基于無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的房產(chǎn)測(cè)繪實(shí)踐

黃文濤

(廣東海業(yè)巖土工程有限公司，廣東 惠州 516000)

無人機(jī)航測(cè)技術(shù)以其高精度、高效率以及靈活性等優(yōu)點(diǎn)，為諸多行業(yè)提供了很大方便。在房產(chǎn)測(cè)繪方面，傳統(tǒng)房產(chǎn)測(cè)繪技術(shù)不僅工作效率較低，而且精度也不高，使得房產(chǎn)測(cè)繪工作進(jìn)展十分緩慢。因此，有關(guān)部門應(yīng)高度重視并積極推進(jìn)無人機(jī)技術(shù)在房產(chǎn)測(cè)繪中的應(yīng)用。

1 無人機(jī)技術(shù)概述

無人機(jī)技術(shù)就是無人機(jī)遙感技術(shù)，該技術(shù)是通過集遙感技術(shù)、全球定位技術(shù)以及通信技術(shù)于一體的無人飛行器，進(jìn)行各種地理信息的測(cè)繪工作，具有較強(qiáng)的專業(yè)性、自動(dòng)化以及智能化等特點(diǎn)?，F(xiàn)階段，無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)被國內(nèi)各地區(qū)國土資源部門普遍采用。無人機(jī)技術(shù)具有非常強(qiáng)大的功能，能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)更新和升級(jí)，從而為地理信息測(cè)繪提供良好的支持。無人機(jī)主要分為無人機(jī)平臺(tái)、定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)以及導(dǎo)航系統(tǒng)四個(gè)結(jié)構(gòu)部分。

2 無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪測(cè)量方面的優(yōu)勢(shì)

2.1 無人機(jī)監(jiān)測(cè)效率高

在一些突發(fā)事件的應(yīng)急處理過程中，如果監(jiān)測(cè)效率低下，就很可能會(huì)失去最佳處理時(shí)機(jī)，造成事件影響范圍及其危害程度增加。而無人機(jī)技術(shù)擁有非常高的監(jiān)測(cè)效率，將該技術(shù)應(yīng)用在緊急事件處理過程中，可通過擴(kuò)大無人機(jī)監(jiān)測(cè)范圍來快速獲得監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的圖像信息，從而能夠大大提升事件處理效率，增強(qiáng)事件處理效果。

2.2 無人機(jī)監(jiān)測(cè)范圍大

無人機(jī)技術(shù)的監(jiān)測(cè)范圍非常廣，不但能監(jiān)測(cè)大范圍內(nèi)的物體，還能測(cè)量較小面積內(nèi)的物體，這大大增強(qiáng)了無人機(jī)監(jiān)測(cè)尺度的控制能力。與此同時(shí)，無人機(jī)檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域的情況可通過三維圖像呈現(xiàn)在系統(tǒng)中，為工作人員直接觀察目標(biāo)區(qū)域的信息提供便利。

2.3 信息處理迅速

通過無人機(jī)技術(shù)測(cè)量到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)叫畔⑻幚硐到y(tǒng)中進(jìn)行處理，大大提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，增強(qiáng)了系統(tǒng)的信息處理能力，保證了無人機(jī)系統(tǒng)的信息采集效率。目前，國內(nèi)無人機(jī)系統(tǒng)的影像分辨率達(dá)到了0.5 m之內(nèi)，遠(yuǎn)高于各種衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的分辨率，無人機(jī)系統(tǒng)還擁有極快的數(shù)據(jù)采集與處理速度，其應(yīng)用前景非常廣闊。

2.4 周期性較強(qiáng)

無人機(jī)技術(shù)能與遙感應(yīng)用系統(tǒng)或GIS系統(tǒng)有效結(jié)合，同時(shí)還能方便快捷地搭載測(cè)繪測(cè)量應(yīng)用，充分保證測(cè)繪測(cè)量作業(yè)的周期性與全面性。

3 無人機(jī)技術(shù)在房產(chǎn)測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量

在低空航空攝影測(cè)量技術(shù)類型中，傾斜攝影測(cè)量屬于新型測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)主要是將多個(gè)傳感器裝設(shè)在一臺(tái)飛行器上，并從傾斜角度、垂直角度等各個(gè)角度進(jìn)行影像采集，獲得更加精準(zhǔn)的地面信息，利用該技術(shù)所獲得的影像叫做傾斜影像。工作人員可利用傾斜攝影測(cè)量獲得的影響數(shù)據(jù)構(gòu)建成三維模型，從而直觀呈現(xiàn)地面物體信息。

3.2 傾斜攝影三維模型構(gòu)建流程

無人機(jī)傾斜攝影三維模型的構(gòu)建主要分為外業(yè)與內(nèi)業(yè)兩個(gè)部分(如圖1：無人機(jī)傾斜攝影三維建模流程圖)。外業(yè)主要包含無人機(jī)影像數(shù)據(jù)采集、野外像控制作等環(huán)節(jié)。內(nèi)業(yè)模型構(gòu)建流程主要包括三方面核心內(nèi)容：第一點(diǎn)，自動(dòng)空中三角測(cè)量。按照測(cè)量區(qū)域中分布較為均勻

圖1 無人機(jī)傾斜攝影三維建模流程圖

的地面控制點(diǎn)，通過立體測(cè)圖，對(duì)加密點(diǎn)平面坐標(biāo)及其高程進(jìn)行解算和匹配。第二點(diǎn)，匹配不同影像中的相同特征點(diǎn)，進(jìn)行各影像間的空間變換模型的計(jì)算。第三點(diǎn)，在計(jì)算出的空間變化模型基礎(chǔ)上有效拼接影像，以精準(zhǔn)疊合同名特征點(diǎn)，以免三維模型受到影像分辨率與比例尺不一致問題的影響。

3.3 外業(yè)數(shù)據(jù)采集方面

第一點(diǎn)，航帶設(shè)計(jì)。工作人員應(yīng)先到測(cè)量目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，可將試驗(yàn)區(qū)域設(shè)定在城中村。相比于城市其他區(qū)域，城中村建筑密度相對(duì)較大，并且建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，最重要的是城中村建筑的高度差通常較小，在這種環(huán)境中，無人機(jī)航飛高度可控制在100 m以下。

第二點(diǎn)，布設(shè)像控點(diǎn)。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，利用GPS-RTK技術(shù)測(cè)量的區(qū)域像片控制點(diǎn)通常都是平高點(diǎn)，同時(shí)像片控制點(diǎn)大都均勻設(shè)定在航向與旁向重疊像片范圍內(nèi)，并在測(cè)量區(qū)域四周也設(shè)定有相應(yīng)的控制點(diǎn)。

第三點(diǎn)，設(shè)定航測(cè)參數(shù)。從航飛區(qū)域的情況出發(fā)，確定飛行參數(shù)，保證航測(cè)數(shù)據(jù)采集的順利進(jìn)行。航向與旁向重疊度都是70%。該次試驗(yàn)采用大疆無人機(jī)PHANTOM4，該型號(hào)無人機(jī)在采集數(shù)據(jù)過程中只使用一個(gè)鏡頭，而要達(dá)到傾斜攝影測(cè)量目的，在進(jìn)行影像采集時(shí)就必須從傾斜角度以及垂直角度等多個(gè)角度著手，因此工作人員在設(shè)計(jì)航線過程中特別設(shè)定了航測(cè)參數(shù)。

3.4 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方面

第一點(diǎn)，對(duì)影像進(jìn)行預(yù)處理。在傾斜攝影結(jié)束之后，工作人員認(rèn)真檢查所得的測(cè)量區(qū)域的影像質(zhì)量，在確定無扭曲與變形等問題后，合理修復(fù)了質(zhì)量尚未達(dá)到要求的影像，并對(duì)這些影像進(jìn)行了編號(hào)。

第二點(diǎn)，內(nèi)業(yè)像控刺點(diǎn)：像片控制點(diǎn)的判刺精度是0.1 mm，像片控制點(diǎn)目標(biāo)的高程變化應(yīng)較小，并且在同名點(diǎn)與相鄰像片上應(yīng)該能夠清晰地看到像片控制點(diǎn)。

第三點(diǎn)，空中三角測(cè)量加密。通過人工方式給定一批控制點(diǎn)，軟件通過光束法區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行全面平差，每張像片組成的一束光線為一個(gè)基本平差單元，各單元基礎(chǔ)方程采用中心投影的共線方程，利用不同光線束的空間平移與旋轉(zhuǎn)，促使不同模型間的公共光線達(dá)到最佳交會(huì)目的，把整個(gè)區(qū)域最佳地添加到控制點(diǎn)坐標(biāo)系內(nèi)，以獲得加密點(diǎn)成果。

第四點(diǎn)，影響密集匹配。利用精度較高的影像匹配算法將全部影像中的同名點(diǎn)自動(dòng)匹配出來，同時(shí)從中抽取出更加多的特征點(diǎn)，從而準(zhǔn)確表達(dá)地面物體細(xì)節(jié)。

3.5 應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行房產(chǎn)測(cè)繪時(shí)需要注意的事項(xiàng)

工作人員在處理無人機(jī)影像數(shù)據(jù)前，必須要對(duì)影像進(jìn)行鏡頭畸變以及勻光等處理，然后通過smart3D軟件對(duì)所獲影像數(shù)據(jù)進(jìn)行像控測(cè)量、空中三角測(cè)量加密、影響密集匹配以及紋理映射等，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的三維模型。

根據(jù)試驗(yàn)中構(gòu)建出的三維模型可知，基于無人機(jī)技術(shù)的房產(chǎn)測(cè)繪相關(guān)三維模型細(xì)節(jié)十分豐富并且形象較為逼真。工作人員可任意選取城中村測(cè)量區(qū)域中的若干棟建筑進(jìn)行研究，同時(shí)還需要利用EPS清華三維軟件對(duì)三維模型進(jìn)行解析，并從中采集房產(chǎn)圖數(shù)據(jù)信息。

4 結(jié)語

總之，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)諸多行業(yè)的發(fā)展有很大的影響，應(yīng)用在房產(chǎn)測(cè)繪中，不僅能夠提高房產(chǎn)測(cè)繪工作效率，還進(jìn)一步提升房產(chǎn)測(cè)繪水平。因此，房產(chǎn)測(cè)繪單位應(yīng)掌握無人機(jī)技術(shù)的基本原理，以及無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪測(cè)量方面優(yōu)勢(shì)，有效利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)獲取和處理內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)，同時(shí)據(jù)此構(gòu)建相應(yīng)的三維模型，并通過相關(guān)軟件模型來更好地采集房產(chǎn)圖數(shù)據(jù)信息。