無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)在不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查中的應(yīng)用研究

鄭輝 李海燕

（江西省地質(zhì)局地理信息工程大隊 江西南昌 330000）

我國幅員遼闊，但是人均耕地面積偏少，隨著國內(nèi)各地區(qū)土地開發(fā)建設(shè)事業(yè)的不斷推進，土地資源少、發(fā)展需求高等現(xiàn)象尤為明顯［1］。在此基礎(chǔ)上，為了實現(xiàn)土地開發(fā)建設(shè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展，并對土地資源起到保護作用，便需積極做好不動產(chǎn)調(diào)查相關(guān)工作。以其中的不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作為例，考慮到此項工作效率及質(zhì)量能夠得到有效提升，有必要合理科學(xué)應(yīng)用無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)，在此項技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，獲取完整、真實、有效的權(quán)籍信息數(shù)據(jù)，為進一步權(quán)籍管理提供有效憑據(jù)?？傮w而言，從不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作效率及質(zhì)量全面提升角度考慮，本文圍繞“無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)在不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查中的應(yīng)用”展開分析，研究價值意義顯著。

1 不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作簡述

不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作，即針對已經(jīng)完成的相關(guān)不動產(chǎn)權(quán)籍情況進行核實，如宅基地權(quán)籍、集體建設(shè)用地權(quán)籍等，然后對其附著、沒有登記的房屋進行補充，同時，對于新增的宅基地、附著房屋也需補充。此外，為了實現(xiàn)房地一體權(quán)籍調(diào)查，還需針對構(gòu)筑物權(quán)籍展開調(diào)查作業(yè)。

對于不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作來說，其特點鮮明，具體表現(xiàn)為：一，數(shù)據(jù)采集工作量巨大；二，建筑物密集區(qū)量邊難度大；三，外業(yè)指界難度大。在傳統(tǒng)工作模式下，對于不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查，即首先完成大比例尺地形圖測量，然后將工作底圖制作出來，通過權(quán)籍調(diào)查，對調(diào)查成果進行整理，并完成數(shù)據(jù)庫建設(shè)作業(yè)等。

根據(jù)傳統(tǒng)工作模式可知，人工施測作業(yè)量大，如地形測繪、地籍調(diào)查、房產(chǎn)測量等專業(yè)技術(shù)工作環(huán)節(jié)，均需人工執(zhí)行完成，在此情況下，對權(quán)籍調(diào)查技術(shù)工作人員的專業(yè)技術(shù)要求變得非常高。此外，傳統(tǒng)工作模式還難以將界址點位置信息及時、準確地提供出來，如房角、滴水線、飄窗等附屬物空間坐標(biāo)信息等，因此，便需革新不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查技術(shù)方法，有效解決傳統(tǒng)工作模式存在的弊端。

2 無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用基本要求分析

無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)有機融合了無人機和傾斜攝影技術(shù)，屬于一種三維數(shù)據(jù)獲取的新興技術(shù)手段。通過無人機與若干臺傳感器相互配合，能夠從四傾斜、一垂直角度對影像信息進行采集，并將建筑物的頂面與立面數(shù)據(jù)獲取出來，進一步采取數(shù)據(jù)處理軟件，將三維影像生成出來，和正射影像測量方法對比，有助于作業(yè)效率及測量精度的提升。值得注意的是，在不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查中應(yīng)用無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)，需把控相關(guān)應(yīng)用基本要求，這樣才有助于技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮，提升不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的質(zhì)量成效。具體而言，主要基本要求如下。

2.1 飛行平臺方面的要求

若不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查作業(yè)區(qū)處于丘陵地區(qū)，因城鎮(zhèn)村莊建筑密集度高，通過對作業(yè)環(huán)境復(fù)雜性的考慮，需選擇使用作業(yè)效率高、穩(wěn)定性好的四旋翼無人機（見圖1），同時，確保搭載的飛行控制系統(tǒng)可以同步記錄、拍攝地理位置、飛行姿態(tài)等相關(guān)信息。以某不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作為例，在飛行平臺各項性能參數(shù)指標(biāo)設(shè)置方面，主要為：（1）搭載五相機設(shè)備，凈重1.65kg；（2）飛行速度≤18m/s；（3）飛行高度≤4000m；（4）控制半徑＞800m；（5）定位精準水平方向≥±0.02mm；（6）處置方向≥±0.05mm；（7）防雨及抗風(fēng)等級：防中雨，抗7級大風(fēng)；（8）續(xù)航時間與距離分別為≤55min、≤29km；（9）衛(wèi)星定位，選用北斗、GPS、GLONASS 三星RTK 系統(tǒng)技術(shù)［2］。

圖1 四旋翼無人機結(jié)構(gòu)圖

2.2 傳感器方面的要求

利用無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)，可獲取4 個傾斜方向與一個垂直方向的實時影像信息，考慮到三維模型的真實性，需確保獲取影像信息的色彩反差適中、清晰度高、層次性豐富等?？蛇x用單架次搭載傾斜五相機模塊III，其重量為1.60kg，續(xù)航時間為55min，傾斜作業(yè)面積可達到0.66km2，航向重疊為80%，旁向重疊為80%。

2.3 數(shù)據(jù)處理方面的要求

在分析三維模型、正射影像圖數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用Pix4dmapper 軟件對影像數(shù)據(jù)信息進行處理。作為專業(yè)精度、速度優(yōu)良的數(shù)據(jù)與影像處理軟件，Pix4dmapper 軟件可將相機參數(shù)、GPS/IMU 數(shù)據(jù)自動獲取出來，然后將Google瓦片與帶紋理的三維模型自動生成出來（見圖2）。

圖2 不動產(chǎn)三維模型示意圖

3 無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)在不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查中的應(yīng)用要點分析

為提升不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作的效率及質(zhì)量，在無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)應(yīng)用過程中，需把控技術(shù)各項要點?？偨Y(jié)起來，具體應(yīng)用要點如下。

3.1 三維建模技術(shù)要點

對于無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)，利用垂直正射鏡頭（1個）與傾斜鏡頭（4個），對地表不同角度的影像進行拍攝，對調(diào)查區(qū)范圍內(nèi)的全方位地面數(shù)據(jù)進行獲取，數(shù)據(jù)獲取速度快，可大大減輕人工作業(yè)壓力，且受到天氣等自然因素的影響較小，三維模型構(gòu)建的效率高、成果數(shù)據(jù)存儲量小等?；谀Ｐ团c含片方面，可以有效實現(xiàn)“非現(xiàn)場”測量與分析的目標(biāo)，將多維數(shù)據(jù)獲取出來［3］。

需注意的是，在不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查過程中，需掌握三維建模技術(shù)要點。首先，利用無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)，將各方位影像數(shù)據(jù)信息獲取出來；其次，通過三維建模軟件系統(tǒng)的應(yīng)用，將地物地貌的現(xiàn)實模型生成出來，使人眼視覺的真實場景得到有效構(gòu)建。此外，在和其他現(xiàn)代化測量技術(shù)融合應(yīng)用的基礎(chǔ)上，如GPS技術(shù)、RS 技術(shù)、GIS 技術(shù)，使三維模型的應(yīng)用范圍更加廣泛，應(yīng)用價值更高。

3.2 技術(shù)流程要點

將無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)應(yīng)用到不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作中，需明確技術(shù)操作流程，并結(jié)合具體工程項目實況，按照規(guī)范操作流程，執(zhí)行相應(yīng)的作業(yè)。以國內(nèi)某地區(qū)農(nóng)村房屋不動產(chǎn)登記工作項目為例，在三維數(shù)據(jù)獲取過程中，采取了多旋翼低空無人機傾斜攝影測量技術(shù)，同時，在測量區(qū)域范圍內(nèi)進行了三維場景模型的構(gòu)建，以外業(yè)實地布設(shè)的測量控制點為依據(jù)，獲取二維的矢量權(quán)籍?dāng)?shù)據(jù)，并以外業(yè)同精度復(fù)測的方式進行可靠性進行驗證［4］。此外，通過對影像分辨率＞2cm的五鏡頭傾斜攝影測量系統(tǒng)加以應(yīng)用，基于航飛之前布設(shè)、測量像控點信息，確保像控點處于視野開闊、無水、地勢平坦部位，對于相關(guān)建筑物、構(gòu)筑物、界址點等空間位置坐標(biāo)信息，則利用網(wǎng)絡(luò)RTK-CORS 系統(tǒng)進行測量（見圖3）。

圖3 無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)操作流程圖

3.3 關(guān)鍵技術(shù)要點

要想提升無人機傾斜航空攝影測量工作中數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量，則需確保像控點測量的質(zhì)量，對像控點布設(shè)、測量作業(yè)提前做好。在上述提到的工程項目中，像控點布設(shè)采取區(qū)域網(wǎng)法，朝航飛方向均勻布設(shè)控制點，并通過網(wǎng)絡(luò)RTK-CORS 技術(shù)，對控制點的三維坐標(biāo)信息快速獲取出來。具體而言，涉及的關(guān)鍵技術(shù)要點包括如下幾點。

（1）數(shù)據(jù)處理及空中三角測量技術(shù)要點。一方面，需針對傾斜影像數(shù)據(jù)展開檢查及整理，例如，對影像質(zhì)量、重疊度、仰俯角、旋偏角等相關(guān)指標(biāo)展開檢查，分析、判斷是否能夠與航攝規(guī)范精度要求相符，倘若色彩比較差，則有必要采取均色處理措施。另一方面，對若干張高度重疊的影像加以利用，將光學(xué)模型構(gòu)建出來，并根據(jù)GPS測量控制點，做好空三測量作業(yè)，將加密點的平面坐標(biāo)與高程數(shù)據(jù)求解出來之后，把垂直方向的POS數(shù)據(jù)當(dāng)作影像外方位元素，利用同名點匹配、光束法平臺，達到與精度要求相符的匹配效果。此外，還有必要對局域網(wǎng)內(nèi)的多機多節(jié)點影像數(shù)據(jù)進行處理，協(xié)同提升連接點匹配效率、精度、后期模型制作效率等。

（2）多視角影像密集匹配技術(shù)要點?？紤]到能夠?qū)⒍喾丿B影像的同名點坐標(biāo)獲取出來，然后進行影像匹配，可通過使用多視像的信息特征，使多視像、多基元匹配目標(biāo)得到有效實現(xiàn)，進一步將多視影像的準確同名點坐標(biāo)信息快速獲取出來。

（3）三維建模與地籍矢量化技術(shù)要點。數(shù)據(jù)影像三維建模，即針對獲取的影像數(shù)據(jù)信息進行重建操作，期間，需應(yīng)用到同名控制點及其有關(guān)的參數(shù)信息，在專業(yè)建模軟件的平臺中，針對影像實施三維模型處理操作［5］。值得注意的是，因處于建模之前，針對像控點空間坐標(biāo)進行了相對應(yīng)的匹配操作，可以將具備真實空間位置的虛擬三維模型獲取出來，以權(quán)籍調(diào)查測量要求為依據(jù)，能夠?qū)y區(qū)的地籍基礎(chǔ)信息構(gòu)建出來，進一步生成相對應(yīng)的二維矢量地籍圖。

（4）三維模型應(yīng)用技術(shù)要點。在農(nóng)村房屋不動產(chǎn)登記過程中，需應(yīng)用到無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)與三維模型，通過房屋分層分戶數(shù)據(jù)的利用，得到分層分戶樓房模型，掛接不動產(chǎn)登記信息之后，然后與戶型圖、地籍圖等資料相關(guān)聯(lián)，使不動產(chǎn)信息基于三維空間當(dāng)中真實呈現(xiàn)出來。此外，經(jīng)三維不動產(chǎn)模型，可對三維數(shù)據(jù)進行查看，色澤清晰，產(chǎn)權(quán)明確，可使外業(yè)調(diào)查指界耗時費力、界址邊丈量人為誤差大等相關(guān)問題得到有效處理。

3.4 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理技術(shù)要點

相關(guān)不動產(chǎn)權(quán)籍測量工程項目針對獲取的傾斜影像數(shù)據(jù)，通過大疆智圖的應(yīng)用，展開了三維建模處理，并使高精度的三維模型得到有效構(gòu)建。其中，對獲取的傾斜影響數(shù)據(jù)POS信息，在影像中存儲，大疆智圖與其形成無縫對接的關(guān)系，可對涉及的信息自動識別出來。在建模處理過程中，無須對坐標(biāo)系進行考慮，也無須考慮外方位與內(nèi)方位等元素，在操作上非常簡單。針對點云數(shù)據(jù)，可利用三維激光掃描儀展開解算，將參數(shù)設(shè)置好之后，將所需格式的點云數(shù)據(jù)獲取出來，通常為LAS格式。

針對大疆制圖生成的OSGB 格式三維模型，利用專業(yè)的三維傾斜測圖軟件展開矢量采集。同時，在專業(yè)的點云測圖軟件的應(yīng)用下，對LAS 格式的點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入，進行矢量采集，采集關(guān)鍵內(nèi)容包括居民地、附屬設(shè)施等。在采集完畢之后，針對農(nóng)業(yè)判別不夠準確、存在遮擋現(xiàn)象的要素，需進行外業(yè)補調(diào)與補測操作。在外業(yè)調(diào)繪完成之后，需編輯DLG，進一步將地籍圖成果生成出來。

3.5 成果精度檢查要點

在對不動產(chǎn)權(quán)籍三維模型進行構(gòu)建的基礎(chǔ)上，需采取實地測量技術(shù)方法，對三維模型精度進行仔細檢查，通過檢測，明確平面位置中誤差、高程中誤差，保證各項誤差與設(shè)計書要求精度相符。在地籍圖成果中，選擇相關(guān)要素當(dāng)作檢核點，如界址點要素、建筑物拐角要素、附屬設(shè)施要素等，并利用CORS 網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)，對2000國家大地坐標(biāo)系成果三維坐標(biāo)進行實地測量，進一步進行檢查，保證平面中誤差與高程中誤差與不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查測量精度要求相符［6］。

值得注意的是，對于本次提到的無人機傾斜航空攝影技術(shù)，和傳統(tǒng)測量技術(shù)相比，技術(shù)操作更加方便、快捷、靈活，能夠見測區(qū)三維實景模型、點云數(shù)據(jù)獲取出來，使外業(yè)工作量大幅度減少，并使工期得到有效縮短。與此同時，通過無人機系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用，在獲取高精度三維傾斜數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可將正射影像制作出來，輔助外業(yè)修補測與指界調(diào)查作業(yè)，有助于測量工作效率的提升。此外，三維傾斜模型采集影像數(shù)據(jù)更加直觀，點云數(shù)據(jù)采集方便簡答。因此，從不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作效率及質(zhì)量成果提升角度考慮，需合理科學(xué)地應(yīng)用無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)。

4 結(jié)語

綜上所述，無人機傾斜航空攝影測量技術(shù)優(yōu)勢突出，可獲取高精準度、全方位、真實可靠的數(shù)據(jù)信息，在不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查中的應(yīng)用價值頗高。因此，需確保無人機傾斜航空攝影測量系統(tǒng)飛行平臺設(shè)置的合理性，滿足傳感器、數(shù)據(jù)處理等方面的要求，把控三維建模技術(shù)要點，按照技術(shù)流程，落實關(guān)鍵技術(shù)要點，并對成果精度進行檢查，確保與不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查測量精度要求相符，在全面提升不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查質(zhì)量成效的基礎(chǔ)上，進一步為不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。