傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在房地一體調(diào)查頒證項(xiàng)目中的應(yīng)用

余華勝 胡生送 徐彩杰

摘? 要：傾斜攝影技術(shù)是國際攝影測(cè)量領(lǐng)域近些年發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，它能夠真實(shí)地反映地物情況，高精度地獲取物方紋理信息，通過先進(jìn)的定位、融合、建模等技術(shù)，生成真實(shí)的三維模型。將傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于房地一體項(xiàng)目，其精度可達(dá)到公分級(jí)，滿足房地一體項(xiàng)目精度要求的同時(shí)大大減輕了外業(yè)作業(yè)人員的工作壓力，提高了工作效率。本文以房地一體權(quán)籍調(diào)查項(xiàng)目為契機(jī)，提出利用無人機(jī)傾斜攝影方法獲取地籍測(cè)量、宅基地測(cè)量數(shù)據(jù)，并實(shí)地采點(diǎn)檢驗(yàn)了該方法的可靠性。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影? 三維模型? 效率? 精度

中圖分類號(hào)：P231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）10（c）-0007-03

Abstract： Oblique photography technology is high-tech developed in the field of international photogrammetry in recent years. It can truly reflect the ground features， obtain object-side texture information with high accuracy. Through advanced positioning， fusion， modeling and other technologies， real three-dimensional models are generated. Applying oblique photogrammetry technology to rural housing and land integration projects. Its accuracy can reach the CM grade. It can not only satisfy the accuracy requirements of the integrated premises， but also reduce the work pressure of field workers and improve work efficiency. This article takes the opportunity of the investigation of the integration of rural real estate and land ownership as an opportunity to propose the use of UAV oblique photography to obtain cadastral survey data and homestead survey data， and verifies the reliability of the method by field sampling.

Key Words： Oblique photography; 3D modeling; Efficiency; Accuracy

房地一體調(diào)查頒證工作具有數(shù)據(jù)采集工作量大、建筑物量邊困難、外業(yè)指界難等特點(diǎn)，常規(guī)的技術(shù)路線為：大比例尺地形圖測(cè)量→工作底圖制作→權(quán)籍調(diào)查→成果整理→數(shù)據(jù)庫建設(shè)?？梢钥闯觯Ｒ?guī)的作業(yè)方法基本上為人工施測(cè)，包括地形測(cè)繪、地籍調(diào)查、房產(chǎn)測(cè)量等專業(yè)技術(shù)，對(duì)參與權(quán)籍調(diào)查人員的綜合技術(shù)要求很高，無法及時(shí)獲取提供界址點(diǎn)位置信息，如房角、滴水線、 飄窗等附屬物空間坐標(biāo)信息。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)通過從不同視角的相機(jī)同步采集影像，獲取到目標(biāo)區(qū)域頂面及側(cè)視的信息，經(jīng)過專業(yè)數(shù)據(jù)處理生產(chǎn)三維模型數(shù)據(jù)，直觀的展現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的地形地貌情況。通過專業(yè)的軟件，實(shí)現(xiàn)地形圖繪制、房屋的高度、長度、面積、坐標(biāo)等的量測(cè)，為房地一體化項(xiàng)目提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1? 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在歐美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用于應(yīng)急指揮、國土安全、城市管理、房產(chǎn)稅收等行業(yè)。通過無人機(jī)飛行平臺(tái)搭載相機(jī)獲取外業(yè)數(shù)據(jù)。經(jīng)內(nèi)業(yè)解算基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的定位測(cè)姿數(shù)據(jù)、影像畸變校正、特征點(diǎn)提取與匹配、像控點(diǎn)布設(shè)、解析空中三角測(cè)量等主要步驟，通過人工建模方式，生產(chǎn)出滿足項(xiàng)目需求的數(shù)字產(chǎn)品。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)以大范圍、高精度、高清晰的方式全面感知復(fù)雜場(chǎng)景，通過高效的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理流程生成的數(shù)據(jù)成果直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性，為真實(shí)效果和測(cè)繪級(jí)精度提供保證。

2? 傾斜攝影技術(shù)在房地一體項(xiàng)目中的應(yīng)用案例

房地一體測(cè)量的內(nèi)容包括測(cè)量宅基地界址點(diǎn)、房屋房角點(diǎn)和繪制地籍調(diào)查底圖。先在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)布設(shè)像控點(diǎn)，然后利用RTK測(cè)量出這些像控點(diǎn)和具有代表性的檢查點(diǎn)坐標(biāo)。利用設(shè)計(jì)的方案獲取的影像數(shù)據(jù)制作三維模型，并在三維模型上采集成果數(shù)據(jù)，通過成果數(shù)據(jù)與檢查點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精度對(duì)比來驗(yàn)證方案的可行性。以馬鞍山市農(nóng)村房地一體調(diào)查頒證項(xiàng)目為例，選取楊壩村為傾斜航飛試驗(yàn)區(qū)。

2.1 數(shù)據(jù)采集

利用飛馬D200-OP300四旋翼無人機(jī)搭載五拼相機(jī)，飛行高度80m。傾斜攝影相機(jī)像幅為6000×4000，1至4號(hào)相機(jī)焦距35mm，5號(hào)相機(jī)焦距25mm。航向重疊度80%，旁向重疊度70%，獲取楊壩村0.3km2的影像數(shù)據(jù)。

2.2 三維模型生產(chǎn)

傾斜攝影數(shù)據(jù)處理及成果制作選用Smart3D軟件進(jìn)行生產(chǎn)。主要生產(chǎn)流程包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、空三加密、全自動(dòng)三維模型生成、成果輸出等過程，工藝流程如圖1所示。

2.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備包括相機(jī)參數(shù)文件、POS數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)文件的準(zhǔn)備和編輯。將航攝獲取的傾斜影像五個(gè)鏡頭的數(shù)據(jù)，解算好的POS數(shù)據(jù)均按要求設(shè)置好格式，并準(zhǔn)備好相機(jī)參數(shù)文件，包括相機(jī)像素、像幅、焦距、主點(diǎn)和各個(gè)相機(jī)的相機(jī)方向等信息。

2.2.2 空三加密

空三加密首先進(jìn)行大量特征點(diǎn)的提取，其次對(duì)獲取的特征點(diǎn)采用多視匹配和密集匹配等技術(shù)進(jìn)行同名點(diǎn)匹配（如圖2所示），再次進(jìn)行迭代平差優(yōu)化、畸變差校正等步驟獲取精確的外方位元素，得到每一幅影像精確的空間位置和旋轉(zhuǎn)角度，以確定各個(gè)影像間的投影關(guān)系為下一步三維重建做好準(zhǔn)備。

同時(shí)，通過建立連接點(diǎn)和像控點(diǎn)坐標(biāo)文件，結(jié)合GPS/IMU信息，實(shí)現(xiàn)多視角影像自檢校區(qū)域網(wǎng)平差迭代計(jì)算。

2.2.3 三維模型生成

完成空三加密后，通過密集匹配技術(shù)，根據(jù)高精度的影像匹配算法，自動(dòng)匹配出所有影像中的同名點(diǎn)，并從影像中抽取更多的特征點(diǎn)構(gòu)成密集點(diǎn)云，從而更精確地表達(dá)地物的細(xì)節(jié)。

對(duì)于大范圍海量傾斜攝影數(shù)據(jù)，須對(duì)其進(jìn)行切塊分割（分塊），按照設(shè)置的優(yōu)先等級(jí)對(duì)分割的區(qū)塊內(nèi)的密集點(diǎn)云構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)TIN，并生成帶白膜的三維模型（見圖3）。

3? 精度驗(yàn)證分析

利用RTK野外實(shí)測(cè)采點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)景三維數(shù)據(jù)成果質(zhì)量檢核，經(jīng)對(duì)比分析三維數(shù)據(jù)產(chǎn)品中誤差 0.069 m，最大 0.173m，最小0.001m，模型紋理清晰，可滿足農(nóng)村房地一體調(diào)查頒證工作的要求。精度檢核見表1（由于內(nèi)容太 多，所以本表只表示一部分）。

4? 結(jié)語

將傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于房地一體項(xiàng)目，提高工作效率的同時(shí)，保證了數(shù)據(jù)精度。目前，國內(nèi)外已廣泛開展傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，傾斜攝影建模數(shù)據(jù)也逐漸成為城市空間數(shù)據(jù)框架的重要內(nèi)容。

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