應用無人機傾斜測量技術的不動產測量研究

摘""要：維護農民合法權益，促進“三農”發展是我國的重要國策，而不動產地籍測量工作的質量高低將直接影響農村社會穩定，切實關系到農民的自身利益。近年來，無人機技術隨著科學技術的發展突飛猛進，隨之而來的是傾斜攝影測量憑借著無人機作業也不斷在測繪行業內應用廣泛，人們越來越熟練和頻繁地使用該技術創建真實場景的三維模型。采用無人機傾斜攝影測量的方式對農村不動產進行測量，詳細探討了航攝的實施、像控點布設與測量、數據處理與模型構建以及制作數字線劃圖，為無人機傾斜測量技術的完善提供了經驗和參考。

關鍵詞：無人機傾斜攝影測量""農村不動產""數字線劃圖""三維模型

中圖分類號：P231

Research"on"Real"Estate"Measurement"by"Using"Drone-Based"Tilt"Photogrammetry

LIU"Shaohui""LI"Yongchuan

（Beijing"Zhihui"Jingji"Technology"Co.，"Ltd.，"Beijing，"102209"China）

Abstract："It"is"an"important"national"policy"in"China"to"safeguard"the"legitimate"rights"and"interests"of"farmers"and"promote"the"development"of"agriculture，"rural"areas"and"farmers，"and"the"quality"of"real"estate"cadastration"will"directly"affect"rural"social"stability"and"effectively"affect"the"interests"of"farmers."In"recent"years，"drone"technology"has"made"rapid"progress"with"the"development"of"science"and"technology，"therewith"oblique"photogrammetry"has"been"also"widely"used"in"the"surveying"and"mapping"industry"with"the"help"of"drones，"and"people"are"becoming"more"proficient"and"frequent"in"using"this"technology"to"create"the"three-dimensional"models"of"real"scenes."This"article"uses"drone-based"tilt"photogrammetry"to"measure"rural"real"estate，"and"detailedly"discusses"the"implementation"of"aerial"photography，"the"layout"and"measurement"of"image"control"points，"data"processing"and"model"construction，"and"the"production"of"digital"line"drawings，"which"provides"experience"and"reference"for"the"improvement"of"drone-based"tilt"photogrammetry.

Key"Words："Drone-based"tilt"photogrammetry;"Rural"real"estate;"Digital"line"drawing;"Three-dimensional"model

不動產權籍測量為不動產統一登記調查提供參考依據，其提供的數據是不動產登記調查的成果基礎。本文重點對農村房屋，構筑物的界址信息獲取方式進行相關研究[1]。不動產權籍測量工作具有任務量大、精度要求高、野外勞動強度大、測量環境復雜和惡劣、測量要素繁瑣、工期緊（時間周期緊），技術人員和測量儀器設備投入較大等特點。目前，最常用的權籍測量方法是全站儀與GPS-RTK"組合測量方法。雖然使用此方法已經滿足不動產權籍調查工作基本要求，但是測區不同獲取的測量成果有所不同，全國性的不動產測量任務只靠一種測量方法完成，無論從工作進度和數據精度上，從花費的人力和物力上，還是從近期建設和長期發展需要考慮，都不能完全滿足要求[2]。因此需在滿足精度的前提下，采用效率更高的測繪儀器和測量手段全面開展農村不動產權籍調查工作。

本文在分析無人機傾斜攝影測量技術的基本原理的基礎上，設計實驗方案，以北京門頭溝為研究區，應用無人機低空傾斜拍攝技術對該地區開展農村不動產測量工作，評價其可行性、可靠性和應用性。從而規范農村不動產測量中無人機傾斜攝影測量技術的作業方式，操作模式，為該技術的推廣和進一步發展提供參考和可行性建議。

1"無人機傾斜攝影測量技術流程

無人機傾斜攝影測量技術流程如圖1所示。

2"航攝實施

項目成圖比例尺為1∶500，基本等高距為0.5"m。三維模型及主要地物點平面精度為±5"cm；城市建成區和鋪裝地面高程注記點高程中誤差不大于10"cm。硬件采用哈瓦MEGAV8四軸八旋翼搭載五鏡頭傾斜攝影測量系統作為數據采集平臺，航線管理多任務一體化，同時兼容北斗、GPS、GLONASS這"3"種衛星定位模式，采用HARWAR-YT-5POPC"IV飛行模塊，搭載索尼"5100X5相機1.2億像素，地面分辨率為1.8"cm，定位精度水平方向為2"cm，垂直方向為5"cm[3]。

根據以下操作過程完成這次航攝任務：（1）飛行準備；（2）檢查設備；（3）影像采集；（4）地面控制；（5）飛行平臺的降落；（6）航攝設備檢查。

最后，檢驗航空拍攝數據的質量是否符合要求。其中主要包括圖像的清晰度、水平度、色調和對比度；是否有明顯的大面積反射、陰影和誤差；除此之外還要看圖像上是否有錯位出現[4]。當出現了以上幾種情況時，要按照設計任務的需求來判斷是否再次飛行。

3"像控點布設與測量

3.1"像控點布設

無人機傾斜攝影測量在采集影像時，需要在測區內設置一定數量的影像控制點，而野外影像控制點的設置與數字精度相關聯。影響空域三坐標測量的結果有以下幾方面：圖像控制點的數量、點的選擇、數據的準確性等。所以應盡可能嚴格、規范和準確進行像控點的選擇。本次測量面積為3.12"km2，測量面積雖然不大，但是房屋建筑存在高低起伏，對本次測量存在一定影響。因此，為了更好地把控圖像生成時的精度，再考慮到地形和房屋分布等因素之后，布設42個影像控制點，如圖2所示。

3.2"像控點測量

當無人機在采集圖像時，需要進行像控測量。它的主要工作是為航空三角測量加密提供較準確可靠的信號源，比如影像控制點的大地坐標、圖像上的詳細刺點位置等[5]。它最主要的作用是連接大地測量成果和攝影數據。像控點的質量直接影響數據測量的精度。所以要根據現場測量規范的要求，獲得較為準確的像控點三維坐標。在本工程中，獲取像控點三維坐標的主要方法采用了GPS-RTK進行測量。采用這種方法主要是為了更為準確的采集數據精度，每個像控點施測采用半分鐘內成果平滑均值作為依據，像控點位采用固定解測量平面和高程坐標3次。

4"無人機傾斜攝影測量內業數據處理

4.1"數據處理與構建模型

建立三維真實模型是通過圖像匹配、時空加密、紋理映射等方法生成三維模型的過程，這一過程是在無人機傾斜攝影測量數據處理的基礎上完成的[6]。

當前可供選擇的傾斜圖像處理軟件比較多，當對測區數據的精度有著不同的需求時，使用航空影像處理軟件也要根據其需求來進行相應的改變。所以在進行綜合評測之后，采用Smart3D"Capture建模軟件完成數據的室內處理。

4.2"制作數字線劃圖

在對農村不動產地籍進行測量的過程中，衍生出了一種高效數字產品——數字線劃圖（即DLG），這種數字產品出現之后被頻繁應用于農村不動產地籍調查工作中。在測量過程中，不動產地籍測量工作的質量直接受到數字線劃圖的精度影響，對于農民而言，數字線劃圖是否高質量直接影響其實際利益。數字線劃圖的精準度受到影像質量、像片控制點精度以及三維模型質量等多種因素的干擾，通常情況下選擇易于操作的三維測圖軟件來制作出數字線劃圖。本文選用的三維繪圖軟件為EPS平臺，結合Smart3D"Capture軟件完成農村不動產無人機傾斜攝影測量項目的后期成品繪制工作，具體流程如下。

（1）瓦片數據的輸入和轉換。運用SMART3D軟件對傾斜數據模型中拍攝的數據進行處理，轉換成區域數據格式obj，該格式適用于eps平臺，一旦加載完成，將以三維模式完成數據的收集。

（2）數據的采集與導入。本次測繪項目的主要數據為：不動產數據、附屬房屋數據、其他建筑數據、道路數據、土地數據等。在影像清晰度相當的情況下，首先完成的是建筑不動產（標準房屋）的繪制工作，在EPS平臺中可以選用采集功能五點房進行圖像繪制。如果有必要，可以使用快速鍵快速繪制六邊形房屋數據、窗臺、陽臺和其他數據。在收集數據的過程中，參考航空攝影數字地圖的標準。

（3）檢定和校正DLG圖。DLG圖主要檢查DLG元素的完整、屬性匹配、正確的字符識別、邏輯序列等等。在構建DLG圖形時，需要確保元素的完整性。如果數據不完整，就需要進行額外的現場測量或更改測繪圖，并通過詳細的測繪數據和校驗對DLG圖進行修正。

（4）成果輸出，數字線劃圖在經過仔細檢查與修改完善之后進行數據輸出。

5"DLG圖質量檢查

如圖3所示，將三維測圖成果DLG與實測成圖的房屋圖疊加，可以看出兩種方法獲取成果圖擬合較好，其中有些特殊房屋尤其土木結構的老房屋和遮擋物影響的部分擬合程度不太理想。整體來說，擬合程度還是滿足不動產權籍測量要求，達不到精度要求的小部分可以補測和返工完善修飾數字線劃圖。

6"結語

農村不動產無人機傾斜攝影測量三維建模的影像重疊度應該在68%～75%之間，超過80%并不會有明顯的效果提升。具體來說航向重疊度在70%～75%、旁向重疊度在70%～75%時最佳。在其建立的三維模型上解譯的農村不動產成果精度分別滿足地籍測量規范一級和二級要求，因此傾斜攝影測量技術可以在農村不動產測量中推廣應用。

參考文獻

[1]金歡.無人機傾斜攝影測量技術在安徽省農村房地一體測量中的應用研究[D].合肥：合肥工業大學，2022.

[2]項翩.無人機傾斜攝影測量技術在農村不動產確權登記中的應用[J].測繪與空間地理信息，2023，46（1）：205-207，210，214.

[3]龍勝.無人機傾斜攝影測量精細化三維建模及數字鄉村可視化應用研究[D].成都：成都理工大學，2023.

[4]王科燃.無人機傾斜攝影測量技術在水利工程移民實物調查中的應用研究[D].鄭州：華北水利水電大學，2023.

[5]毛志芳，張華平.基于無人機傾斜攝影測量的精細化三維模型精度分析[J].北京測繪，2022，36（8）：1019-1023.

[6]任旭斌，康建鋒，于東海.無人機傾斜攝影測量在房屋建筑面積測算中的應用[J].測繪通報，2022（3）：116-120，"126.