傾斜攝影應(yīng)用于農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測繪探析

文／邵長江 臨沂市自然資源和規(guī)劃局 山東臨沂 276000

密婷 臨沂市不動(dòng)產(chǎn)登記中心 山東臨沂 276000

李靜 臨沂市自然資源和規(guī)劃局 山東臨沂 276000

引言：

在對農(nóng)村的不動(dòng)產(chǎn)進(jìn)行確權(quán)登記時(shí)，需要對每宗宅基地上的房屋產(chǎn)權(quán)情況、地理位置情況、界址、用途、面積等基本信息進(jìn)行詳細(xì)的登記。在以往對農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)進(jìn)行測繪時(shí)，采用的主要方式是人工丈量，外業(yè)工作量非常大，需要的人力、物力、時(shí)間也非常多，不僅工作效率低，同時(shí)測量的準(zhǔn)確性也會(huì)受到外界多種因素的影響，產(chǎn)生很大的出入，最終的測繪成果只能通過二維平面地籍圖來進(jìn)行展示，缺乏立體效果。傾斜攝影測量技術(shù)是一種新興的測繪技術(shù)方法，主要是在無人機(jī)技術(shù)的輔助下，獲取準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)信息，操作更加方便、快捷，不僅減少了測繪成本，同時(shí)在很大程度上提高了測繪的效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。另外，無人機(jī)技術(shù)中的影像還可以進(jìn)行幾何重建，獲取數(shù)字表面的模型和點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以應(yīng)用在植被監(jiān)測、考古學(xué)、災(zāi)害管理，以及交通監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域中。而本文主要對其應(yīng)用于農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測繪進(jìn)行有益探討。

1、傾斜攝影測量技術(shù)介紹

1.1 傾斜攝影測量技術(shù)實(shí)施原理

傾斜攝影測量技術(shù)主要是指在無人機(jī)上搭載多個(gè)可以進(jìn)行測量或者是非量測的相機(jī)，通過相機(jī)來對地面的物體進(jìn)行不同角度影像數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)。[1]一般情況下常用的有搭載兩鏡頭的搖擺相機(jī)，也有搭載五鏡頭的掃擺相機(jī)，以及常規(guī)性的五鏡頭相機(jī)。這幾種相機(jī)和傳統(tǒng)的垂直相機(jī)相比較來說，傾斜相機(jī)可以更加準(zhǔn)確全面的對建筑物體的結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，讓拍攝盲區(qū)更加少，拍攝的清晰度和數(shù)據(jù)的獲取更加全面。

1.2 不動(dòng)產(chǎn)測繪關(guān)鍵步驟以及基本參數(shù)要求

在對農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)進(jìn)行測量時(shí)，必須考慮以下幾點(diǎn)：第一，制定不動(dòng)產(chǎn)測量方案。如，不動(dòng)產(chǎn)平面控制測量、不動(dòng)產(chǎn)面積測量、不動(dòng)產(chǎn)圖繪制、以及相關(guān)成果資料的檢測驗(yàn)收等的具體實(shí)施和基本要求。第二，選擇確定成圖的方法。一般情況下，不動(dòng)產(chǎn)的權(quán)籍圖按照工作實(shí)際及其需要，成圖一般包括三種：一種是分幅圖，一種是分丘圖，另外一種是分戶圖。地籍圖比例尺為1:500，宗地圖和分戶圖科根據(jù)實(shí)際情況在1:500-1:2000之間適當(dāng)選擇，但比例尺分母必須為100的整數(shù)倍。第三，精度控制要求。在對不動(dòng)產(chǎn)進(jìn)行測繪時(shí)，需要對平面控制點(diǎn)誤差要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常情況下，圖根點(diǎn)平面點(diǎn)位中誤差不能超過0.0.5m，末級(jí)相鄰控制點(diǎn)之間的誤差上下不能超過0.025m。第四，不動(dòng)產(chǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)要求：采用2000國家大地坐標(biāo)系平面坐標(biāo)和1985國家高程基準(zhǔn)。

2、傾斜攝影測量技術(shù)在農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測繪中的應(yīng)用分析

2.1 測區(qū)勘查和資料收集分析

本次研究分析是對臨沂市某農(nóng)村地區(qū)的不動(dòng)產(chǎn)來進(jìn)行測繪，房屋區(qū)域的地勢比較平坦，測繪區(qū)域的房屋比較密集，住戶非常多，現(xiàn)在測區(qū)范圍內(nèi)已經(jīng)有了30m的DEM數(shù)據(jù)和0.2m的航空影像資料。

2.2 像控點(diǎn)布置和采集

根據(jù)該地區(qū)的實(shí)際情況，為了讓地籍圖的精度更加準(zhǔn)確，在測量區(qū)域范圍內(nèi)以150m的間隔平均布設(shè)像控點(diǎn)，對于樹木覆蓋大、環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域，酌情增加像控點(diǎn)的數(shù)量和密度，在范圍線拐彎的區(qū)域內(nèi)作為布點(diǎn)設(shè)置。因?yàn)闇y量范圍內(nèi)的道路比較多，并且也已經(jīng)硬化處理，所以，在進(jìn)行點(diǎn)位噴涂時(shí)，可以使用紅白兩種顏色的油漆來進(jìn)行噴涂對三角，點(diǎn)位采集可以設(shè)置在對三角的交點(diǎn)位置。在進(jìn)行像控點(diǎn)采集前，每天至少選用一個(gè)已知控制點(diǎn)進(jìn)行檢核，平面較差控制在3cm以內(nèi)，高程較差不大于5cm。所有的點(diǎn)都進(jìn)行了3次采集，并且3次點(diǎn)位之間的誤差均控制在了1cm以內(nèi)，此外，采集點(diǎn)位為固定解，和此次測繪方案的設(shè)計(jì)要求相吻合。

2.3 無人機(jī)測繪航線布設(shè)和影像數(shù)據(jù)的采集

在進(jìn)行測繪時(shí)，為了讓測繪區(qū)域的范圍更加廣泛，盲區(qū)更小，陰影更小，精確度更高，在對航線進(jìn)行規(guī)劃中，考慮到無人機(jī)航攝時(shí)的俯仰、側(cè)傾影響，旁向、航向重疊度均設(shè)置成85%，并且地面的分辨率設(shè)置為1.5cm，下視和側(cè)視分別采用的是35mm、50mm的相機(jī)來對相關(guān)的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。同時(shí)，嚴(yán)格飛行質(zhì)量，航攝時(shí)時(shí)間在每天的上午10點(diǎn)到下午2點(diǎn)之間進(jìn)行的，通過3次無人機(jī)測量來獲取了18785張影像資料。另外，為了更好的提高測區(qū)邊緣模型的精準(zhǔn)度情況，在進(jìn)行任務(wù)區(qū)范圍線導(dǎo)入時(shí)，對航線進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃，并且對測區(qū)的范圍也進(jìn)行了100m的緩沖外擴(kuò)。

2.4 對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理分析

第一，先對此次測繪中航攝的3架次的影像進(jìn)行了重新命名，這樣3架次的影像不會(huì)出現(xiàn)重名的問題；第二，根據(jù)影像名稱來對POS數(shù)據(jù)的點(diǎn)號(hào)進(jìn)行調(diào)整和更改，以此來保障所有的影像中都可以有唯一相對應(yīng)的POS數(shù)據(jù)。因?yàn)?，對相機(jī)的安置參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的確定，所以，在使用POS時(shí)，5個(gè)相機(jī)使用了同一組的POS數(shù)據(jù)。在對測繪區(qū)域的地形高進(jìn)行計(jì)算時(shí)，通過對所有像控點(diǎn)的高程平均值進(jìn)行分析，并以此為測繪區(qū)域的平均地形高。為了提高相機(jī)焦距的精準(zhǔn)性，采用的是5鏡頭部分照片來對空中三角進(jìn)行測量計(jì)算，獲取精準(zhǔn)的相機(jī)參數(shù)。

在對空中三角記性測量解算的過程中，可以恢復(fù)攝影時(shí)相機(jī)和影像之間的相對關(guān)系，在Mirauge3D軟件輔助的情況下，將空中三角測量任務(wù)采用系統(tǒng)軟件自動(dòng)分割的方式分割成為了36塊，并利用集群技術(shù)的方式和5臺(tái)電腦來對集群進(jìn)行了處理分析，形成了36塊控三成果。之后，借助于軟件中的自動(dòng)化平差融合算法的方式，結(jié)合主機(jī)，對36塊控三的融合平差進(jìn)行了計(jì)算，獲取了相對POS數(shù)據(jù)中的加密點(diǎn)成果。對自由網(wǎng)中的平差報(bào)告進(jìn)行了查閱分析，加密點(diǎn)中的誤差控制在了0.081m，重投影中的誤差控制在了0.87個(gè)像素下。

2.5 相控點(diǎn)轉(zhuǎn)刺及平差調(diào)整分析

在Mirauge3D軟件中，如果包含了對相控點(diǎn)的命名，這樣是沒有辦法引入相控點(diǎn)的坐標(biāo)的。只有對相控點(diǎn)進(jìn)行重新命名，之后，把相控點(diǎn)引入到軟件系統(tǒng)中，并把相控點(diǎn)類型設(shè)置為平高點(diǎn)；然后轉(zhuǎn)刺進(jìn)行相控點(diǎn)。在轉(zhuǎn)刺時(shí)，轉(zhuǎn)刺的位置要在測區(qū)四角點(diǎn)和中心點(diǎn)的相控點(diǎn)位置，之后，再進(jìn)行平差，獲取到其他點(diǎn)位，精確的預(yù)測位置，之后，對其他剩余的轉(zhuǎn)刺點(diǎn)位進(jìn)行控制，這樣可以更好的對相控點(diǎn)轉(zhuǎn)刺效率進(jìn)行控制和提升。[2]把所有相控點(diǎn)的轉(zhuǎn)刺進(jìn)行實(shí)施之后，再進(jìn)行平差，利用平差報(bào)告來獲取相控點(diǎn)中最大的殘差，殘差控制在了0.05m，中誤差控制在了0.011m，兩方面的精準(zhǔn)度是符合相關(guān)的規(guī)范和要求的。

2.6 實(shí)景三維模型的生產(chǎn)分析

如果空三成果符合測繪精度的要求，可以在此基礎(chǔ)上來對進(jìn)行實(shí)景三維模型的生產(chǎn)。利用內(nèi)存為32G的集群電腦，或者是最低配置內(nèi)存為16G的電腦來進(jìn)行三維模型的生產(chǎn)。在此過程中為了盡可能的提高模型輸出的成功率，瓦片的大小需要參考電腦的最低配置來進(jìn)行選擇如果計(jì)算機(jī)的內(nèi)存選擇的是16G的，瓦片設(shè)置的大小為100M，資源的內(nèi)存則需要8.1G。如果在對瓦片進(jìn)行劃分時(shí)，劃分的方式采用的是規(guī)則平面的方式，可以將瓦片的名稱設(shè)置為原點(diǎn)，以軟件的默認(rèn)設(shè)置來進(jìn)行生產(chǎn)輸出。為了減少無效模型問題的出現(xiàn)，提高生產(chǎn)效率和有效模型的輸出效率，需要在現(xiàn)有的0.2m影像的基礎(chǔ)上來對不動(dòng)產(chǎn)房屋的區(qū)域范圍進(jìn)行初步的夠了，并將夠了出的圖像轉(zhuǎn)換成kml格式，導(dǎo)入到Mirauge3D軟件中，在生產(chǎn)成OSGB格式的模型，在模型生產(chǎn)輸出結(jié)束之后，在將真正射影像分辨率設(shè)置為0.05m進(jìn)行輸出即可。

2.7 地籍圖測繪和編輯分析

一般情況下地籍圖的測繪需要在EPS軟件中來進(jìn)行，以三種方式為主，一種是以點(diǎn)云數(shù)據(jù)為主的，一種是以DOM+DEM數(shù)據(jù)為主的，另外一種是實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)。傾斜攝影測量技術(shù)中所產(chǎn)生的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量信息非常龐大，在EPS軟件中的加載率并不高，并且還時(shí)常會(huì)出現(xiàn)卡頓的問題，所以，并不建議使用，DOM+DEM進(jìn)行地圖集采集，在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過程中，轉(zhuǎn)換效率不高，需要的轉(zhuǎn)換時(shí)間非常的長，并且場景拉設(shè)的效果并不好，所以，使用效果也不佳，不建議使用。在進(jìn)行地籍圖采集時(shí)，可以直接通過OSGB格式的模型來進(jìn)行采集，這樣可以通過加載真正攝影像來為影像參考。采集要以地基測繪的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求來進(jìn)行采集，在采集結(jié)束后，要把采集的所有數(shù)據(jù)信息等導(dǎo)出成為dwg格式的文件，之后，再導(dǎo)入到CASS軟件系統(tǒng)中開展拓?fù)錂z查等作業(yè)，通過這種方式來滿足地籍圖入庫的標(biāo)準(zhǔn)要求。針對嚴(yán)重模型變形，嚴(yán)重影響測繪區(qū)域等問題，在沒有辦法進(jìn)行采集時(shí)，可以通過外業(yè)互補(bǔ)的方式來進(jìn)行采集。在外業(yè)采集開始之前，要把現(xiàn)有的地籍圖成果套合在真正的攝影像上，用作是底圖來讓外業(yè)使用。同時(shí)，還要按照一定的比例尺來對圖紙進(jìn)行輸出，在外業(yè)補(bǔ)測的過程中，要按照底圖的方式來對需要進(jìn)行補(bǔ)測的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)測，通過內(nèi)外業(yè)相互補(bǔ)充的方式來實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全面性，形成準(zhǔn)確的成果數(shù)據(jù)支撐。

2.8 精準(zhǔn)度的檢測和評(píng)價(jià)分析

生產(chǎn)的地籍圖的使用價(jià)值情況會(huì)受到其精度是否滿足了地籍圖入庫的要求和標(biāo)準(zhǔn)。所以，在對生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢測時(shí)，要采用點(diǎn)位精度檢測，以及邊長精度檢測的方式。第一，先利用全站儀來對檢測區(qū)域內(nèi)的45個(gè)檢測點(diǎn)的監(jiān)督進(jìn)行隨機(jī)的抽取和檢測，之后，再用卷尺來進(jìn)行15條邊邊長精度檢測，對檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如下表1所示。

表1 地籍圖點(diǎn)位精度檢測表

從上表中可以發(fā)現(xiàn)，45個(gè)監(jiān)測點(diǎn)中，最大的殘差為6.3cm，最小為0.6cm，中間殘差為3.1cm。其中，40個(gè)監(jiān)測點(diǎn)殘差小于5cm，占抽查監(jiān)測點(diǎn)總數(shù)的89%，有5個(gè)點(diǎn)的殘差雖然大于5cm，但也小于2倍中誤差的地籍規(guī)范要求，因此，最大殘差在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。由此說明，此次地籍圖成果點(diǎn)位的精度是符合測繪的要求的。另外，在對15條邊長進(jìn)行檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)最大的殘差在6.5cm的范圍內(nèi)，最小的殘差控制在了2cm左右，邊長的精度平均值在4cm以內(nèi)，邊長中誤差為3.99cm，精準(zhǔn)度完全符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。借助于檢測邊和檢測點(diǎn)的方式來對地籍圖的成果精度進(jìn)行檢測，檢測的結(jié)果均符合地基精度的二級(jí)要求，可以在本次測繪中進(jìn)行應(yīng)用，以此來提高對不動(dòng)產(chǎn)測繪的準(zhǔn)確度，測繪效率等，更好的對測繪成本進(jìn)行控制。

3、在農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測繪中運(yùn)用傾斜攝影測量技術(shù)的價(jià)值和意義

3.1 有利于提高數(shù)據(jù)采集的效率

在進(jìn)行不動(dòng)產(chǎn)測量時(shí)，采用傾斜攝影測量技術(shù)可以延續(xù)該種測量技術(shù)的真實(shí)性特點(diǎn)，測繪人員在進(jìn)行測繪時(shí)，快速的對不動(dòng)產(chǎn)的各種數(shù)據(jù)資料信息進(jìn)行采集，這種方法在很大程度上可以提高測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；另外，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，測繪人員可以在進(jìn)行測繪時(shí)通過建立起三維模型的方式來把采集的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到模型中，通過三維模型的方式來把測量出來的結(jié)果真實(shí)的反映出來，比如，測繪不動(dòng)產(chǎn)周圍的地貌變化發(fā)展情況等等。測繪人員利用傾斜攝影測量技術(shù)在對不動(dòng)產(chǎn)進(jìn)行測量時(shí)，可以對不動(dòng)產(chǎn)的測繪數(shù)據(jù)誤差、精度和所需要測繪目標(biāo)物體之間的實(shí)際距離進(jìn)行控制和調(diào)整來解決以往不動(dòng)產(chǎn)測繪過程中數(shù)據(jù)采集慢的問題，這樣在很大程度上提高了不動(dòng)產(chǎn)測繪工作的質(zhì)量和效率。

3.2 有利于減少不動(dòng)產(chǎn)測繪的成本控制

在對農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)進(jìn)行傾斜影像測量時(shí)，主要是利用無人機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，通過各種不同的軟件來構(gòu)建三維立體模型，之后對無人機(jī)的運(yùn)行軌跡來進(jìn)行科學(xué)合理的控制，通過這種方式來確保不動(dòng)產(chǎn)測量數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性。在開展不動(dòng)產(chǎn)測繪時(shí)，傾斜攝影測量技術(shù)大大的減少了傳統(tǒng)測量過程中所需要的各種人力、物力和財(cái)力，在節(jié)省測繪時(shí)間，提高測繪效率的基礎(chǔ)上，減少了一些不必要的成本投入，減少了不動(dòng)產(chǎn)測繪的成本控制。[3]

結(jié)語：

傾斜攝影測量技術(shù)對于提高農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測量效率和精準(zhǔn)度有著很好的作用和價(jià)值。所以，本文以臨沂市某農(nóng)村地區(qū)的不動(dòng)產(chǎn)測量為試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)例，對其進(jìn)行了分析探討。以此來為農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查人員提供一些新的測量思路，提高不動(dòng)產(chǎn)測繪的效率、準(zhǔn)確度和質(zhì)量，減少測繪的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，為農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測繪技術(shù)水平的提升和發(fā)展提供重要的參考保障。