基于傾斜攝影技術(shù)在農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查測(cè)量中的應(yīng)用

林漢宇

（廣西壯族自治區(qū)地理信息測(cè)繪院，廣西 柳州 545006）

在農(nóng)村的宅基地與集體建設(shè)用地上進(jìn)行房屋權(quán)籍調(diào)查時(shí)，必須對(duì)某一范圍內(nèi)的房屋產(chǎn)權(quán)狀況、界址、面積以及位置、用途等基本信息有全面準(zhǔn)確的了解，才能確保不動(dòng)產(chǎn)登記結(jié)果的準(zhǔn)確性。而在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)與權(quán)籍調(diào)查工作中應(yīng)用傾斜測(cè)量技術(shù)能夠使用相關(guān)軟件快速建模，并完成模型立體量測(cè)。這樣不僅能夠提高房屋權(quán)籍調(diào)查的效率，還能確保調(diào)查與測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。主要是因?yàn)榛趦A斜攝影技術(shù)的農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查與測(cè)量能夠大量減少野外測(cè)量作業(yè)，節(jié)省大量人力與物力投入，提高測(cè)量效率的同時(shí)，高科技、高精準(zhǔn)度的測(cè)量?jī)x器能夠在最大程度上確保測(cè)量準(zhǔn)確性。所以，傾斜攝影技術(shù)對(duì)房屋權(quán)籍調(diào)查與測(cè)量應(yīng)用有積極作用。

1 傾斜攝影技術(shù)基本概述

傾斜攝影技術(shù)與傳統(tǒng)攝影測(cè)繪技術(shù)的最大不同就是，傾斜攝影技術(shù)可以從一個(gè)垂直角度與四個(gè)傾斜角度進(jìn)行攝影獲取實(shí)物影像，能夠獲取全方位影像信息，然后在對(duì)傾斜影像進(jìn)行分析與整理后，可以使用相關(guān)軟件進(jìn)行三維自動(dòng)建模，極大提高測(cè)量效率與精度。

傾斜攝影技術(shù)的主要特點(diǎn)包括：

其一，經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)更高?；趦A斜攝影測(cè)量建立的實(shí)景三維數(shù)據(jù)是帶有空間位置信息的，可以同時(shí)輸出DSM、DLG、DOM等數(shù)據(jù)，這樣可以在確保滿足傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量需求的同時(shí)，降低三維建模成本。其二，測(cè)量效率較高。傾斜攝影技術(shù)主要借助無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)量，不需要進(jìn)行大量的野外測(cè)量作業(yè)，也不需要投入較多的人力，并且自動(dòng)建模技術(shù)的應(yīng)用可以將數(shù)據(jù)處理后，直接輸出測(cè)圖。整個(gè)測(cè)量工作僅需3到5個(gè)月即可 （視測(cè)區(qū)大小而定）。最后，能夠反映地物的真實(shí)情況，數(shù)據(jù)信息更加真實(shí)可靠。因?yàn)閮A斜攝影技術(shù)更加符合人眼視覺(jué)對(duì)真實(shí)世界的反映，因此，獲取的影像信息更加真實(shí)可靠。這些影像數(shù)據(jù)能夠?qū)⒌匚锏母叨?、位置以及外觀等具體情況反映出來(lái)，增強(qiáng)三維數(shù)據(jù)的正式感，這是傳統(tǒng)人工模型測(cè)繪無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)使傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛[1]。

2 基于傾斜攝影技術(shù)在農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影數(shù)據(jù)獲取過(guò)程

傾斜攝影技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際測(cè)繪遙感領(lǐng)域中比較先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，是近些年發(fā)展起來(lái)的。傾斜攝影技術(shù)可以利用同一個(gè)飛行平臺(tái)上的多臺(tái)傳感器，同時(shí)從一個(gè)垂直角度與四個(gè)傾斜角度對(duì)同一地物進(jìn)行測(cè)量獲取全方位全角度的測(cè)量信息。無(wú)人機(jī)傾斜攝影數(shù)據(jù)的提取更加符合人眼視覺(jué)中的真實(shí)世界，因此，在國(guó)土調(diào)查UI房屋權(quán)籍調(diào)查中的應(yīng)用比較廣泛。

在農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查與測(cè)量工作中，使用六旋翼無(wú)人機(jī)搭載傾斜攝影相機(jī)對(duì)房屋基本進(jìn)行調(diào)查與測(cè)量。無(wú)人機(jī)的飛行高度為100 m，飛行8個(gè)架次，而傾斜攝影相機(jī)的影像分辨率為0.02 m，側(cè)視鏡頭的傾斜角度為45°，總像素在1億以上，鏡頭的焦距為等效28 mm。

航攝飛行獲取影像數(shù)據(jù)后，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。檢查飛行獲取的影像是否存在過(guò)曝、漏拍等情況，如發(fā)現(xiàn)影像質(zhì)量有問(wèn)題，則需補(bǔ)飛。當(dāng)影像獲取完全后，因?yàn)榧艽尾煌?，入光角度不同，影像的色彩?huì)有差異，需按照勻光、勻色步驟去對(duì)航攝影像進(jìn)行調(diào)整，最終獲得最佳成像效果的影像數(shù)據(jù)。影像預(yù)處理是三維模型構(gòu)建的重要步驟，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的影像數(shù)據(jù)在亮度、飽和度、色相方面達(dá)到一致，最終成果在視覺(jué)上表現(xiàn)完整統(tǒng)一，對(duì)最終實(shí)景模型效果起到重要作用。

在無(wú)人機(jī)獲取信息數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)行像控點(diǎn)布設(shè)是非常重要的環(huán)節(jié)，主要目的是為了確保后期三維建?？杖用艿木珳?zhǔn)度。在此次測(cè)量作業(yè)中共布攝像控點(diǎn)182個(gè)，對(duì)后期加密與檢查有積極作用[2]。

2.2 三維自動(dòng)建模過(guò)程

首先，相片姿態(tài)數(shù)據(jù)整理，相片姿態(tài)數(shù)據(jù)的位置信息是使用GPS模塊定位和導(dǎo)航系統(tǒng)采集，平面坐標(biāo)一般使用WGS84坐標(biāo)系，高程數(shù)據(jù)使用橢球高。為了方便后續(xù)工作，需要對(duì)姿態(tài)數(shù)據(jù)中的位置信息進(jìn)行整理，高程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為正常高；對(duì)相片文件名整理，在同一測(cè)區(qū)內(nèi)，相片文件名不能重復(fù)，需唯一；最后將相片跟姿態(tài)一一對(duì)應(yīng)，并收集傾斜攝影相機(jī)每個(gè)鏡頭的像素、像幅、焦距、主點(diǎn)、相機(jī)方向參數(shù)、畸變參數(shù)等信息。

其次，使用目前實(shí)景三維建模主流軟件ContextCapture進(jìn)行空中三角測(cè)量，導(dǎo)入整理好的相片，并將相機(jī)的像素、像幅、焦距、主點(diǎn)、相機(jī)方向參數(shù)、畸變參數(shù)等信息導(dǎo)入軟件，應(yīng)用軟件對(duì)相片進(jìn)行特征點(diǎn)檢測(cè)和匹配，再在影像中添加地面控制點(diǎn)，進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差。完成空中三角測(cè)量后，這時(shí)需要檢查空三結(jié)果是否正確，如有相片未能進(jìn)行自動(dòng)連接時(shí)，需要人工補(bǔ)充連接信息?？罩腥菧y(cè)量計(jì)算一般需要進(jìn)行多次，直到空三結(jié)果滿足要求。判斷空三結(jié)果是否滿足要求的指標(biāo)是：控制點(diǎn)中誤差不超過(guò)1個(gè)像素，自動(dòng)連接點(diǎn)中誤差不超過(guò)2個(gè)像素；檢查點(diǎn)平面位置偏移不超過(guò)2個(gè)像素，高程值與模型高程之差不超過(guò)2個(gè)像素。

最后，自動(dòng)創(chuàng)建三維模型。在這一建模過(guò)程中，要將滿足精度要求的空三成果及傾斜影像導(dǎo)入到軟件中，經(jīng)過(guò)影像多視匹配、構(gòu)建模型三角網(wǎng)、紋理映射等步驟，最后完成自動(dòng)建模。

2.3 傾斜三維測(cè)圖形成過(guò)程

使用傳統(tǒng)地形測(cè)量成圖的方法需要進(jìn)行大量野外測(cè)量作業(yè)，工作難度比較大，操作程序也比較復(fù)雜，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能獲得成圖。已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)快速獲取地理信息的需求。而傾斜攝影技術(shù)使用傾斜三維模型數(shù)據(jù)采集地理信息數(shù)據(jù)，不僅能夠減少大量的野外作業(yè)，還可以利用傾斜三維數(shù)據(jù)對(duì)房屋邊角與點(diǎn)狀地物進(jìn)行直接測(cè)量，然后提取高程點(diǎn)，最后輸出成圖，極大提高測(cè)圖形成的速度與效率。

在農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查與測(cè)量過(guò)程中，對(duì)每一棟房屋進(jìn)行測(cè)量是最基礎(chǔ)的工作。在測(cè)量過(guò)程中使用DP-Modelermapper完成傾斜三維測(cè)圖工作。利用三維數(shù)據(jù)對(duì)房屋信息進(jìn)行采集，同時(shí)量測(cè)同一地物，使用不同視角對(duì)同一地物進(jìn)行影像信息采集，從不同角度使用十字與垂直輔助線完成點(diǎn)與線的測(cè)量。這種測(cè)量方式可以對(duì)房屋進(jìn)行全方位無(wú)死角測(cè)量，并且不用特地調(diào)整房檐測(cè)量數(shù)據(jù)，可以最大限度地確保測(cè)圖精準(zhǔn)度[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，傾斜攝影技術(shù)利用無(wú)人機(jī)航拍獲取傾斜攝影資料，并且能夠使用街景工廠自動(dòng)建模等數(shù)據(jù)對(duì)房屋進(jìn)行有效準(zhǔn)確的測(cè)量。而且隨著傾斜攝影技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，傾斜三維測(cè)量圖的優(yōu)勢(shì)更加突出，會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)立體測(cè)圖。這使傾斜測(cè)量技術(shù)在城市規(guī)劃、國(guó)土調(diào)查以及應(yīng)急保障等方面得到更加廣泛的應(yīng)用。相關(guān)的研究人員也要根據(jù)不斷更新的技術(shù)對(duì)傾斜攝影技術(shù)中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入研究，提升傾斜攝影技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的可靠性與精準(zhǔn)度，這樣對(duì)促進(jìn)傾斜攝影技術(shù)的發(fā)展更為有利。