無人機傾斜攝影測量技術(shù)在農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記中的應用

徐利明

（南京智繪星圖信息科技有限公司山東分公司,山東 濟南 250000）

1 引言

2019 年，中央1 號文件明確提出，要加快推進農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記頒證工作，力爭在2020 年底完成。農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記，是國家推進農(nóng)村宅基地“三權(quán)分置”改革的一項具體措施，對振興鄉(xiāng)村經(jīng)濟、推動農(nóng)村改革、優(yōu)化城鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)布局具有重要意義[1]。不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查測繪作為確權(quán)登記的一項基礎性工作，為查清農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)的界址、權(quán)屬、面積、用途、等級等基本情況，最終形成具有法律效應的數(shù)據(jù)、圖件、表冊等調(diào)查資料提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。

當前，不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查測繪存在一些問題：①房屋測量難入戶，空關(guān)戶很多；②連片房屋難以分辨，容易漏測、漏畫，且隱蔽點難以測量；③公示階段-勘誤澄清-權(quán)利人質(zhì)疑等情況的反復核實與修正工作繁重。采用傳統(tǒng)儀器如全站儀、GPS-RTK 等進行作業(yè)，工作效率較低、制約因素較多，難以滿足不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查測繪的需求[2]。近年來， 無人機傾斜攝影測量技術(shù)因以高效率、高精度、高清晰的方式全面感知地面復雜場景，形成的數(shù)據(jù)成果能直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性而備受關(guān)注，成為測繪領域研究和應用的一項重要課題。

2 無人機傾斜攝影測量技術(shù)概述

2.1 技術(shù)原理

無人機傾斜攝影測量技術(shù)的原理是通過在無人飛行平臺上搭載多種傳感器，從一個垂直和四個傾斜共五個不同角度來同步拍攝地面物體的影像（如圖1 所示），其中一組垂直于地面的正片用于制作傳統(tǒng)的DOM、DEM、DSM、DLG 產(chǎn)品，另外四組斜片可用于獲取地物的紋理信息，同時借助于全自動高性能后處理系統(tǒng)，快速構(gòu)建具有地物準確位置和清晰紋理的高分辨率真三維場景，將大眾帶入貼合人眼視覺感官的真實世界[3]。

圖1 無人機傾斜攝影影像獲取示意圖

2.2 技術(shù)流程

無人機傾斜攝影測量的技術(shù)流程主要有影像獲取、像控測量、數(shù)據(jù)預處理、空中三角測量、三維模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)采集、精度檢查（如圖2 所示）。

2.3 應用優(yōu)勢

（1）無人機傾斜攝影測量技術(shù)具有高效快捷、成本低廉、操作簡單、機動靈活等優(yōu)勢，與傳統(tǒng)測繪手段相比，可節(jié)省大量人力、物力和財力，提高數(shù)字化成圖速度。

（2）利用無人機傾斜攝影測量技術(shù)能夠獲取地面物體的多視角影像，彌補了正射影像只有俯視信息的不足，通過專業(yè)軟件構(gòu)建的三維立體模型能夠更加真實地反映地物的實際情況，達到所見即所得的即視效果。將該技術(shù)應用于農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記中可直觀清點出房屋的層數(shù)、附屬設施，更易判斷出屋頂材質(zhì)、陽臺是否封閉等情況，大大減少了外業(yè)核查的工作量[4]。

（3）不僅可以生成三維立體模型進行相關(guān)量測和可視化管理，還可以進一步生成4D 數(shù)字化測繪產(chǎn)品，為拓寬行業(yè)應用提供了可能。

圖2 無人機傾斜攝影測量技術(shù)流程

3 應用實例

3. 1 項目概況

某農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記項目需要開展不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查測繪工作，測區(qū)以丘陵地貌為主，地勢高差在25 ～35 m 之間，面積約為3.5 km2，沒有軍事和機場等禁飛區(qū)，適合開展無人機航測作業(yè)。項目應用無人機航測系統(tǒng)獲取地面高分辨率傾斜影像數(shù)據(jù)，再利用Context Capture 軟件構(gòu)建三維模型，最后利用南方三維立體數(shù)據(jù)采集軟件iData 3D 快速制作不動產(chǎn)圖件。

3.2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

本次作業(yè)采用了南方測繪儀器公司的天鴻T610 六旋翼無人機進行執(zhí)飛，這款無人機具有操作靈活、飛行性能穩(wěn)定、續(xù)航能力持久等優(yōu)勢，搭載5 個SONY ILCE-QXl 數(shù)碼相機，航飛參數(shù)設置為：同一航線上最大與最小航高的高差小于30m，航向重疊80%，旁向重疊75%，傾斜像頭的前后傾角小于40°，左右傾角小于35°。選擇良好的天氣進行外業(yè)航飛，共獲取8234 張符合規(guī)范要求的地面傾斜影像。像控測量根據(jù)測區(qū)地形、地貌情況開展，外業(yè)人員在測區(qū)選取108 個點位作為像控點和檢查點，像控點和檢查點坐標采用SDCORS 網(wǎng)絡RTK 實地采集。

3.3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

（1）實景三維立體模型構(gòu)建

對航攝獲得的所有影像進行勻色勻光、校正畸變差等預處理。從POS 系統(tǒng)中提取外方位元素，采取多視角聯(lián)合平差方法，自動匹配各級影像上的同名點，完成空中三角測量。通過Context Capture 軟件自動分析，選取能夠匹配的影像單元，進行點云密集匹配和特征匹配，自動化完成紋理映射，最后輸出測區(qū)實景三維立體模型數(shù)據(jù)（如圖3 所示）。

圖3 實景三維立體模型

（2）數(shù)據(jù)采集

采用南方三維立體數(shù)據(jù)采集軟件iData 3D 采集內(nèi)業(yè)地形地籍要素，并按照國標要求賦予圖層與屬性信息，再利用CASS9.1 軟件對采集的矢量數(shù)據(jù)進行編輯，制作成1∶500 地籍圖。

這種數(shù)據(jù)采集方式不需作業(yè)人員佩戴立體眼鏡，可以同時使用平面和立體視窗，具備地形測量經(jīng)驗的作業(yè)員均能快速上手，降低了作業(yè)人員門檻。與傳統(tǒng)的解析法地籍測圖相比，利用傾斜航測法的工作效率顯著提高。利用傳統(tǒng)解析法，每組2 人每天最多只能調(diào)查20 戶左右；而利用傾斜航測法，平均每人每天能夠調(diào)查60 戶以上。

3.4 精度檢查

為了檢測本次1∶500 地籍圖成果精度，選取圖形內(nèi)具有明顯特征的30 個房角點，利用SDCORS 網(wǎng)絡RTK 和全站儀實地測量其坐標，與從圖形上測量的坐標比對進行精度評估，統(tǒng)計結(jié)果如表1 所示。

點號 實測坐標（m） 量測坐標（m） 誤差（m）X Y X Y ΔX ΔY ΔS F01 10934.226 56908.969 10934.244 56908.934 0.018 -0.035 0.039 F02 10905.136 56299.961 10905.103 56299.939 -0.033 -0.022 0.040 F03 10810.441 56947.627 10810.44 56947.651 -0.031 0.024 0.039 X Y X Y… … … … … … … …F29 10643.516 56245.765 10643.492 56245.74 -0.024 -0.025 0.035 F30 11582.921 56780.672 11582.909 56780.637 -0.012 -0.035 0.037

參照中誤差計算公式：

公式中：MS為平面位置中誤差，Δ為測量值與真實值的差值，n為檢查點的個數(shù)。根據(jù)公式計算得出30 個檢查點的平面位置中誤差為±0.041m，滿足《地籍測繪規(guī)范》中一級界址點的精度要求。

4 結(jié)束語

實踐證明，無人機傾斜攝影測量技術(shù)具有高效快捷、成本低廉、操作簡單、機動靈活等應用優(yōu)勢，大大提高了農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)成圖的速度，有效節(jié)省了人力、物力和財力，獲取的數(shù)據(jù)精度完全滿足相關(guān)規(guī)范要求。實踐中也發(fā)現(xiàn)，局部房屋密集區(qū)域的三維模型存在拉花、變形現(xiàn)象，無法判讀出準確的界址點和地籍要素點，對于此類情況，可以采用常規(guī)儀器到實地補測，或者現(xiàn)場丈量部分房屋的邊長[5]。相信隨著硬件和軟件的不斷升級和完善，無人機傾斜攝影測量技術(shù)在農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記中具有更加廣闊的應用前景。