基于傾斜攝影測(cè)量的農(nóng)房不動(dòng)產(chǎn)測(cè)量

賈凡姝

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，農(nóng)房不動(dòng)產(chǎn)測(cè)量工作的規(guī)范要求越來越完善，傳統(tǒng)的攝影測(cè)量技術(shù)很難保證正確率，經(jīng)常出現(xiàn)返工問題。隨著農(nóng)村宅基地和集體建設(shè)用地使用權(quán)的確權(quán)登記正在全國(guó)各個(gè)地方開展著，“智慧城市”“多測(cè)合一”等新戰(zhàn)略的部署與即將實(shí)施，為確保錯(cuò)誤率低，節(jié)約成本，工作單位都在積極引進(jìn)技術(shù)手段，改良現(xiàn)有的工作模式，其中傾斜攝影測(cè)量便是具有代表性的一項(xiàng)。合理應(yīng)用可以解決現(xiàn)存的疑難問題，為農(nóng)房不動(dòng)產(chǎn)測(cè)量工作提出更多的新思路和優(yōu)化方向。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測(cè)量;農(nóng)房;不動(dòng)產(chǎn)測(cè)量

傾斜攝影測(cè)量是在一個(gè)飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從垂直、傾斜等多角度采集地面影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，獲取地物準(zhǔn)確、完整的位置信息和紋理數(shù)據(jù)，擺脫了傳統(tǒng)航空和衛(wèi)星遙感等傳統(tǒng)技術(shù)的桎梏，在土地調(diào)查、農(nóng)村地籍測(cè)繪、河湖治理、不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)、工程測(cè)量、建筑施工、農(nóng)業(yè)林業(yè)、智慧城市、交通規(guī)劃、BIM 設(shè)計(jì)、GIS信息系統(tǒng)等各領(lǐng)域都有了廣泛的應(yīng)用。利用傾斜攝影測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)專業(yè)數(shù)據(jù)采集與精細(xì)數(shù)據(jù)處理的深度整合，將傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)房不動(dòng)產(chǎn)的實(shí)景三維建模工作中有著相當(dāng)重要的意義。

一、關(guān)鍵技術(shù)

（一）多視影像聯(lián)合平差

多視影像包括垂直攝像數(shù)據(jù)和傾斜攝像數(shù)據(jù)，其本身是一項(xiàng)集成度極高的技術(shù)手段。詳細(xì)來說，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的三角測(cè)量系統(tǒng)很難處理傾斜攝影數(shù)據(jù)，所以絕大部分施工單位都會(huì)在工作過程中應(yīng)用多視影像聯(lián)合平差技術(shù)來對(duì)影像之間的形變關(guān)系進(jìn)行合理測(cè)算。同時(shí)結(jié)合先進(jìn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)外部因素進(jìn)行全面測(cè)量，根據(jù)工作要求，設(shè)置固定精度的匹配策略，在每一個(gè)影像上都能利用該系統(tǒng)的自動(dòng)匹配能力，借助實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞的優(yōu)勢(shì)更好的進(jìn)行平差工作，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。但工作人員需要注意，上述工藝在開展過程中，需要詳細(xì)地確定測(cè)算點(diǎn)位的位置，更好的對(duì)各個(gè)點(diǎn)位收集數(shù)據(jù)的分析工作，提供完善的計(jì)算體系，利用局域網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的能力，避免出現(xiàn)誤差，提成測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

（二）多視影像密集匹配

攝影測(cè)量是一項(xiàng)技術(shù)含量極高的工作內(nèi)容，能否確保測(cè)量影像和實(shí)際情況相匹配是工作人員主要考量的問題，但傳統(tǒng)的測(cè)量手段經(jīng)常因?yàn)楣ぷ餍枨蟮臏y(cè)量范圍較大且分辨率要求過于精細(xì)進(jìn)而導(dǎo)致工作人員工作壓力極大，很多復(fù)雜的數(shù)據(jù)經(jīng)常堆積難以處理，致使工作效率無法提升?；诖耍嘁曈跋駵y(cè)量技術(shù)因?yàn)槠湫畔⑻幚砀咝?，?zhǔn)確性高，能夠快速解決傳統(tǒng)工藝無法解決的疑難問題，并要迅速獲取測(cè)量地區(qū)的三維立體信息等優(yōu)勢(shì)，被工作單位廣泛運(yùn)用。因此，近段時(shí)間多是影像匹配，逐漸成為行業(yè)研究的重點(diǎn)，并且在不斷的應(yīng)用過程中，積累經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)取得較大進(jìn)展，對(duì)很多建筑物體的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和提取，同時(shí)還能根據(jù)建筑物邊緣、紋理等數(shù)據(jù)來確定建筑物的矢量數(shù)據(jù)表，進(jìn)而從立體的角度來對(duì)建筑物進(jìn)行分析，并且對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值，帶入到固定工藝中，得到詳細(xì)的測(cè)算結(jié)果。但工作人員需要明確在對(duì)墻面進(jìn)行測(cè)量，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)平面進(jìn)行立體掃描來獲取側(cè)面結(jié)構(gòu)，從而提取建筑物屋頂?shù)母叨群洼喞獢?shù)據(jù)，為后續(xù)工藝開展提供參考。

（三）模型生成和影像矯正

多視影像密集匹配的工作方法可以確保數(shù)據(jù)精確度高，分辨率高并且構(gòu)建數(shù)據(jù)模型后，可以對(duì)建筑物特征進(jìn)行分析，借助完善的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精確測(cè)算。但因?yàn)樯鲜鰷y(cè)量工藝在進(jìn)行多角度傾斜測(cè)量時(shí)，很容易受到遮擋陰影的狀況的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異，所以很難獲取精確的DSM。基于此，工作人員首先可以利用自動(dòng)空三解算測(cè)量影像的影響因素，針對(duì)性的選擇匹配度高的功能模塊，并利用精確的工藝算法提升工作效率。其次，在獲取參考數(shù)據(jù)后，要進(jìn)行濾波處理，將不同功能模塊所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分析，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并利用多時(shí)影像工藝所建立的數(shù)字模型進(jìn)行詳細(xì)的分析，對(duì)建筑物立體數(shù)據(jù)和影像進(jìn)行分析計(jì)算，后續(xù)工藝所需數(shù)值，明確建筑特點(diǎn)。最后，在基本信息完善，工藝加工基本完成的前提下，可以通過地形分析找出建筑的幾何特征，通過輪廓提取，數(shù)據(jù)擬算和模型構(gòu)建等工藝來深入分析，同時(shí)，利用多視影像分割和邊緣提取等工藝來獲取像方語義信息，再利用贏差工藝和匹配所得數(shù)據(jù)對(duì)各測(cè)量點(diǎn)位的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行明確，對(duì)整體進(jìn)行細(xì)化處理，得出最終結(jié)論。

二、實(shí)際應(yīng)用

（一）外業(yè)采集

首先，工作人員必須進(jìn)行完善的前期準(zhǔn)備工作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)測(cè)試區(qū)域的實(shí)際情況，制定工作流程，考慮客觀因素的影響，制定完善的工作計(jì)劃和測(cè)量方案，合理對(duì)人員和儀器進(jìn)行調(diào)停，避免資源浪費(fèi)。同時(shí)，在工作開展之前，需要校驗(yàn)所有設(shè)備，確保其處于正常運(yùn)行狀態(tài)，沒有安全隱患，然后對(duì)測(cè)圖軟件和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行檢查，確保無誤后方可執(zhí)行后續(xù)工作。

其次，要對(duì)航拍工作進(jìn)行規(guī)劃，要求工作人員對(duì)地面分辨率、飛行高度、攝像機(jī)系統(tǒng)和測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)進(jìn)行反復(fù)斟酌，在進(jìn)行野外實(shí)地拍照前，還需要內(nèi)業(yè)對(duì)拍攝區(qū)進(jìn)行地塊劃分、建筑物編號(hào)等工作，并打印拍攝范圍的地形圖資料或者影像圖資料，為野外拍照提供數(shù)據(jù)支持，確保符合實(shí)際情況能夠達(dá)到預(yù)期的工作效率，同時(shí)能夠保障工作開展的穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)突發(fā)狀況和數(shù)據(jù)儀器的問題。若實(shí)際工作過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況或工藝失誤，要立刻做出反應(yīng)，根據(jù)制定的解決方案，逐步落實(shí)，彌補(bǔ)損失。

最后，工作人員要對(duì)影像質(zhì)量進(jìn)行細(xì)致化要求，優(yōu)先確保影像清晰，層次豐富，色彩辨識(shí)度高，能夠以此為參考建立工作模型，另外，在拍攝過程中，為了便于后期紋理貼圖與質(zhì)量檢查，外業(yè)拍照時(shí)要記錄拍照時(shí)每幢房屋拍照時(shí)的起始順序，以提高后期判圖的準(zhǔn)確率，并確定構(gòu)圖內(nèi)部不會(huì)有云、煙等影響分析工作的因素，還要盡量避免環(huán)境顏色對(duì)所拍對(duì)象的顏色影響，不能有偏色導(dǎo)致曝光或不清晰。然后需要對(duì)測(cè)算點(diǎn)位進(jìn)行詳細(xì)的位置選定，在空中利用三角測(cè)量或測(cè)圖定向的方法，對(duì)高度和水平位置進(jìn)行確定，按照野外情況和客觀因素制定完善的點(diǎn)位布置方案，確保能夠精準(zhǔn)的收集數(shù)據(jù)不會(huì)耗費(fèi)過多的生產(chǎn)成本。

（二）內(nèi)業(yè)處理

內(nèi)業(yè)處理包含的工作內(nèi)容較為復(fù)雜，首先，工作人員應(yīng)該將外派工作人員所收集的影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入到處理軟件中，檢測(cè)照片清晰度，對(duì)不合格的照片予以返工，要求工作人員重飛。其次，要利用專業(yè)軟件進(jìn)行建模，將處理好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到專業(yè)的建模軟件中，結(jié)合空三計(jì)算模型生產(chǎn)等技術(shù)手段，生成格式穩(wěn)定的三維模型。最后，要利用模型進(jìn)行分析，導(dǎo)入三維模型數(shù)據(jù)利用編輯工具進(jìn)行測(cè)圖。

詳細(xì)來說，（一）制作精細(xì)化DSM。利用已有空三加密結(jié)果及數(shù)字航空影像，自動(dòng)生成高精度、像素級(jí)的DSM，參考已有正射影像成果對(duì)生成的DSM進(jìn)行編輯處理，主要是消除建筑物、樹、籬笆和其它人工設(shè)施的陰影部分對(duì)DSM的質(zhì)量的影響，并將大面積水面設(shè)為相同高程值，生成高精度、密集的DSM;（二）制作初級(jí)TDOM。根據(jù)空三成果及對(duì)應(yīng)的DSM數(shù)據(jù)，直接對(duì)影像進(jìn)行真正射糾正，得到初級(jí)TDOM成果。同時(shí)為了消除真正射影像上的遮蔽信息以及不可見地物的影響，需要采用其他視角的DOM影像成果對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，在充分利用已有DOM成果的同時(shí)，還需要制作其他多個(gè)視角的 DOM 成果作為輔助影像使用;（三）制作精細(xì)TDOM。由于初級(jí)TDOM 影像上還存在一些地物變形、房屋遮擋、以及一些不可見地物存在，為了使影像更好的反映地物的特征，需要對(duì) TDOM 進(jìn)行編輯處理，TDOM 的編輯是利用從屬 DOM 對(duì)TDOM 進(jìn)行編輯處理，主要是消除由于TDOM糾正時(shí)產(chǎn)生的房沿不連續(xù)或者錯(cuò)位情況、消除由于影像投影差產(chǎn)生的影像遮擋或者是影像不可見現(xiàn)象，正射影像無遮擋現(xiàn)象，最終得到復(fù)合規(guī)范要求的真正射影像成果。（四）制作三維模型。利用已有的空三成果和影像資料，在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集的成果為三維矢量線，在軟件平臺(tái)軟件中，以矢量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合原始影像和DEM數(shù)據(jù)，通過相機(jī)文件和影像的外方位元素進(jìn)行計(jì)算，快速有效的提取三維模型，將提取的模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，并在3DMAX建模軟件中編輯，進(jìn)行模型法線處理和三角線處理，以及表面紋理貼敷。按照地理要素類型的不同，每一類地理要素都有不同的技術(shù)規(guī)定，包含建模內(nèi)容、建模方法、建模細(xì)節(jié)表現(xiàn)等。同時(shí)結(jié)合CAD技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)庫中的復(fù)雜信息進(jìn)行立體調(diào)研，滿足工作需求。

結(jié)論：綜上所述，傾斜攝影測(cè)量是傳統(tǒng)攝影測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息化轉(zhuǎn)變?nèi)诤闲滦图夹g(shù)手段的產(chǎn)物，其本身優(yōu)勢(shì)明顯，使前期數(shù)據(jù)采集效率和后期建模精度、完整度都得到了質(zhì)的提升，可以完美替代傳統(tǒng)的農(nóng)房不動(dòng)產(chǎn)作業(yè)模式，并且測(cè)量所得數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)轉(zhuǎn)化為其他格式的數(shù)據(jù)，有效減免過長(zhǎng)人力物力損耗，能快速提升工作效率，能在龐大的數(shù)據(jù)群中迅速進(jìn)行歸類儲(chǔ)存，具有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)性，智能性的特點(diǎn)，是行業(yè)未來研究的主流方向。

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