探討無人機技術在房產測繪中的具體應用

張 通，孫仁曉，李俊昌

（山東省核工業二四八地質大隊，山東 青島 266041）

0 引言

隨著無人機技術的研發和發展，衛星遙感測繪、無人機航拍等一大批先進技術得到廣泛應用，隨著應用范圍不斷擴大，推動了科技力量的高效發展。其中，無人機航拍技術以其高靈活性、高效率、高精度為各行業提供精準測繪數據，為各行業發展做出巨大貢獻。在房地產測繪方面，應用傳統發測繪方法工作效率低，測繪數據的準確性不高。這些問題嚴重影響了房產測量和制圖工作的效率和質量。因此，相關部門已開始將無人機測繪技術應用到房地產測繪中，并取得了較好的應用效果。

1 無人機技術概述

1.1 無人機技術概念

無人機信息技術即無人機遙感技術，是一項將無人機信息技術、遙感技術、通信技術與全球定位系統（GPS）技術相結合，并廣泛應用于地理信息測繪與計量中，具有一定的自動化、智能化和專業化特征。目前，該技術已經應用在國土資源測量領域，并已經成為世界各國重點研究的對象和內容，同時，無人機技術也是未來遙感技術發展的主要方向。無人機技術可以不斷更新、調整和更新實時地面測量數據和地理空間測量數據，并為政府部門和企業提供更新的地理信息數據，為環境衛生、土地利用以及國土管理工作提供重要的信息保障。隨著經濟的發展繁榮，傳統的地理遙感技術已無法適應人們日益增長的生活需要，許多老建筑物、城市景觀出現了巨大的改變，火車站、飛機場、海港和市政工程建設需要更詳盡的地理信息。因此，應用無人機技術盡測量和收集更詳盡的信息數據至關重要。

1.2 無人機技術的系統結構以及特征

無人機技術的基本體系結構一般由以下4 個部分組成：微型無人機平臺、高分辨率數字傳感器、導航定位系統與數據處理系統。它是一個集計算機、GPS 技術、行動通信技術與信息處理技術為一體的綜合性技術。該技術具備的主要特征如下：①數據更新速度較快。一般情況下，無人機采取低空飛行的方式，對空中領域的條件約束條件較少，只要天氣條件適宜，就可以立即起飛，明顯提高了數據收集與更新的速度。②實現高分辨率數據處理。無人機上搭載的高分辨率傳感器，能夠獲得米級圖像數據，有效解決了傳統技術所無法比擬的不同尺寸的測繪要求。③應用成本較低。無人機操控比較簡便，操作成本低、性能高，涉及的工作人員少，能夠提升經濟效益[1]。

1.3 無人機類型介紹

無人機分為以下5 種類型。

（1）固定翼無人機，這種類型的無人機屬于微型機，大部分是電池供電的，所以電源噪聲也相對少，而且偽裝性能也良好，更適于使用高分辨率數碼相機航空攝影測繪。

（2）多旋翼無人機，在機身上均勻分布有多個螺旋槳的飛行器。同時也有四旋翼、六旋翼、八旋翼，這種類型的無人機也適合航拍，不過它的功能是懸停，并在懸停時拍攝照片和采集信息。

（3）無人直升機，無人直升機不需要發射系統，由于自身具備垂直起降、自由懸停和高機動性等特征，能夠沿著飛行剖面的航線飛行，能夠給拍攝和采集信息帶來很多方便。多年來，西方國家一直致力于無人直升機的研發，并將無人直升機應用于地質測繪工作中。

（4）無人飛艇是使用比空氣輕的氣體產生升力的飛行器。飛艇是最有價值的軍用設備，同時也是最精密的軍用武器設備之一。需要注意的是，飛艇和系留氣球的區別是其自身的動力系統，飛艇可以實現自行控制飛行。

（5）傘翼無人機是以傘為翼型的固定翼飛行器。它最大的特點是它的機翼為一種傘狀纖維織物網，形成位于機身上方的靈活翼面。傘翼無人機屬于小型超輕型飛機。它的體積小、速度低、飛行海拔低。因此，其適用范圍在低海拔地區，有一定的應用局限。

1.4 無人機選擇性分析

在測繪過程中，無人機一般情況是正射影像，即由具有英里網格、輪廓、室內裝飾和注釋的正射影像組成的平面圖。正射影像是什么？比如，在飛機上拍攝的照片時，在飛機上任何一點拍攝的地面照片只能稱為照片，這種照片不適用于土地測量或測繪目的。一個地方的形狀不是絕對的正射影像，如果有畸變，整個影像是不成比例的。相反，整幅圖像可以縮放，整幅圖像在任何地方都不會失真，因此可以稱為正射影像[2]。

2 無人機測繪的主要工作類型及技術

近年來，我國無人機產業發展取得了很大的成效，一些無人機產品也出口海外。總之，航空攝影遙感技術更適用于低空飛行，是我國從遙感技術的基礎應用上發展起來的新興科技。航空遙感技術使用無人機或安裝數字航拍相機，并使用慣性測量單元（inertial measurement unit,IMU）、GPS 等技術，實現了 1km 以內的中低空飛行導航。由于大氣遙感測量技術的廣泛應用，大氣遙感測量技術已作為救災、數字城市建筑、國土資源調查、礦井監測、海洋環境監測等國家重大工程的關鍵科技工具與保障，積累的大量寶貴科技資料為國家社會經濟的發展作出了貢獻。不過，從房產測繪技術的角度看，我國當前已大量應用航拍技術。尤其是在建設數字城市和探索新型土地資源時，應用無人機進行測繪就非常關鍵，具體用途如下。

（1）地形圖測繪。根據地形圖的精度要求，調整無人機圖像的比例尺、分辨率和重疊度。正射影像圖準備好后，可以使用測繪軟件對地圖進行矢量化，然后在現場檢查準確性，然后進行控制測量并繪制全圖以確定整個現場的坐標系圖。

（2）新農村建設測繪。測繪的主要內容是住宅建筑、交通、電力和供水系統。為了測量的準確性，有必要在檢查時需要現場實地拉邊長，并在現場進行校正。基本測繪標準也應參照《新型房產測量服務與農村建筑測繪支持技術方案》執行[3]。

（3）征地測量。征地測繪是將集體土地變為國有土地的重要環節，是全國農村土地整治工作和經濟建設發展的重要數據保證。正常情況下，征地時，由于土地測量問題，村民與村民之間、村民與集體之間存在的爭議，當用航拍和正射影像進行拍攝，記錄現場情況，就會避免出現村民之間的爭議和因區域認定而引起的相關問題。

3 無人機技術在房產測繪中的應用優勢

3.1 檢測效率高

由于無人機技術的高探測效率，工作人員經常將無人機測繪技術應用于應急管理。無人機測繪技術不僅可以準確、快速地獲取目標探測范圍內的相關信息，而且可以提高測繪質量[4]。

3.2 測繪范圍廣

無人機的探測范圍廣，不僅可以探測到大范圍的物體，還可以探測到小范圍的物體，大大提高房地產的拍攝和測繪能力。此外，工作人員使用無人機可以確定目標區域的情況，可以獲得清晰的單位圖像，方便工作人員的后續工作。

3.3 處理信息速度快

無人機測繪技術能夠通過信息處理系統對測繪數據進行直接處理，有效提高測繪房地產測繪的自動化水平。此外，無人機測繪技術還最大限度地提高了房地產測繪信息處理性能和房地產測繪信息采集效率。隨著科學技術的發展，國內無人系統圖像分辨率已達到0.5m，遠高于衛星圖像。此外，在測繪數據的獲取和處理速度方面，無人機測繪技術也具有顯著優勢。因此，無人機測繪技術將在我國各個領域得到廣泛應用[5]。

4 無人機攝影測量技術在房產測繪中的應用方法

應用無人機相機數據處理技術的目的就是運用現有攝影技術，在拍攝過程中保存畫面信息，從而有效提高了相關數據和參數的精確度。同時通過使用數字高程模式（DEM）和數字正射影像圖（DOM）技術，測量人員也能夠更高效地進行所有的數據處理工作。

無人機攝影測量技術在房產測繪中的應用如下：首先，收集關鍵數據。在完成了數據收集工作以后，還必須充分利用大數據處理平臺緩存的GPS、數字地表模型（DSM）采集的數據，以便緩存數據能夠成為更深入的房產檢測和制圖等工作的數據基石。其次，處理緩存數據，計算機系統可以實現高速緩存的數據的智能匹配，通過平差方式對數據進行管控，從而實現了數據配對工作，并幫助確定內部地區位置與外部地區位置。最后，為更好地保障測量任務的品質，在測量過程中，還要應充分應用密集匹配技術，從相機中提取測繪用的三維DSM 云點相關信息，并完成相關的大數據分析。根據需要開展工作。最后，合理地在規范網格中獲取與DEM 的有關信息，并對DEM 進行身份驗證。

5 無人機技術在房產測繪中的具體應用策略

5.1 使用無人機進行傾斜攝影測繪

傾斜攝影測量是無人機測繪中比較常用的一種低空航空攝影技術。工作人員首先在同一架無人機上安裝多核傳感器，然后從垂直、傾斜等不同角度飛行進行采集圖像，然后最后將其信息系統化整理。

5.2 傾斜攝影三維模型構建的基本流程

目前，建立透視測量3D 模型的基本過程包括兩個層次，分別為外業和內業。其中，外業主要包括無人機圖像數據采集和現場圖像管理操作。內業層面主要包括以下3 個方面：①自動空中三角測量。工作人員必須根據測量區域內分布相對均勻的區域選擇地面控制點，然后進行立體測繪。同時，工作人員還必須系統、準確地計算出編號點的平面坐標和高度。②工作人員必須根據不同圖像中的共同點對加密點進行精確匹配，然后使用變換模型計算不同圖像的空間數據。③空間模型數據計算完成后，工作人員必須根據它高效采集得到的圖像，然后精準匹配命名點。這樣，工作人員可以有效避免影響3D 模型精度的尺度和分辨率。

5.3 外業數據采集

外業數據采集需注意一下3 點。

（1）航帶設計。如果工作人員想要提高房地產測繪數據的準確性，他們必須在現場勘測測量區域。此外，在初期進行測試的過程中，工作人員不得不在城中村確定測試地點，須將無人機的飛行高度控制在小于100m的范圍內。

（2）科學布設控制點。利用GPS-RTK 網絡技術捕獲研究區域內的照片控制點，通常為中點。此外，照片所選控制點的目標圖像要確保清晰、容易區分和透視。攝影路點的位置應為5~6 張重疊航向和側面的照片，控制點應盡可能的通用。

（3）科學設置航測參數。工作人員首先要了解飛行區域的基本情況，然后確定飛行參數，最后進行不動產數據采集。在實際應用中，工作人員必須將軌道與側面的重疊控制在70%左右。

5.4 提高業內數據處理質量

提高業內數據的處理質量，可以采取一下措施。

（1）影像處理。在完成傾斜影像拍攝之后，工作人員應仔細檢查上一步拍攝的測量區域的圖像質量，確保所有圖像不存在失真、失真等質量問題。此外，工作人員必須對不符合要求的圖像進行科學糾正或重新拍攝。完成上述工作后，員工還必須對所有圖像進行編號。

（2）內業像片控制點。目前，在測控行業，測試點穿刺評估的最高精度為0.1mm。在實際工作中，工作人員必須盡可能準確地控制照片控制點的目標高度，以確保照片控制點在相同點之間和相鄰照片之間清晰可見。

（3）空中三角測量加密及影像密集匹配。工作人員需要使用設置塊的射線法。用射線法進行分塊平差時，一般以圖像的合成光線作為平差的基本單元，并以最基本的平差方程為共線中心投影方程。通過非常精確的圖像匹配計算，從整個區域的所有像素中自動匹配同名點，從而使整個區域都擬合到已知的控制點的坐標系上。

5.5 無人機技術在房產測繪中應用的注意事項

在對無人機拍攝的圖像進行實際處理時，應注意以下3 點：①應進行適當的處理工作，如圖像均勻度、鏡頭畸變等。②預處理完成后，必須將圖像導入Smart3D 軟件，進行圖像控制測量、圖像密集匹配、空中三角加密、紋理映射。③應根據它創建一個3D 模型，并分析實際搭建的3D 模型。在真實的工作流程中，可以通過無人機測繪，深入了解城市內不同類型建筑的特征。此外，還可以使用EPS 軟件獲取全面、準確、高效的房地產測繪數據。

6 結語

綜上所述，無人機技術可以有效促進各行業的發展。在房產測繪領域，無人機技術可以大大提高房產測繪的效率和水平。基于此，房地產測繪部門必須積極、全面地接納和采用無人機技術，充分認識其在測繪領域應用的優勢。工作人員要學會和應用無人機傾斜攝影測量技術，獲取和處理相關數據，然后以此為基礎構建3D 模型，最后應用相應的軟件收集房地產測繪數據，進而實現無人機技術在房產測繪領域中的有效應用。