無人機傾斜攝影測量技術在農村房屋確權登記中的應用

胡秋鳳

【摘要】農村房屋不動產登記是深化農村集體產權制度改革的重要基礎性工作。以農村宅基地和集體建設用地地籍調查成果為基礎，查清農村未登記的房屋以及新增的宅基地和集體建設用地以及地上房屋的權籍情況，按照《不動產登記暫行條例》的規定辦理不動產登記，提交不動產權籍調查成果，工作內容包括權籍調查、信息疊加、資料整理、登記發證、成果上報等。常規的不動產權籍調查借助于GNSS-RTK和全站儀進行單點測量，雖然精度可靠，但是要占用大量的人力、物力，成本高且工期長。傾斜攝影測量技術可以得到高分辨率的數字地面模型和逼真的三維模型等測量產品，實現高精度、大范圍的場景。目前，傾斜攝影測量技術正廣泛應用于農村房屋不動產登記權籍調查。

【關鍵詞】無人機;傾斜攝影測量技術;農村房屋確權登記

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

低空無人機傾斜攝影測量系統很長一段時間以來，人們都是通過人工實地采集方式來開展地形測繪以及地籍調查，雖然國家投入大量的人力、物力以及財力來開展此項工作，但是取得的成效卻不是很高。傳統測繪手段測繪效率和質量難以滿足區域發展要求。伴隨科學技術的不斷提升，測繪行業近年來也發展很快，與此同時，要求越來越精準的地理信息數據，同時對其實效性也提出了更高的要求，測繪行業面臨人工和時間帶來的巨大壓力。傾斜攝影測量技術作為一種先進的測量技術手段，近年來獲得了巨大發展，能夠更加精準快速的進行測量，同時高效性，使人們在三維信息方面的需求得到了很好的滿足，由于傾斜攝影測量技術，具有測量精準度高，操作靈活、高效率，成本投入低的諸多優勢，在很多領域當中都得到了普遍的應用。下文當中主要針對傾斜攝影測量技術在農房調查中的應用進行分析探討，希望能為有關人士提供一些參考作用。

1、傾斜攝影測量的技術特點

（1）對地物實際情況充分反應，而且可以詳細的測量地物信息。通過傾斜攝影測量技術，可以更加精準的對三維數據進行獲取，將地物的外觀以及其高度和位置等相關屬性進行反應，使三維數據真實感大幅增強，更是傳統人工模型仿真度不高的問題得到有效彌補。

（2）具有非常高的性價比。傾斜攝影測量數據具有空間位置信息，能夠對影像數據進行測量，并將DSM、DOM、DLG等有關成果同時輸出，可以大幅提升傳統航空攝影測量技術信息數據的良好效果。而且通過傾斜影像批量提取貼紋理方式，可以使城市三維建模成本大幅縮減。

（3）具有非常高的效率。在航測無人機上搭載傾斜攝影測量技術，能夠及時快速地對影像數據進行獲取，確保三維建模全自動化。通過實驗發現，借助傳統測量形式，一些中小城市人工建模工作可以在一到兩年內完成，通過傾斜攝影測量技術時間可以縮短為三到五個月。

2、傾斜攝影測量的關鍵技術

2.1 多視影像聯合平差

傾斜攝影數據以及垂直攝影數據是多視影像重要組成，一些傳統的空中三角測量系統，難以將傾斜攝影數據科學合理的處理好。而通過多視影像聯合平差，應當對影像間的幾何變形和遮擋關系充分的考慮，并與POS系統充分結合，將多式影像外方位元素充分提供，通過由粗到精的金字塔匹配策略，自動匹配各級影像同名點，以及自由網光束法平差，確保同名點匹配結果較好的獲取。對連接點以及連接線和控制點位的具體坐標進行建立，多視影像通過GPU/IMU輔助數據開展自檢檢校區域網平差存在的誤差方程，借助聯合開展相應的結算工作，通過平差結果來更好的確保其精度。

2.2 多視影像密集匹配

在攝影測量工作當中，影像匹配是極為重要的工作內容，多視影像不但具有非常高的分辨率，而且具有較大的覆蓋范圍。在匹配過程當中，對冗余信息展開全面的充分考慮，對多視影像上同名坐標精準快速的進行獲取，對地物三維信息開展獲取工作，是匹配多視影像的重中之重。通過這一匹配基元的單獨應用，對建模所需的同名點進行獲取?，F如今多視影像以及多基元影像成為研究的重點，并取得了非常大的進步。如可以自動的識別以及提取建筑物側面信息。利用對多視影像特征進行搜索，如建筑物邊緣、紋理墻面的邊緣特征等，對建筑物的二維矢量數據集進行確定，影像層面由于視角的不同，二為特征，可以向三維特征進行轉化，墻面確定過程當中，可以對很多影響因子進行設置，并進行權值給予，把墻面進行不同分類，平面掃描建筑不同墻面進行分割，對建筑物的側面結構進行獲取，在重構側面，對建筑物的輪廓以及高度進行提取。

2.3 數字表面模型生成和真正射影像糾正

高分辨率，高精度的數字表面模型DSM，可以通過多視影像密集匹配進行獲取，將地形，地物起伏特征充分的進行表達，是新空間數據基礎設施的主要工作內容。由于陰影問題以及多角度傾斜影像間存在的較大差異和遮擋，在傾斜攝影基礎上對DSM自動獲取存在很大難度，應當依照自動空三解算來了解掌握個影像外方位元素，對合適的影像匹配單元進行選擇，開展特征匹配和逐像素級的密集匹配，將并行算法引入其中，進一步增強計算效率，對高密度DSM數據之后，濾波處理工作，有效融合不同匹配單元，促進DSM形成。

3、傾斜攝影測量在農房調查中的應用

3.1 項目概述

為了檢驗農房調查過程當中傾斜攝影測量所具有的應用效果，通過固定翼無人機以及睿鉑DG4pros五鏡頭相機對素材生產模型進行獲取，可以不對控制點條件進行應用滿足農房調查工作要求。該項目為某村，測區有著非常平坦的地勢，達到0.2平方千米的面積大小，建筑都是一些低矮房屋，達到30米的地形高差，有農田以及低矮房屋和池塘、樹林等。

3.2 技術流程

項目技術流程如圖1所示。

3.2.1外業采集

（1）準備工作

對測區進行踏勘，依照測區具體實際，并充分考慮無人機航攝作業工作需求，和無人機航攝系統技術要求，對于航飛計劃以及測量技術方案科學合理的進行制定，對儀器以及人員科學調配，具體測試過程當中，對所有的儀器開展檢驗工作，對控制點的數據進行檢核，并運行檢查通信連接情況，數據采集軟件和測圖軟件等，在保證沒有差錯的情況下，對測區成果進行整理收集，設置多個控制點，當地CORS與研究區的谷歌影像圖。依照相關要求對正射影像進行布設，制定科學的傾斜攝影飛行計劃，和各個方向傾斜影像飛行航線。

（2）飛行的質量要求

傾斜影像的產品規格要求如表1所示。

相片重疊度必須要將以下要求充分滿足，按照60%到80設置航向重疊度，確保最小不能在53%以下。按照60%到80控制旁向重疊度，保持不能小于60%。航向覆蓋大于攝區邊界線之后，基線必須要保持兩條以上。如果和攝區邊界線相比，旁向覆蓋超出其邊界之后，應當確保像幅在50%以上。在有利于開展相片測量過程當中，控制點和內業加密時，與攝區邊界線旁向覆蓋相比，應當在30%的像幅大小。航攝過程當中有一些絕對與相對漏洞出現時，都應用一次航攝飛行的數碼相機精準地開展補攝，基線應當設置兩條。

（3）影像質量要求

1）必須要保證清除的影像和豐富的層次，同時還應當具有適中的反差以及柔和的色調，分辨出和地面分辨率相對應的細小地物影像，對清晰的立體模型進行構建。2）影像上不能存在煙、云影、云以及污點和大面積反光等。如果有缺陷存在時，不會連接的立體模型以及測繪造成影響，能夠進行測制線畫圖。3）由于無人機低速因素影響，在瞬間曝光過程當中，通常在大于一個像素像點位移，最大的應當在一點，五個像素以下。4）影像拼接過程當中沒有錯位，重影以及模糊情況。

（4）布設像控點和選點方案

在測區開展相片控制測量過程當中，空中三角測量實地測量，測圖定向主要利用平面位置以及高程控制相片控制點。物色相片控制測量點方案過程當中，采用全野外布點方式，并依照特殊情況進行布點，前者主要是指正射投影作業內業測圖定向，對作業進行糾正，所應用到的全部控制點，開展外業測定工作，這些方案具有非常高的成圖精度，而且具有非常大的外業工作量，還需要投入大量的成本。

（5）采集外業像控點

依照初選控制點來布設像控點，而且對平高點坐標進行采集，采集外業像控點根據先整體后局部，首先進行控制，在開展碎步測量，加強首級控制點提高加密點的基礎，通過GPSRTK采集像控點坐標。

3.2.2內業處理

（1）數據預處理

把外業航飛收集的影像數據在預處理軟件當中導入，對測區當中重疊度以及照片質量開展檢查工作，如果出現照片質量不達標，重疊度不合格的情況出現，必須要及時的進行重飛。

（2）Smart3D軟件三維建模

數據通過預處理之后，在Smart3D軟件當中導入數據，嗯，科學合理的處理這些數據，最終形成osgb格式的三維模型。

（3）三維立體測圖

EPS三維測圖軟件，三維矢量采編軟件通過GIS數據平臺進行研發，對osgb格式三維模型數據進行一鍵導入，對三維編輯工具進行提供，在三維模型基礎上，開展立體測圖工作。

眼3D立體測圖通過EPS地理信息工作站開展測圖工作，通過地理信息角度以及測繪角度對數據模型進行構建，對CAD技術和GIS技術等綜合的分析，通過數據庫為基礎把屬性以及圖形融為一體，通過數據生產源頭，對轉化測繪信息提供支持。采集裸眼3D信息，在信息化DLG數據上，主要體現在完全面向對象，動態符號化，同時一套數據具有一致的二三維符號和一體化的圖屬與圖庫。通過骨架線+屬性描述來對地理要素進行表示，對GIS建庫和應用需求進行滿足，在顯示以及打印環節，確保符號的動態化，更加規范的滿足圖示和相關制圖需求，采集全要素過程當中根據模型進行設置，達到不變形，無錯漏，不移位的特點。按照比例和相應的符號，對地物進行表示，應當連接拐點和側標中心切準輪廓線，采集過程當中不能根據比例尺對地物進行表示過程當中，通過測標中心對基準點進行切準，節點定位線，不清楚模型難以精準的進行定位，應當將有關位置做出科學標記，更好的開展補測工作。

結語：

傳統農房調查模式當中，利用傾斜攝影測量技術，不僅具有較高的工作效率，而且還能大幅減少成本投入，提高效益，在該技術下，可以對DLG、D0M與DSM等各種數據格式進行轉化，便于矢量化工作的開展，使工程需要得到了大大的滿足，提高了整體測量效果。

參考文獻：

[1]低空數字航空攝影規范：GH/Z3005-2010[S].北京：國家測繪局，2010.

[2]三維地理信息模型生產規范：CH/Z9016-2012[S].北京：國家測繪局，2012.

[3]無人機航攝系統技術要求：CH/Z3002-2010[S].北京國家測繪局，2010.

[4]1：5001：10001：2000地形圖航空攝影規范：GB/T6962-2005[S].北京：國家測繪局，2005.

[5]馬茜芮，黃振華.無人機傾斜攝影測量技術在地籍調查中的應用[J].測繪通報，2020（S1）：118121.

[6]楊亞彬，謝思梅，謝榮安.無人機傾斜攝影測量技術在不動產更新測繪中的應用[J].測繪通報，2020（7）：108-111