房產測繪施工中無人機遙感技術的應用研究

蔡立庭

（廈門長衡測繪有限公司，福建 廈門 361000）

1 引言

隨著房地產業的不斷發展，對精準且高效的測繪技術的需求逐漸增加[1]。傳統測繪方法在復雜建筑環境中已不適用，推動數字和信息化測繪技術發展[2]。無人機遙感技術因其快速、準確獲取建筑和地形信息，提高測繪效率和精度已成為新焦點。與傳統全站儀和GNSS 技術相比，無人機遙感技術能降低成本，提高效率，尤其在時間緊迫的農村房地項目中表現出色。無人機傾斜攝影測量技術在不動產權籍調查中日益重要，包括數據采集、像控點布置、空中三角測量、三維建模和數據采集及質檢[3]。此次研究探討了無人機傾斜攝影測量技術在農村房產及其附屬土地的測繪中的實際應用，并通過傳統測繪方法驗證了該技術的精度。

2 無人機遙感與傾斜攝影技術在房產測繪中的應用與優勢

2.1 無人機遙感與傾斜攝影技術的集成應用

在房地產測繪領域，無人機遙感技術集成了自動飛行器、遙感、通信和全球定位系統（Global Positioning System，GPS）技術，主要用于空間信息的深入采集和分析。這技術通過數據建模實現自動化和智能化，大幅提高測繪效率，推動行業發展。傾斜攝影技術，作為航空攝影的新方法，利用多角度傾斜相機捕獲地面信息。系統包括飛行平臺、傾斜相機和POS 系統，常用五鏡頭相機，一臺垂直拍攝，其余四臺側拍。在40°至60°傾斜角度下，能清楚捕捉地物側面細節。傾斜攝影系統裝載在無人機上，能快速生成高質量的地物三維模型，是大場景三維建模的優選。無人機數據收集包括目標區域影像采集和通過POS 系統的空中三角測量，進而創建數字地面三維模型。處理后形成的數字正射影像圖，如圖1 所示。

圖1 無人機遙感技術應用過程

2.2 攝影測量數據獲取

在廈門同安區郭山村院前里的房產測繪施工項目中，采用了大疆無人機配備的五鏡頭傾斜相機來采集影像數據，針對的是一個覆蓋0.12 km2的用地范圍。這個特定區域內有246棟房屋，樓層多為1～4 層，主要包括房屋、農田、鄉村道路、水系和果樹等地物，房屋排列較為整齊（見圖2）。無人機在采集數據時，航線高度設定為100 m，航向和旁向重疊度分別為80%和70%，以此獲得0.18～0.20 m 的地面分辨率。同時，全站儀被用于測量房屋界址點、房角點等地物點的坐標，特別強調房屋的主要角點測量。根據GB/T 39616—2020《衛星導航定位系統實施動態測量（RTK）技術規范》，對每個像控點進行5 次觀測，平均值作為像控點的三維坐標，保證平面精度在±3 cm，高程精度在±5 cm 以內。像控點布設在易識別的空曠位置，間距約100～150 m，總共布設了14 個像控點，滿足項目技術需求。

3 房產三維建模及測繪要素數據采集

3.1 三維模型構建

在房產測繪施工中，空中三角測量是實景三維建模的核心環節。初始步驟包括導入預處理過的無人機影像數據、POS數據、像控點數據以及相機屬性參數到Photomodeler 軟件中進行空中三角測量。這個過程要求像控點的刺點精度達到亞像元。經過空中三角測量確認合格后，流程包括TIN 構建和濾波等步驟，創建白模三維模型并進行紋理自動映射，最終得到實景三維模型。為了更有效利用計算資源并縮短建模時間，實景三維模型的建模和輸出過程選用OSGB 格式，進行瓦片分塊切割處理，從而得到的實景三維模型具有良好的整體質量。圖2 展示了局部實景三維模型的示例。

3.2 邊長數據采集

在已竣工建筑的測繪中，邊長數據通常從竣工圖獲取，并確保實測與圖紙數據差異小。對于無法直接測量或弧線形的邊長，使用全站儀繪制房屋輪廓，并測定難以直接測量的鄰近墻體厚度。實測中，如果各層室內凈空全長存在明顯差異，應通過在樓梯或天井處測量相對位置來驗證，以確定出現差異的原因是否是墻體不在同一縱面或墻體厚度不一致。此實測的邊長包含外墻保護層但不包括突出的結構柱等，且應記錄上述部位的厚度。在進行城鎮農村私房的房產測繪施工時，室內凈空邊長、對角線邊長和墻體厚度應逐間測量，并區分共有、自有或借墻。

3.3 界址點精度

依據房產測繪相關標準和規定，參考TD/T 1001—2012《地籍調查規程》與CJJ/T 8—2011《城市測量規范》，界址點位中誤差和其他相關誤差的計算公式為：

式中，mj為相應等級界址點的點位中誤差；ΔD 為界址點坐標計算的邊長與實際邊長較差的限差；D 為相鄰界址點的間距。

根據TD/T 1001—2012《地籍調查規程》，一級土地使用權明顯界址點的精度需達標，同時CJJ/T 8—2011《城市測量規范》規定，二級房產界址點精度中，界址點相對鄰近控制點的誤差及其間距誤差的中誤差均不得超過5 cm，最大允許誤差為10 cm。

3.4 房產面積精度

在房產測繪施工領域，遵循CJJ/T 8—2011《城市測量規范》，精度評估以中誤差為準，且設置2 倍中誤差為限差。在農村區域進行房產測繪時，只需達到二級精度標準。誤差的計算可參照公式（2）：

式中，M 為中誤差，m2；S 為房產面積，m2。

4 無人機遙感技術在房產測繪精度分析

4.1 界址點精準比較與分析

在測區內，房屋的分布考量下，經過仔細挑選，共有16 個界址點被相對均勻地確定用于進一步的測量活動，這些活動是通過使用全站儀實施的實地測量。隨后，這些通過實地測量收集的數據與通過無人機傾斜攝影技術獲得的測量結果進行了比較和分析，作為房產測繪施工的一部分，從而詳細評估無人機遙感技術在房產測繪應用的準確性和可行性。為了進一步說明，界址點的位置殘差的統計結果可以參見圖3a，而界址點的位置誤差的統計數據則呈現在圖3b 中。

圖3 界址點點位殘差與誤差

圖3a 呈現的16 個界址點位置殘差值計算揭示，其點位殘差中誤差為0.06 m。圖3b 顯示，2 號點的誤差值最小，僅為0.021 m，而4 號點的誤差值最大，達到0.089 m。經過對16個實地測量的界址點位置誤差進行統計分析后，證實試點項目所獲得的界址點位置精度符合三級精度指標要求。

4.2 界址點間距測量誤差的分析

房產測繪過程中，界址點或房角點的距離誤差是評估不動產測量精度的關鍵指標之一。通過在測繪區域內均勻選定的16 條界址線段，以手持激光測距儀進行界址點之間的距離測量，并與無人機傾斜攝影技術得出的測量結果進行相應的比較和分析。表1 展示了界址點間距測量的殘差統計結果。

表1 界址點間距測量的殘差統計m

在廈門同安區郭山村院前里的測繪項目中，面臨房屋和地物點復雜多樣的挑戰，研究使用五鏡頭傾斜相機的大疆無人機進行空中影像采集，同時運用全站儀精確測量房屋界址點和房角點等地物點的坐標。在數據采集中，研究特別關注影像數據的地面分辨率，并設置航線高度和重疊度來優化數據質量。如表1 所示，對該測區16 條實測界址點間距邊長的殘差統計與分析顯示，界址點間距的殘差中誤差為0.03 m，其中11 號邊界址間距殘差最小，為0.01 m，而14 號邊的殘差最大，達到0.08 m。結果證明，該測區內測得的界址邊長精度滿足了二級精度的標準要求。

4.3 房產測繪精度分析

該工程項目中，針對選定區域內的35 棟房屋進行了實地測量，以獲取每棟房屋的精確面積數據。此舉旨在更好地評估和規劃該地區的房產資源。通過應用房產面積公式，計算出了各房屋的面積。如表2 所示，在35 棟房屋中，26 棟的面積殘差在1 倍中誤差范圍內，9 棟在兩倍中誤差范圍內。殘差最小值為0.02 m2，最大值為1.32 m2。這些測繪成果均滿足了二級精度要求，對項目數據的準確性和可靠性至關重要，直接影響后續規劃和決策的有效性。準確的房產測量為該地區的發展提供了關鍵數據支持，有助于房產所有者獲得精確評估，促進區域的合理規劃和管理。

表2 房產測繪精度統計表m2

5 結語

在農村房產及其附屬土地的測繪項目中，無人機遙感技術在房產測繪施工方面展現出極大價值。此次研究根據廈門市房產作業指導書（實測）中的精度標準，采用無人機傾斜攝影測量技術，驗證了測量結果的精度與可靠性，滿足農村三級精度指標要求。嚴格的質量控制措施在各關鍵技術環節得以實施，確保測量結果的精準和可靠。與傳統野外測量技術相比，無人機遙感技術減輕了人力和物力投入，縮短了工期。無人機技術生成的實景三維模型在外業指界工作中起輔助作用，優化了不動產權屬調查流程，提升了房產及其附屬土地的測繪工作效率。因此，無人機傾斜攝影測量技術在農村房產測繪施工中具有高應用價值和推廣潛力。