無人機傾斜攝影測量在房產測繪中的應用

郭晉基

城鄉院（廣州）有限公司 廣東 廣州 511300

房產測繪結果與人們的利益息息相關 。為了確保產權人的合法權益，測繪過程中對測量技術進行合理選擇非常重要。作為測繪領域中一項嶄新的測繪技術，傾斜攝影測量借助于無人機飛行傳感器，從不同角度對空間數據信息進行快速的、高精度的采集，可以客觀反映出實物特征。在房產測繪中應用無人機傾斜攝影技術，可以顯著提升測繪效率，從最大程度上確保數據準確性，這樣一來即可為房產登記提供有效保證。

1 概述

所謂傾斜攝影，是指將不同傳感器搭建在一組飛行平臺中，從垂直方向、傾斜方向進行拍攝，結合成像為軟件傳遞影像。拍攝過程中，系統會全面顯示拍攝地區的地理位置信息，同時還可以對方向、速度、高度等信息進行自行記錄，通過校對坐標參數以及整理重疊影像信息明確地理位置規律。通過對該項測量技術的應用，可以將周邊物象信息真實反映出來，進行單張攝像測控時，可以對建筑紋理結構信息，與小數據量資源結合以后，可以將地物情況真是的展現出來，這樣即可拓寬遙感影像應用范圍，為工作人員創造較好的體驗[1]。

2 房產測繪中傾斜攝影測量的特征

2.1 操作過程更加便捷

傳統測量工作中，需要從控制點將導線拉到測區，再利用全站儀開展碎部測量，這期間由于城市地形復雜等因素的影響，為工作人員增加了負擔。但是，在傾斜攝影測量過程中，結束地面控制點的配置工作后，即可運用多鏡頭的無人機實施測量，可以根據測量要求靈活題哦姐飛行軌跡，最后利用軟件進行空三結算，立體模型生成以后，即可很快完成對三維立體模型的建設。由此可見，運用這項技術以后，可以有效縮短測量時間，測量效率將會明顯提升，與傳統技術相比，這樣技術更容易操作，并且靈活方便。另外還可以減少在現場人員上的投入。

2.2 測量性價比更高

大批量測量工作中，傳統測量技術需要的成本投入往往比較高。一般情況下，1平方公理的范圍需要由8個外業人員經過20天才能完成任務。但是運用傾斜攝影技術以后，在測區面積相通的情況下，2架無人機進行2天航飛，由5個人配合，即可快速完成采集業內數據的工作，然后再落實權籍檢查等相關工作。從投入的時間與人力上來看，成本優勢非常明顯。在房產測繪過程中，運用傾斜攝影測量技術不僅可以獲取空間位置數據，同時還能得到大量影像數據，利用內業軟件可以有效輸出相關數據，比如DSM、DOM以及房屋平面圖等。

2.3 房地一體化測量

實施傾斜攝影測量以后，借助于5鏡頭相機，可以從不同的角度上拍攝地物情況，然后對所獲數據信息進行自動化、智能化處理，通過這種方式從地物外觀、位置以及高度等方面，將房產三維數據真實反映出來，在這種操作下，三維數據的真實感更強，與傳統技術相比，這項技術往往會帶給人們更強的空間真實感。在對內業宗地圖進行采集的過程中，還可以對房屋樓幢信息進行采集，這樣即可以立體模型為基礎進行房屋平面圖的采集，從而達到度房產與地產一體化測量的效果。

3 房產測繪中傾斜攝影測量的應用要點

3.1 構成原則

傾斜攝影在實際應用中涉及到了很多內容，比如POS系統，再如飛行與攝影裝置，應用這項技術時，需要明確航拍路線，并且運用同步曝光技術采集相關信息，并做好對影像信息的總結工作。其中，采用POS系統可以充分發揮慣性測量單元IMU、計算機控制等裝置的作用，在明確曝光要求與影像數據內容的基礎上，通過空間定位方式確定方向信息，如此以來，即可清晰的定義無人機飛行的狀態。由以上論述中可以看出，在精度方面，傾斜攝影與PDS系統精度之間關聯緊密，它可以在明確加速度計、數字化電路以及信號處理需求基礎上，明確POS系統、攝像系統之間搭配的要點，從而快速獲得解決方案的內容。需要關注的要點內容包括：一是運用該技術可以將待測區域地物情況宏觀的、系統的反映出來，通過對比正攝像映像信息，將地物情況全面真實的反映出來；二是對這項技術進行運用時，應基于單張影像測量原則，針對待測房屋面積、角度以及坡面等情況進行統計；三是運用該技術可以對建筑物測量紋理基礎與結構進行收集，通過分析三維空間模型可以生成大規模圖示，這樣一來即可有效降低技術方面的成本投入。

3.2 飛行平臺

為了確保無人機在安全、穩定環境下運行，通常對待測點位存在一定要求，所以，必須對飛行平臺在起降方面的能力進行綜合考慮。航拍成像時，在一體化飛行平臺基礎上，運用無人機可以進行相關作業，例如起飛、降落等，同時借助于大負載動力系統，可以承種重6.0kg（60kPa）。因此，運用無人機傾斜攝影測量時，應加大對飛行控制系統的控制 力度，同時同步記錄好地理位置、航拍信息、地物姿態等相關信息[2]。

3.3 傳感器

運用無人機對影像數據進行收集以后，可以經RIYDG3pros傳感器導入和導出相關信息，這主要是由于運用傳感器時，借助于一體化攝影模式即可執行標識地籍等相關信息，這樣對城市、農村場景數據進行總結時，其兼容性更高、穩定性更強。這一過程中傳感器可以正確指示給無人機，從而避免一系列問題的發生，比如缺少飛行高度，建立一個安全平穩的控制體系。總之，運用傳感器可以有效優化配套性數據處理系統，從而提升測點數據的準確性、精準度，從而減少信息錯誤的可能性。此外，運用傳感器生成的數據信息，其清晰度可以得到很大保證，這樣即可明確房屋模型腳線，全面提升信息的精準度。

4 無人機傾斜攝影測量在房產測繪中的應用

4.1 工程實例

本次項目共獲取“橫塱村”2.3km2測區傾斜影像17810張，在數據范圍上充分滿足了測區制作需求，不存在遺漏、缺失情況；影像清晰度足夠，并且色調均勻、層次豐富；不存在嚴重的噪聲、扭曲等現象，影像邊緣比較均勻，不存在云、霧、煙覆蓋的情況。影像不存在質量方面問題，與POS信息對應。為模型絕對精度提供了保證，以空三結果為基礎設置控制點，通過手動方式可以對控制點位置信息進行調整，聯合平差，優化精度至 1/3 個像素，該空三成果滿足接下來自動化建模作業的要求（如下圖1、圖2）。基于該項目背景，下面針對房產測繪中對無人機傾斜攝影測量技術的應用進行深入分析[3]。

圖1 橫塱村三維模型細節

圖2 橫塱村三維模型細節圖

4.2 無人機傾斜攝影測量技術的應用

4.2.1 像控點布設要求

在明確無人機飛行位置的過程中，可以獲得像控點布設要求。一是在布設像控點過程中，可以運用Smart 3D算法與信息技術明確飛行作業要求，期間需要明確房產測量的路線。二是明確點云位置（確終空三特征點），對測量間隔進行控制，為2萬個像素，然后對專業控制點位進行選擇，在此基礎上針對控制點位置、間距進行分析。通過明確點與點 間隔距離，在明確水文特征與地物條件的同時，明確水域、綠植以及房屋位置等相關信息，如果缺乏局部區域特征點，則應該增加一些控制點位，以Google Earth 系統為基礎，獲取像素清晰的處理方法，明確點位分布局部處理方式，這樣即可采用人工方式做好油漆等元素的標記工作。三是確定像控點時，采用SDCORS系統可以對用戶的工具進行識別，并基于信息化平臺獲取穩定像控點。

4.2.2 空三加密技術要求

傾斜攝影工作中，運用系統可以實施自動化算法運算，進行評估、測試等相關工作，在光束控制過程中可以獲得比較穩定的區域網絡模型。運用一組像片即可得到一組光線，同時以該平差單元進行加密控制。該過程中，基于重心投影，系統可以構建穩定的共線方程模型，然后通過對比共線方程與其影像信息，通過必要的平移和旋轉，獲取穩定的加密要點。改變通過線路以后，在有效控制與支持下，光線可以實現交匯，同時通過整體控制的方式嵌入控制點信息。以上操作結束后，運用空三加密技術可以明確監控試驗區域中影像連接點，在明確平差計算重點時，充分融合連接點坐標與影像元素內容，再對其進行表達，從而促進空三成果價值的發揮[4]。

4.2.3 三維數據采集要點

在采集三維數據信息，對其進行評估、交互的過程中，工作人員可以運用易繪軟件收集房產信息內容，并做出相應提示，這樣即可將房屋、走廊、墻體等地物狀態體現出來，并且將其傳遞給處理器，再對影像圖片及相關信息進行總結，這樣一來，即可獲得不同方向上、角度上的信息內容。與此同時，在采集、標識數據信息時，可以做一些垂直和水平的輔助線，通過平面與立體圖的構建，全面呈現出房產死角、盲點等信息，這項操作完成后不可以進行后期更改，從而顯著提升房檐圖像精準度。在對數據采集點位進行確定時，應該在與地面1.5m的角點位置上作業，同時應關注相關指標，比如墻基寬度與厚度等，從而避免墻基外擴等問題發生。以一體化管理標準為依據，通過對比控制可以構建數據采集模式，從而有效提升三維數據的采集效果。

4.2.4 空間模型建構要求

在對三維空間模型進行構建的過程中，應基于2000國家大地坐標系，與空間站、衛星點位數據相結合，明確房產信息，然后以OSGB為主要模式實施三維模型表達，這樣一來Context Capture 系統即可發揮其支持作用，構建出立體化的空間模型，為影像數據計算工作提供了很大便利。在對影像數據進行提取時，工作人員可以利用智能化系統標識針對點位，并促進現有影像模型與三角TIN模型的融合，這樣一來即可生成空間地理信息。此外，以Context Capture 系統為依托，還可以利用大數據技術等對傳感器數據信息實施自動計算，再與圖例紋理相結合進行映射表達，從而使三維模型圖像真實性、分辨率得到全面提升。

4.2.5 精度評定要點

應用無人機傾斜攝影技術進行精讀評定時，需要關注以下幾方面要點：一是在點位精度控制過程中，需要明確分辨率為±5cm，在其分辨精度評定時，要確保其誤差處在一個可控的范圍。在對圖像進行采集時，可能會有一些誤差出現，所以務必要對粗差率進行控制，一般要控制為5.0%，如果在5.0%以上，應采取一些措施對其進行處理，確保將其控制在5.0%以內。如果使用2.5cm分辨系統，那么測量誤差將會明顯增加，測量過程中風力、降水等因素都可能對其造成一定影像，因此其粗差率可能會在5.0%以上，一般約為7.3%，因此該法無法滿足應用需求。總之，房產測繪務必要嚴格控制地面分辨率參數，并且對粗差率指標進行測試，將其控制在≤2.0%的范圍，這樣即可有效減少產品不合格問題的發生。二是在實施邊長精度分析時，應對試驗數據、現有體系進行比較，在明確測繪項目標準的同時，確保測試點位的位置，明確標準精度，對可能會影響測量的因素進行分析，在優化、改進工作中，提升邊長測量精度。三是當完成基本信息精度分析以后，需要綜合評估作業面的面積參數，換言之，需要對房屋的數量、地形姿態以及地形因素等進行分析，嚴格控制面積誤差在標準的范圍以內，通過一系列校對之后，以確保各項圖像信息均可滿足要求[4]。

5 結語

從目前的情況來看，無人機傾斜攝影測量在房產測繪領域中的應用體現了我國科技的進步，運用這種方式可以對房產進行多方位、多角度的三維觀測。現階段，我國對這項技術的應用還不夠成熟，依然存在著很多問題，但是相信不會很久，這項技術即可在不同行業中發揮作用，為我國科學實踐貢獻力量。