成果符合測繪精度的要求，可以在此基礎上來對進行實景三維模型的生產。利用內存為32G的集群電腦，或者是最低配置內存為16G的電腦來進行三維模型的生產。在此過程中為了盡可能的提高模型輸出的成功率，瓦片的大小需要參考電腦的最低配置來進行選擇如果計算機的內存選擇的是16G的，瓦片設置的大小為100M，資源的內存則需要8.1G。如果在對瓦片進行劃分時，劃分的方式采用的是規則平面的方式，可以將瓦片的名稱設置為原點，以軟件的默認設置來進行生產輸出。為了減少無效模型問題的出現，提高生產效率和有效模型的輸出效率，需要在現有的0.2m影像的基礎上來對不動產房屋的區域范圍進行初步的夠了，并將夠了出的圖像轉換成kml格式，導入到Mirauge3D軟件中，在生產成OSGB格式的模型，在模型生產輸出結束之后，在將真正射影像分辨率設置為0.05m進行輸出即可。

2.7 地籍圖測繪和編輯分析

一般情況下地籍圖的測繪需要在EPS軟件中來進行，以三種方式為主，一種是以點云數據為主的，一種是以DOM+DEM數據為主的，另外一種是實景三維模型數據。傾斜攝影測量技術中所產生的點云數據量信息非常龐大，在EPS軟件中的加載率并不高，并且還時常會出現卡頓的問題，所以，并不建議使用，DOM+DEM進行地圖集采集，在進行數據轉換的過程中，轉換效率不高，需要的轉換時間非常的長，并且場景拉設的效果并不好，所以，使用效果也不佳，不建議使用。在進行地籍圖采集時，可以直接通過OSGB格式的模型來進行采集，這樣可以通過加載真正攝影像來為影像參考。采集要以地基測繪的相關標準和要求來進行采集，在采集結束后，要把采集的所有數據信息等導出成為dwg格式的文件，之后，再導入到CASS軟件系統中開展拓撲檢查等作業，通過這種方式來滿足地籍圖入庫的標準要求。針對嚴重模型變形，嚴重影響測繪區域等問題，在沒有辦法進行采集時，可以通過外業互補的方式來進行采集。在外業采集開始之前，要把現有的地籍圖成果套合在真正的攝影像上，用作是底圖來讓外業使用。同時，還要按照一定的比例尺來對圖紙進行輸出，在外業補測的過程中，要按照底圖的方式來對需要進行補測的區域進行補測，通過內外業相互補充的方式來實現采集數據的準確性和全面性，形成準確的成果數據支撐。

2.8 精準度的檢測和評價分析

生產的地籍圖的使用價值情況會受到其精度是否滿足了地籍圖入庫的要求和標準。所以，在對生產的數據信息進行檢測時，要采用點位精度檢測，以及邊長精度檢測的方式。第一，先利用全站儀來對檢測區域內的45個檢測點的監督進行隨機的抽取和檢測，之后，再用卷尺來進行15條邊邊長精度檢測，對檢測的數據進行統計分析，如下表1所示。

表1 地籍圖點位精度檢測表

從上表中可以發現，45個監測點中，最大的殘差為6.3cm，最小為0.6cm，中間殘差為3.1cm。其中，40個監測點殘差小于5cm，占抽查監測點總數的89%，有5個點的殘差雖然大于5cm，但也小于2倍中誤差的地籍規范要求，因此，最大殘差在規范標準要求的范圍內。由此說明，此次地籍圖成果點位的精度是符合測繪的要求的。另外，在對15條邊長進行檢測時，發現最大的殘差在6.5cm的范圍內，最小的殘差控制在了2cm左右，邊長的精度平均值在4cm以內，邊長中誤差為3.99cm，精準度完全符合規范標準要求。借助于檢測邊和檢測點的方式來對地籍圖的成果精度進行檢測，檢測的結果均符合地基精度的二級要求，可以在本次測繪中進行應用，以此來提高對不動產測繪的準確度，測繪效率等，更好的對測繪成本進行控制。

3、在農村不動產測繪中運用傾斜攝影測量技術的價值和意義

3.1 有利于提高數據采集的效率

在進行不動產測量時，采用傾斜攝影測量技術可以延續該種測量技術的真實性特點，測繪人員在進行測繪時，快速的對不動產的各種數據資料信息進行采集，這種方法在很大程度上可以提高測繪數據的準確性；另外，在實際的應用過程中，測繪人員可以在進行測繪時通過建立起三維模型的方式來把采集的相關數據輸入到模型中，通過三維模型的方式來把測量出來的結果真實的反映出來，比如，測繪不動產周圍的地貌變化發展情況等等。測繪人員利用傾斜攝影測量技術在對不動產進行測量時，可以對不動產的測繪數據誤差、精度和所需要測繪目標物體之間的實際距離進行控制和調整來解決以往不動產測繪過程中數據采集慢的問題，這樣在很大程度上提高了不動產測繪工作的質量和效率。

3.2 有利于減少不動產測繪的成本控制

在對農村不動產進行傾斜影像測量時，主要是利用無人機來實現的，通過各種不同的軟件來構建三維立體模型，之后對無人機的運行軌跡來進行科學合理的控制，通過這種方式來確保不動產測量數據獲取的準確性。在開展不動產測繪時，傾斜攝影測量技術大大的減少了傳統測量過程中所需要的各種人力、物力和財力，在節省測繪時間，提高測繪效率的基礎上，減少了一些不必要的成本投入，減少了不動產測繪的成本控制。[3]

結語：

傾斜攝影測量技術對于提高農村不動產測量效率和精準度有著很好的作用和價值。所以，本文以臨沂市某農村地區的不動產測量為試點項目實例，對其進行了分析探討。以此來為農村不動產權籍調查人員提供一些新的測量思路，提高不動產測繪的效率、準確度和質量，減少測繪的時間成本和經濟成本，為農村不動產測繪技術水平的提升和發展提供重要的參考保障。