關(guān)于房地產(chǎn)地面攝影測量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究與應(yīng)用

孫德忠

[摘 要]社會(huì)信息化程度不斷提升，促使現(xiàn)代化測繪手段不斷升級和改進(jìn)，而攝影測量的出現(xiàn)更為房地產(chǎn)地面測繪工作提供了一種新的途徑。基于此，本文將以CCD超站儀為主要研究對象，通過分析其工作原理，討論其在房地產(chǎn)項(xiàng)目中地形、地籍測量工作中的具體應(yīng)用途徑，希望能為相關(guān)專業(yè)提供可以參考的理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]地面攝影測量系統(tǒng)；房地產(chǎn)；CCD超站儀

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.08.087

[中圖分類號]P232 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）08-0-02

1 CCD超站儀構(gòu)成與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理

CCD超站儀攝影測量系統(tǒng)作為一種新型的地面測量系統(tǒng)，它將全站儀精密測繪技術(shù)與CCD地面攝影技術(shù)完美的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了由“點(diǎn)測量”模式向“面測量”模式的轉(zhuǎn)變，并通過相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使測量點(diǎn)更加形象的展現(xiàn)出來，更便于進(jìn)一步進(jìn)行攝影測量分析。

1.1 CCD超站儀的構(gòu)成

利用現(xiàn)有的全站儀精密測量技術(shù)和地面攝影測量技術(shù)，相關(guān)人員研制了新一代的CCD超站儀及其配套的地面攝影測量系統(tǒng)。本文的測量設(shè)備由全站儀（NTS-372R，南方測繪儀器有限公司，中國）、數(shù)碼CCD鏡頭（DSC-QX100，Sony Corporation，日本）和一臺預(yù)裝PlayMemories Mobile軟件的平板電腦或智能手機(jī)組合而成。南方測繪NTS-372R型全站儀，其操作系統(tǒng)為Windows CE.NET 4.2，在全站儀上實(shí)現(xiàn)了電腦化操作，液晶顯示屏，美觀流暢操作界面，有效測程為免棱鏡300 m，數(shù)字顯示最小為1 mm，測距精度為2+2 ppm，角度測量數(shù)字顯示最小為1″，測角精度為2″。索尼DSC-QX100鏡頭為3.6倍光學(xué)變焦，等效35 mm焦距，其傳感器尺寸為1英寸，圖像分辨率為5472×3648，支持無線性能WiFi，實(shí)時(shí)取景，近拍距離50 mm-無窮遠(yuǎn)，外形尺寸63 mm×63 mm×56 mm，產(chǎn)品重量179 g，操作方式為全自動(dòng)操作。

1.2 CCD超站儀以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理

CCD超站儀與普通全站儀相比，其最大的區(qū)別就是配合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行影像后期處理，使軟件具有了攝影測量的功能，實(shí)現(xiàn)了由“點(diǎn)測量”模式向“面測量”模式的轉(zhuǎn)變升級。而CCD超站儀與普通攝影測量相比，其最大的區(qū)別就是可以利用全站儀準(zhǔn)確確定CCD鏡頭攝影瞬間的相對外方位元素，實(shí)現(xiàn)了像片特征點(diǎn)的解算。自從攝影技術(shù)問世，其便被應(yīng)用于測量作業(yè)中了。

數(shù)字?jǐn)z影測量是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)依據(jù)攝影測量的基本原理，從攝影像片中自動(dòng)提取所攝對象的幾何和物理信息，以此來代替人的立體量測和識別工作。而CCD超站儀計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的基本解算方法和解析攝影測量解算是基本相同的，都是根據(jù)內(nèi)外方位元素、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和定向?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)解算的。而CCD超站儀實(shí)現(xiàn)了精確、快速測量模式的實(shí)質(zhì)是：利用了全站儀無反射棱鏡測定控制點(diǎn)的測量模式，精準(zhǔn)確定了CCD鏡頭（數(shù)碼相機(jī)）攝影瞬間的外方位元素，通過點(diǎn)位轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)平移，用CCD鏡頭攝影高分辨率像片實(shí)現(xiàn)了攝影幅面的整體解算。值得注意的是，在進(jìn)行攝影測量后處理時(shí)，必須將全站儀控制下的測量中心、點(diǎn)坐標(biāo)與CCD鏡頭攝取的高分辨率像片進(jìn)行精確配準(zhǔn)，這樣計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才能準(zhǔn)確解算攝影像片幅面點(diǎn)位的坐標(biāo)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測圖。

2 CCD超站儀計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在房地產(chǎn)地形測量中的應(yīng)用

在房地產(chǎn)地面的工程測繪中，有一類重要的測量工作，就是通過地形、地籍測量繪制相關(guān)的地形圖。地形測量就是傳統(tǒng)意義上的測繪地形圖工作，它是將地球表面上的各種地物或起伏地形以一定的符號和注記表示，并按不同比例尺大小繪制所需作業(yè)的地形圖，為工程建筑施工和規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。地籍測量是為了滿足土地管理部門及其他國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)部門的需要，測定各類土地的位置與大小、境界、土地權(quán)屬界址點(diǎn)的位置以及地籍權(quán)屬面積等，并最終建立權(quán)屬信息數(shù)據(jù)庫的工作。

雖然地形測量和地籍測量在測量對象和測量目標(biāo)上不盡相同，但其數(shù)據(jù)采集工具和測量方法卻是相通相近的。無可否認(rèn)的是，傳統(tǒng)的測量方式GPS-RTK測量、平板儀法測量、全站儀測量以及目前應(yīng)用比較廣泛的航空攝影測量等測量工具和測量方式，在之前的地形、地籍測量中均發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。由于地形測量和地籍測量的精度要求較高，本文在綜合了全站儀精密測量與地面攝影測量的基礎(chǔ)上，提出了利用CCD超站儀計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在地形測量和地籍測量中采集數(shù)據(jù)的大膽嘗試，其具體應(yīng)用措施如下。

首先，進(jìn)行測量前，必須對普通全站儀的基本操作和基本功能有所了解，具備相關(guān)的測量知識；明確使用的CCD鏡頭類型和其檢校后的相關(guān)參數(shù)、CCD超站儀經(jīng)綜合檢校后得出的兩測量中心的相對位置和偏移量關(guān)系。

其次，確定待測區(qū)域和設(shè)計(jì)測帶，利用GPS-RTK測量或CCD超站儀（全站儀）導(dǎo)線法測量，將基礎(chǔ)控制點(diǎn)引入到測區(qū)內(nèi)，進(jìn)行影像控制點(diǎn)的測量，并分別在各個(gè)控制點(diǎn)上設(shè)置標(biāo)志點(diǎn)，且需要在每個(gè)控制點(diǎn)上做好標(biāo)記，測得各個(gè)控制點(diǎn)i（i=1，2，…，n）的坐標(biāo)值，并分別在控制點(diǎn)上提前測定待測區(qū)域內(nèi)1～2個(gè)明顯的特征點(diǎn)。

再次，在任意控制點(diǎn)上，用CCD超站儀支出另外一個(gè)碎部點(diǎn)作為像對觀測點(diǎn)，根據(jù)CCD鏡頭的最大景深Ymax，確定出最佳攝站基線長B，而在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，通常選擇作為攝站基線長較為合適；在兩個(gè)相對觀測點(diǎn)上分別根據(jù)CCD鏡頭的參數(shù)，明確CCD鏡頭的視場角大小，根據(jù)鏡頭水平視場角8°，利用下式可確定每個(gè)攝影基站單站攝影次數(shù)n。

同時(shí)根據(jù)單站攝影次數(shù)n和每次旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的水平角：

分別在任意兩個(gè)相對控制點(diǎn)上按同一方向旋轉(zhuǎn)儀器進(jìn)行全景攝影，并分別記錄每次攝影瞬間的水平角α、垂直角β和某一水平角對應(yīng)的像片。

最后，重復(fù)這些步驟，根據(jù)提前設(shè)計(jì)的測帶，完成整個(gè)測帶的測量，直至覆蓋全部待測區(qū)域，圖1所示為測量布設(shè)方案，其中，1，2，3，…，n為布設(shè)的控制點(diǎn)，1′，2′，3′，…，n′為由控制點(diǎn)支出的相對攝影點(diǎn)，P1、P2為圖像解算數(shù)據(jù)的特征檢校點(diǎn)；然后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)CCD超站儀像對測量解算原理，解析計(jì)算并求得像片中待測區(qū)域任意一點(diǎn)的物方坐標(biāo)（X，Y，Z），配合南方CASS軟件成圖系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地形、地籍測量的目的。

3 結(jié) 語

CCD超站儀計(jì)算機(jī)測量系統(tǒng)不是將全站儀與CCD鏡頭簡單地組合起來，而是將全站儀精密測量技術(shù)與地面攝影測量技術(shù)很好地結(jié)合在一起，集成為一個(gè)系統(tǒng)；既很好地保持了全站儀精密測量的優(yōu)勢，又將地面攝影測量的特征很好地利用起來，希望通過本文的研究，能夠?qū)Ψ康禺a(chǎn)地面攝影測量的進(jìn)一步研究改進(jìn)和普及應(yīng)用，在各種工程測量中提供值得借鑒的信息技術(shù)。

主要參考文獻(xiàn)

[1]楊凡，婁妍，孫現(xiàn)申.現(xiàn)代精密工程測量技術(shù)及儀器[J].測繪科學(xué)，2011（3）.

[2]肖玉勇.南方CASS成圖系統(tǒng)在數(shù)字化地籍測量中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（18）.

[3]李仲，杜永剛，田萬壽，等.地面攝影測量在變形監(jiān)測中的精度分析[J].北京測繪，2010（2）.