淺談房地一體項目中傾斜攝影技術的應用

蔣曉靜

(中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，四川 成都 610106)

0 前 言

農村宅基地房地一體測量是以固定房產為基本要素進行的一項權屬調查，主要是在占地面積準確，房產界址清晰且權屬合法的基礎上進行的一次測量活動。其主要目的是對農村宅基地進行復核，通過對建設用地進行權屬調查，以完成地上房屋及其附著建筑物的測量認定。通過房地一體測量的方式建立并完善農村房屋建筑的調查數據庫，為不動產的登記工作提供數據支撐。提高農村房地一體測量工作的質量和效果，保障地籍測量工作的正常進行。因此，無人機傾斜攝影測量技術在農村房地一體項目中的應用具有現實意義。

1 房地一體項目簡述

在農村地區實施房地一體測量，是社會經濟發展所需，是國家掌握農村地區房屋產權的一項重要舉措。通過房地一體測量，對房屋及宅基地進行確權，是保障廣大農民權益的一項惠民政策，能夠更好地為農村的未來發展提供政策性支撐。通過房地一體項目測量，逐步完善在農村地區對房屋產權歸屬進行合法確權。確定其邊界位置，厘清權屬和使用關系。農村房地一體測量是政府根據宅基地的位置、面積、權屬、建筑材料、用途等進行的調查。

2 傳統測量技術及其優缺點

在農村地區所開展的農村宅基地及房屋權屬調查，通常采用傳統的測量方式。常用的調查方式一般包括全站儀及RTK測量技術，偶爾也采用傳統的攝影測量技術。但是傳統測量技術在應用過程中，存在較多的缺點。例如，在使用全站儀及RTK測量技術進行實際測量時，受天氣狀況的影響較大。在測量過程中，經常會出現天氣變化后停止測量工作的情況。而且需要進行大量的野外作業，對地形的要求較高，經常出現在某些地區受地形條件限制無法完成測量工作的情況出現。傳統的測量方式不僅效率低，而且人工成本較高。隨著對測量結果精度要求的提高，傳統方法已經無法滿足多次測量的要求。

3 傾斜攝影測量技術的研究現狀

傾斜攝影測量技術在國外研究的時間較長，經過多年的實踐研究，技術發展相對成熟。某些軟件設備的技術水平已達到國際前列。而傾斜攝影測量技術在我國的發展時間較短，雖然起步晚，但在多項領域中進行了不同程度的研究和應用。

3.1 在三維建模方面

相關專家學者近年來研究了傾斜攝影測量中三維模型的粗糙化及一體化技術，并提出了傾斜攝影測量與近景攝影測量相結合的方法，解決了山區城市地形復雜、難以建立三維模型的問題。

3.2 在地形圖測繪方面

近年來，傾斜攝影測量技術越來越多地應用在地形測繪工作中，研究了不同地形在三維模型上的映射。通過大量的試驗及實際應用的結果驗證其可行性。在農村房地一體測量中應用傾斜攝影測量技術，主要是依靠CASS平臺建立三維模型，進行矢量圖轉換，實現準確測量。

4 應用傾斜攝影測量技術的意義

傾斜攝影測量技術在農村房地一體綜合測量中的應用具有重要意義，主要體現在以下三個方面。

首先,在農村房地一體測量中應用傾斜攝影測量技術，能夠降低實際測量過程中的數據誤差值，對測量數據的質量有明顯提高。同時，傾斜攝影測量技術采用無人機模式，可以大大改善工作人員的作業環境，在工作效率提升方面效果顯著。大大縮短了測量周期，降低測量成本。

其次，傾斜攝影測量技術與傳統的測量技術相比較。操作更為方便，對操作者的要求也相對較低。在實際的測量過程中，傳統測量技術需要對不能從一個方向切到屋檐的建筑物轉角位置，先沿屋檐畫出房屋，再對屋檐進行調整。而傾斜攝影測量技術則能夠在不校正屋檐的情況下直接切割屋檐的拐角，這無疑減少了現場校正的工作量。

最后，利用傾斜攝影測量技術建立的三維模型代替了實地調查得到的三維模型，能夠真實反映農村住宅建筑的真實信息結構。例如，每個建筑的高度可以直接從三維模型顯示出來，可以直接測量每個建筑的面積。

5 傾斜攝影測量系統的結構

傾斜攝影測量系統主要由進行圖像采集的設備及能夠對數據進行處理的軟件組成，而圖像采集設備又包括無人機操作系統、航向規劃軟件及攝像機。

5.1 圖像采集設備

5.1.1 無人機系統組成

近年來無人機的應用越來越廣泛，它屬于一種可搭載微型觀測設備的飛行平臺，利用無線電技術對無人機發送指令，一般配備單獨的控制系統。然而無人機有多重類型，按照各自的用途差異，均有相應的優缺點。例如，固定翼無人機操作難度較大，而且在起飛過程中對場地有較高的要求，同時風險系數高。但是，它具有較長的耐久性，適合大面積作業。多旋翼無人機操作簡單，無需從特定位置起飛，可以垂直起降，相對安全。但是，它的飛行時間很短。無人機系統主要由飛行平臺、任務裝置和地面控制站組成。固定翼無人機的機身通常采用高強度材料，多旋翼無人機的機身通常由碳纖維制成。當無人機應用于攝影測量時，只需要將無人機的飛行軌跡進行設定，此時無人機就會按照設定好的軌跡飛行，執行測量任務。

5.1.2 航線規劃軟件介紹

近年來，在科學技術快速發展的過程中，信息軟件技術也得到了很大的提高。目前，市場上的航線規劃軟件，無論是品牌還是種類多種多樣。然而在軟件的選擇過程中，應當對其性能進行重點觀察。對比軟件的適用性及其各自的優缺點，根據不同的用途進行選擇。

5.1.3 攝像機分類

傳統攝影測量技術中的攝像頭僅能在垂直角度方向進行圖像拍攝，而傾斜攝影測量技術中配置的攝像頭具有側視及角度俯視拍攝的功能。常用的傾斜攝影拍攝所使用的攝像機鏡頭數量各有不同，鏡頭數量從單鏡頭一直到五鏡頭。而且在多鏡頭的攝像機中，各自鏡頭之間可以互相轉換。專用的傾斜攝影測量攝像機雖然價格較高，但是在圖片儲存方面方便快捷，便于數據傳輸和后期處理。在實際使用過程中，為了保證結果的準確性，有必要對攝像機進行檢查和校準。

5.2 傾斜攝影測量數據處理軟件分析

傾斜攝影測量軟件主要用于數據采集后的圖像處理。目前較為常用的主要有EPS軟件，EPS軟件應用在傾斜攝影測量中，在數據格式不兼容及數據更新困難等方面有較好的應用。在數據入庫及成圖方面實現了軟件類型的統一，其突破了采用傳統攝影測量方法繪制地形圖需要帶上立體眼鏡才能采集的局限，降低了對操作人員的要求，可以直接在三維模型上采集數據。

6 傾斜攝影測量在農村地籍測量中的應用

6.1 圖像控制點布設方法

圖像控制點應設置在實驗區。平面圖像中控制點的布設需要區域網的方法。根據路線設計的主要方向，每隔200 m布置相應的影像控制點，對整個試驗區進行科學合理的控制，確保農村地籍測量與現場相結合的正常開展。

6.2 像控點點位選取

像控點點位一般均勻地分布在測量區域內，合理選擇像控點對模型重建的質量提高有很好的效果。在相控點的數量選取方面，一般5～10個控制點對于一個大的測區來說已經足夠。但是，對于追求高程精度的單位，則要按照專業的外業像控布設規范進行布設。

6.3 制作圖像控制點標志

在實際測量過程中，也有類似的控制點，主要集中在硬化的屋頂和地板上，用藍色或黃色油漆垂直交叉。用紅色顏料在十字架的中心畫一個圓，圓心是圖像控制點。在相應的土壤中，用白石灰粉，然后用合適的模具做成垂直形狀的十字。

6.4 圖像控制點的測量

在圖像控制點的具體測量中，試驗區采用先進的網絡技術，測量圖像控制點的相應空間位置。在實際測量中，如果GPS信號正確，則采用實形測量。對每個控制點的位置進行兩次測量，并將兩次測量的實際結果進行比較。圖像控制點的對比度差小于3 cm，則取平均值作為最終結果。如果圖像控制點的對比度差大于3 cm，應檢查原因，然后重新測量。將先進的攝影測量技術充分應用于農村房地一體綜合測量，提高了農村居民點房地一體測量的質量和實際效果

7 傾斜攝影測量在房地一體測量中的優缺點

7.1 傾斜攝影技術在測量中的優勢

其突出特點是效率高，能快速、高效地完成項目。根據現場試驗，傾斜攝影測量施工工期4.5天，投入6人。每個人每天工作8小時，總共96小時。如果采用傳統的測量方式，需要兩個人20天，每人每天工作8小時，總共320小時。斜向攝影測量的效率是傳統攝影測量的3倍以上。隨著生產效率的提高，工期大大縮短，工程造價大大降低，效益相對提高。

7.2 傾斜攝影測量存在的不足

首先，根據以往的經驗，在結果的穩定性方面還存在一些不足。影響傾斜攝影測量數據質量的因素很多。如傾斜攝影測量無人機姿態不穩定，受太陽影響較大，會導致測量結果不合格。當局部起伏較大、遮擋較大時，傾斜攝影測量應采用傳統方法。

8 結束語

隨著科學技術的快速發展，無人機傾斜攝影測量技術在不斷提高。在農村房地一體測量項目中，傾斜攝影測量技術得到了越來越廣泛的應用。通過與傳統測量方式相比較，不僅測量精度有較大程度的提高，而且在人力、物力及財力方面起到了明顯節約的效果。但是由于傾斜攝影測量技術仍存在改進空間，針對不同的應用場景，存在的不確定因素較多。在實際的應用過程中，該項因素應當引起相關技術人員的注意。否則在房地一體測量過程中完全依賴設備提供的數據，而不考慮數據存在的偏差，容易出現測量數據不準確，嚴重影響測量結果。因此，在實際的測量過程中，應當從不同的角度考慮問題，對各方面的工作做好準備，對測量數據的準確性進行有效評估，確保傾斜攝影測量技術取得的成果符合實際生產要求。

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