傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用研究

摘""要：近年來，隨著城市化進(jìn)程的加速和地籍信息需求的增長，以往的地籍測繪方法已經(jīng)逐漸無法滿足高效和精確的現(xiàn)代化需求。通過使用傾斜攝影測量技術(shù)，能夠高效采集和處理各種數(shù)據(jù)，為地籍測繪領(lǐng)域帶來創(chuàng)新的解決方案。對此，首先介紹傾斜攝影測量技術(shù)特點(diǎn)，其次闡述傾斜攝影測量的關(guān)鍵技術(shù)，然后分析傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用實(shí)例，以供參考。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測量技術(shù)"""地籍測繪"""像控點(diǎn)"""空中三角測量"""航線

中圖分類號：P231;P271

Research"on"the"Application"of"Oblique"Photogrammetry"Technology"in"Cadastral"Surveying"and"Mapping

LU"Yaoshan""YANG"Zanguang

Zhejiang"Jinyu"Planning"and"Design"Co.，"Ltd.，"Hangzhou，"Zhejiang"Province，"330000"China

Abstract："In"recent"years，"with"the"acceleration"of"urbanization"and"the"increasing"demand"for"cadastral"information，"traditional"cadastral"surveying"and"mapping"methods"have"gradually"been"unable"to"meet"the"efficient"and"accurate"modernization"needs."By"using"Oblique"Photogrammetry"technology，"various"data"can"be"efficiently"collected"and"processed，"bringing"innovative"solutions"to"the"field"of"cadastral"surveying"and"mapping."Therefore，"it"firstly"introduces"the"characteristics"of"Oblique"Photogrammetry"technology;"Secondly，"it"explains"the"key"technologies"of"Oblique"Photogrammetry."Then，"it"analyzes"the"application"examples"of"Oblique"Photogrammetry"technology"in"cadastral"surveying"and"mapping"for"reference.

Key"Words："Oblique"Photogrammetry"technology;"Cadastral"surveying"and"mapping;"Image"control"points;"Aerial"triangulation;"Route

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)地籍測繪方法逐漸暴露出其在現(xiàn)代城市規(guī)劃和管理需求中的局限性，尤其是在處理大規(guī)模、復(fù)雜地形及快速變化的城市環(huán)境時。在此背景下，傾斜攝影測量技術(shù)作為一種革命性的新興測繪技術(shù)，因其能夠提供從多個角度捕捉地面的能力和高效率的數(shù)據(jù)處理流程，正逐漸成為地籍測繪工作的首選技術(shù)。因此，對傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究具有重要意義。

1""傾斜攝影測量技術(shù)特點(diǎn)

傾斜攝影測量技術(shù)通過裝備多個攝像頭的無人機(jī)，能同時從多個角度捕捉地面情況，顯著增加地表信息量并減少信息盲區(qū)，使得地理數(shù)據(jù)采集更全面。利用現(xiàn)代圖像處理軟件，快速轉(zhuǎn)化圖像為高精度的三維模型，增強(qiáng)空間感知能力，提升數(shù)據(jù)處理效率和應(yīng)用靈活性。相比傳統(tǒng)測繪，傾斜攝影能在地形復(fù)雜或城市密集區(qū)快速準(zhǔn)確收集數(shù)據(jù)，尤其在應(yīng)急管理和自然災(zāi)害評估中顯示出其快速部署和大范圍數(shù)據(jù)收集的能力。此外，以自動化信息收集處理方式，顯著減少人力物力成本，提高項(xiàng)目效率和成本效益，尤其在緊急情況下能迅速獲得更新數(shù)據(jù)。傾斜攝影不僅提供多角度數(shù)據(jù)捕捉，還能真實(shí)地再現(xiàn)地物的自然狀態(tài)，增強(qiáng)圖像層次感和細(xì)節(jié)表現(xiàn)，對地籍測繪和城市規(guī)劃等多領(lǐng)域具有重要價值[1]。

2""傾斜攝影測量的關(guān)鍵技術(shù)

2.1""多視影像密集匹配技術(shù)

多視影像密集匹配技術(shù)是傾斜攝影測量中至關(guān)重要的一項(xiàng)核心技術(shù)，其基本原理是通過多角度拍攝的影像進(jìn)行精確匹配，進(jìn)而生成三維點(diǎn)云，提升三維模型的細(xì)節(jié)表現(xiàn)與精度。該技術(shù)的關(guān)鍵步驟包括：首先從每一張影像中提取出具有代表性的特征點(diǎn)，特征點(diǎn)可以是建筑物的邊緣、角點(diǎn)或者其他顯著的地面特征；然后，通過先進(jìn)的算法將這些特征點(diǎn)在不同影像中找到相應(yīng)的匹配點(diǎn)，借助三角測量的原理計(jì)算出精確的三維坐標(biāo)。多視影像密集匹配技術(shù)特別適用于復(fù)雜地形和建筑群的精確測繪，能夠在多個視角下細(xì)致捕捉物體的細(xì)節(jié)，提升模型的真實(shí)感和精度。此技術(shù)在高精度的地理信息采集中發(fā)揮著重要作用，廣泛應(yīng)用于城市建模、文化遺產(chǎn)保護(hù)、災(zāi)后重建等領(lǐng)域。

2.2""多視影像聯(lián)合平差

多視影像聯(lián)合平差技術(shù)通過對影像的內(nèi)外方位元素進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提升三維重建數(shù)據(jù)的精度。這項(xiàng)技術(shù)的核心目標(biāo)是通過精確校正攝像機(jī)的拍攝位置與角度，糾正系統(tǒng)誤差，確保最終生成的三維模型高度準(zhǔn)確。其具體過程包括估算攝影機(jī)在拍攝時的位置、角度以及影像之間的幾何關(guān)系，通過對多個視角影像進(jìn)行聯(lián)合平差來進(jìn)行幾何校正。平差結(jié)果能夠有效地優(yōu)化影像間的對齊精度，實(shí)現(xiàn)誤差最小化，從而提高三維重建的整體精度與一致性。在大規(guī)模的地籍測繪和城市規(guī)劃項(xiàng)目中，聯(lián)合平差技術(shù)能夠處理大量的影像數(shù)據(jù)，確保高精度的地形和建筑模型的精確重建。對于大范圍區(qū)域的測量尤為重要，可有效保障項(xiàng)目在精度、準(zhǔn)確性以及數(shù)據(jù)一致性。

3""傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用實(shí)例

在本次研究中，通過具體實(shí)際項(xiàng)目來驗(yàn)證本文所提出的技術(shù)方案的實(shí)際效果。首先對選定的測試區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)勘查，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域地形較為平坦，樹木稀少，而房屋則相對集中分布。另外，該區(qū)原先的單鏡頭航空攝影資料將用作編制任務(wù)區(qū)域基礎(chǔ)底圖的參考。

3.1""像控點(diǎn)測量

在航空攝影前，需對像控點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定和精確測量，包括靶標(biāo)噴涂。使用PIX4D軟件處理獲得的航空影像，生成任務(wù)地區(qū)的正射影像，并根據(jù)該影像與測區(qū)邊界設(shè)置像控點(diǎn)，每個點(diǎn)間距500"m，特別是在轉(zhuǎn)角區(qū)域密集布置以提高精度。點(diǎn)位疊加至正射影像上，方便外業(yè)團(tuán)隊(duì)實(shí)地測量。像控點(diǎn)的測量路徑詳細(xì)規(guī)劃后，進(jìn)行標(biāo)記，使用直徑為50"cm的L形靶標(biāo)，并全面測量每個點(diǎn)的坐標(biāo)。項(xiàng)目中共設(shè)置30個像控點(diǎn)，外加25個房角點(diǎn)和20條房屋邊長，以確保成果的精度。

3.2""航線規(guī)劃與傾斜攝影

在航線規(guī)劃與傾斜攝影過程中，先將任務(wù)區(qū)域的邊界線輸入航線規(guī)劃軟件，并設(shè)置1.5"cm的地面采樣分辨率。調(diào)整航線以外擴(kuò)2條基線和2條航帶，設(shè)定航向重疊度為85%和方向重疊度為80%。使用35"mm焦距的下視相機(jī)和50"mm焦距的側(cè)視相機(jī)，設(shè)其夾角為45°，構(gòu)成傾斜攝影系統(tǒng)。設(shè)置完所有參數(shù)后，通過一鍵操作自動生成航線。在數(shù)據(jù)收集前徹底檢查無人機(jī)設(shè)備[2]。執(zhí)行航拍后，立即評估影像質(zhì)量，同時檢查POS數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，用于空間三角測量和實(shí)景三維模型生成。

3.3""空中三角測量解算

在本項(xiàng)目中，使用瞰景Smart3D軟件對傾斜數(shù)據(jù)進(jìn)行空中三角測量解算。首先，整理并重命名影像及POS數(shù)據(jù)，使POS文件能精確對應(yīng)。創(chuàng)建新項(xiàng)目，加載影像數(shù)據(jù)和導(dǎo)入POS數(shù)據(jù)后，人工設(shè)置所有攝像機(jī)的焦距參數(shù)。提交數(shù)據(jù)后啟動計(jì)算引擎進(jìn)行解算。解算完成后，檢查成果以確保無層次分離或圖像彎曲問題。配置坐標(biāo)系統(tǒng)，上傳并校準(zhǔn)像控點(diǎn)數(shù)據(jù)，優(yōu)先選擇影像中心區(qū)域的像控點(diǎn)以減少畸變誤差。校準(zhǔn)后進(jìn)行平差處理，將坐標(biāo)從相對值轉(zhuǎn)為絕對值，確保像控點(diǎn)三維位置誤差為0.005"m。

3.4""實(shí)景三維模型生成

在構(gòu)建三維模型時，初始階段利用空間三角測量的詳細(xì)結(jié)果，應(yīng)用多視角影像密集匹配技術(shù)，以獲得密集的三維點(diǎn)集。依照不規(guī)則三角網(wǎng)的建構(gòu)原則，形成三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)并生成基礎(chǔ)的白膜模型。根據(jù)攝影測量的共線性條件和外方位元素，投射三角網(wǎng)的頂點(diǎn)坐標(biāo)至影像的坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)，創(chuàng)建具有真實(shí)紋理的三維模型。在三維模型生成過程中，首先，配置框架坐標(biāo)系統(tǒng)，選定適宜的瓦片分割策略和瓦片尺寸，并設(shè)定模型及分塊的起始點(diǎn)。然后，確定模型的輸出格式，提交建模任務(wù)，從而生成具有真實(shí)感的三維模型。

3.5""地籍測繪

3.5.1""基于實(shí)景三維模型

在本次地籍測繪項(xiàng)目中，使用EPS軟件處理實(shí)景三維模型。初始步驟為導(dǎo)入OSGB格式模型和XML格式元數(shù)據(jù)至EPS系統(tǒng)，快速創(chuàng)建DSM模型索引文件。加載完成的DSM文件后，執(zhí)行地籍測繪任務(wù)，利用模型提升正射影像精度至0.05"m并上傳至EPS。在DSM模型上對宗地和房屋進(jìn)行詳細(xì)測繪，并疊加至正射影像上核對準(zhǔn)確性。對于結(jié)構(gòu)完整無變形的模型區(qū)域，直接進(jìn)行地籍圖的詳細(xì)測繪與制作[3]。在處理模型中房檐問題時，使用EPS提供的房檐校正工具進(jìn)行調(diào)整和糾正。

3.5.2""基于虛擬立體像對

針對因模型變形而出現(xiàn)精度較低的問題，需使用空間三角測量技術(shù)開展地籍測繪工作。首先，使用Smart3D軟件提取所有影像的外部與內(nèi)部位置參數(shù)，同時還需導(dǎo)出未經(jīng)畸變的照片。接著，將數(shù)據(jù)和已標(biāo)注的地籍信息遷移到立體測圖軟件中。在該軟件的三維虛擬環(huán)境中，進(jìn)行針對指定區(qū)域的宗地和建筑的細(xì)致測繪，以保證能夠收集到完整、準(zhǔn)確的地籍?dāng)?shù)據(jù)[4]。

3.6""精度檢測與分析

在項(xiàng)目中，需詳細(xì)檢測房角點(diǎn)25個，相關(guān)信息如表1所示。

地籍測繪過程中，界址點(diǎn)不同等級精度規(guī)定如表2所示。

經(jīng)過對檢測點(diǎn)和房屋邊長的精度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示本研究提出的方法生成的地籍圖具有較高的精度。在界址點(diǎn)中，具體偏差為7.6"cm，而房屋邊長的平均誤差為12.2"cm，以上數(shù)值均符合二級精度標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4""結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)例，對傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用進(jìn)行全面研究。通過合理使用此技術(shù)，可顯著改善測繪效率，降低成本投入，并且在提升數(shù)據(jù)真實(shí)性和精度方面具有顯著優(yōu)勢。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入，傾斜攝影測量技術(shù)有望在未來的地籍管理和城市規(guī)劃中發(fā)揮更大的作用。盡管當(dāng)前仍存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)，如模型拉花變形問題，但隨著算法和設(shè)備的改進(jìn)，能夠有效處理各種問題，為地籍測繪領(lǐng)域的穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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