淺談房地一體項(xiàng)目中傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用

蔣曉靜

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，四川 成都 610106)

0 前 言

農(nóng)村宅基地房地一體測量是以固定房產(chǎn)為基本要素進(jìn)行的一項(xiàng)權(quán)屬調(diào)查，主要是在占地面積準(zhǔn)確，房產(chǎn)界址清晰且權(quán)屬合法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次測量活動。其主要目的是對農(nóng)村宅基地進(jìn)行復(fù)核，通過對建設(shè)用地進(jìn)行權(quán)屬調(diào)查，以完成地上房屋及其附著建筑物的測量認(rèn)定。通過房地一體測量的方式建立并完善農(nóng)村房屋建筑的調(diào)查數(shù)據(jù)庫，為不動產(chǎn)的登記工作提供數(shù)據(jù)支撐。提高農(nóng)村房地一體測量工作的質(zhì)量和效果，保障地籍測量工作的正常進(jìn)行。因此，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在農(nóng)村房地一體項(xiàng)目中的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 房地一體項(xiàng)目簡述

在農(nóng)村地區(qū)實(shí)施房地一體測量，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需，是國家掌握農(nóng)村地區(qū)房屋產(chǎn)權(quán)的一項(xiàng)重要舉措。通過房地一體測量，對房屋及宅基地進(jìn)行確權(quán)，是保障廣大農(nóng)民權(quán)益的一項(xiàng)惠民政策，能夠更好地為農(nóng)村的未來發(fā)展提供政策性支撐。通過房地一體項(xiàng)目測量，逐步完善在農(nóng)村地區(qū)對房屋產(chǎn)權(quán)歸屬進(jìn)行合法確權(quán)。確定其邊界位置，厘清權(quán)屬和使用關(guān)系。農(nóng)村房地一體測量是政府根據(jù)宅基地的位置、面積、權(quán)屬、建筑材料、用途等進(jìn)行的調(diào)查。

2 傳統(tǒng)測量技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)

在農(nóng)村地區(qū)所開展的農(nóng)村宅基地及房屋權(quán)屬調(diào)查，通常采用傳統(tǒng)的測量方式。常用的調(diào)查方式一般包括全站儀及RTK測量技術(shù)，偶爾也采用傳統(tǒng)的攝影測量技術(shù)。但是傳統(tǒng)測量技術(shù)在應(yīng)用過程中，存在較多的缺點(diǎn)。例如，在使用全站儀及RTK測量技術(shù)進(jìn)行實(shí)際測量時，受天氣狀況的影響較大。在測量過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)天氣變化后停止測量工作的情況。而且需要進(jìn)行大量的野外作業(yè)，對地形的要求較高，經(jīng)常出現(xiàn)在某些地區(qū)受地形條件限制無法完成測量工作的情況出現(xiàn)。傳統(tǒng)的測量方式不僅效率低，而且人工成本較高。隨著對測量結(jié)果精度要求的提高，傳統(tǒng)方法已經(jīng)無法滿足多次測量的要求。

3 傾斜攝影測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀

傾斜攝影測量技術(shù)在國外研究的時間較長，經(jīng)過多年的實(shí)踐研究，技術(shù)發(fā)展相對成熟。某些軟件設(shè)備的技術(shù)水平已達(dá)到國際前列。而傾斜攝影測量技術(shù)在我國的發(fā)展時間較短，雖然起步晚，但在多項(xiàng)領(lǐng)域中進(jìn)行了不同程度的研究和應(yīng)用。

3.1 在三維建模方面

相關(guān)專家學(xué)者近年來研究了傾斜攝影測量中三維模型的粗糙化及一體化技術(shù)，并提出了傾斜攝影測量與近景攝影測量相結(jié)合的方法，解決了山區(qū)城市地形復(fù)雜、難以建立三維模型的問題。

3.2 在地形圖測繪方面

近年來，傾斜攝影測量技術(shù)越來越多地應(yīng)用在地形測繪工作中，研究了不同地形在三維模型上的映射。通過大量的試驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果驗(yàn)證其可行性。在農(nóng)村房地一體測量中應(yīng)用傾斜攝影測量技術(shù)，主要是依靠CASS平臺建立三維模型，進(jìn)行矢量圖轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量。

4 應(yīng)用傾斜攝影測量技術(shù)的意義

傾斜攝影測量技術(shù)在農(nóng)村房地一體綜合測量中的應(yīng)用具有重要意義，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

首先,在農(nóng)村房地一體測量中應(yīng)用傾斜攝影測量技術(shù)，能夠降低實(shí)際測量過程中的數(shù)據(jù)誤差值，對測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量有明顯提高。同時，傾斜攝影測量技術(shù)采用無人機(jī)模式，可以大大改善工作人員的作業(yè)環(huán)境，在工作效率提升方面效果顯著。大大縮短了測量周期，降低測量成本。

其次，傾斜攝影測量技術(shù)與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比較。操作更為方便，對操作者的要求也相對較低。在實(shí)際的測量過程中，傳統(tǒng)測量技術(shù)需要對不能從一個方向切到屋檐的建筑物轉(zhuǎn)角位置，先沿屋檐畫出房屋，再對屋檐進(jìn)行調(diào)整。而傾斜攝影測量技術(shù)則能夠在不校正屋檐的情況下直接切割屋檐的拐角，這無疑減少了現(xiàn)場校正的工作量。

最后，利用傾斜攝影測量技術(shù)建立的三維模型代替了實(shí)地調(diào)查得到的三維模型，能夠真實(shí)反映農(nóng)村住宅建筑的真實(shí)信息結(jié)構(gòu)。例如，每個建筑的高度可以直接從三維模型顯示出來，可以直接測量每個建筑的面積。

5 傾斜攝影測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

傾斜攝影測量系統(tǒng)主要由進(jìn)行圖像采集的設(shè)備及能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理的軟件組成，而圖像采集設(shè)備又包括無人機(jī)操作系統(tǒng)、航向規(guī)劃軟件及攝像機(jī)。

5.1 圖像采集設(shè)備

5.1.1 無人機(jī)系統(tǒng)組成

近年來無人機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，它屬于一種可搭載微型觀測設(shè)備的飛行平臺，利用無線電技術(shù)對無人機(jī)發(fā)送指令，一般配備單獨(dú)的控制系統(tǒng)。然而無人機(jī)有多重類型，按照各自的用途差異，均有相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。例如，固定翼無人機(jī)操作難度較大，而且在起飛過程中對場地有較高的要求，同時風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高。但是，它具有較長的耐久性，適合大面積作業(yè)。多旋翼無人機(jī)操作簡單，無需從特定位置起飛，可以垂直起降，相對安全。但是，它的飛行時間很短。無人機(jī)系統(tǒng)主要由飛行平臺、任務(wù)裝置和地面控制站組成。固定翼無人機(jī)的機(jī)身通常采用高強(qiáng)度材料，多旋翼無人機(jī)的機(jī)身通常由碳纖維制成。當(dāng)無人機(jī)應(yīng)用于攝影測量時，只需要將無人機(jī)的飛行軌跡進(jìn)行設(shè)定，此時無人機(jī)就會按照設(shè)定好的軌跡飛行，執(zhí)行測量任務(wù)。

5.1.2 航線規(guī)劃軟件介紹

近年來，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的過程中，信息軟件技術(shù)也得到了很大的提高。目前，市場上的航線規(guī)劃軟件，無論是品牌還是種類多種多樣。然而在軟件的選擇過程中，應(yīng)當(dāng)對其性能進(jìn)行重點(diǎn)觀察。對比軟件的適用性及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)不同的用途進(jìn)行選擇。

5.1.3 攝像機(jī)分類

傳統(tǒng)攝影測量技術(shù)中的攝像頭僅能在垂直角度方向進(jìn)行圖像拍攝，而傾斜攝影測量技術(shù)中配置的攝像頭具有側(cè)視及角度俯視拍攝的功能。常用的傾斜攝影拍攝所使用的攝像機(jī)鏡頭數(shù)量各有不同，鏡頭數(shù)量從單鏡頭一直到五鏡頭。而且在多鏡頭的攝像機(jī)中，各自鏡頭之間可以互相轉(zhuǎn)換。專用的傾斜攝影測量攝像機(jī)雖然價(jià)格較高，但是在圖片儲存方面方便快捷，便于數(shù)據(jù)傳輸和后期處理。在實(shí)際使用過程中，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，有必要對攝像機(jī)進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)。

5.2 傾斜攝影測量數(shù)據(jù)處理軟件分析

傾斜攝影測量軟件主要用于數(shù)據(jù)采集后的圖像處理。目前較為常用的主要有EPS軟件，EPS軟件應(yīng)用在傾斜攝影測量中，在數(shù)據(jù)格式不兼容及數(shù)據(jù)更新困難等方面有較好的應(yīng)用。在數(shù)據(jù)入庫及成圖方面實(shí)現(xiàn)了軟件類型的統(tǒng)一，其突破了采用傳統(tǒng)攝影測量方法繪制地形圖需要帶上立體眼鏡才能采集的局限，降低了對操作人員的要求，可以直接在三維模型上采集數(shù)據(jù)。

6 傾斜攝影測量在農(nóng)村地籍測量中的應(yīng)用

6.1 圖像控制點(diǎn)布設(shè)方法

圖像控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)區(qū)。平面圖像中控制點(diǎn)的布設(shè)需要區(qū)域網(wǎng)的方法。根據(jù)路線設(shè)計(jì)的主要方向，每隔200 m布置相應(yīng)的影像控制點(diǎn)，對整個試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行科學(xué)合理的控制，確保農(nóng)村地籍測量與現(xiàn)場相結(jié)合的正常開展。

6.2 像控點(diǎn)點(diǎn)位選取

像控點(diǎn)點(diǎn)位一般均勻地分布在測量區(qū)域內(nèi)，合理選擇像控點(diǎn)對模型重建的質(zhì)量提高有很好的效果。在相控點(diǎn)的數(shù)量選取方面，一般5～10個控制點(diǎn)對于一個大的測區(qū)來說已經(jīng)足夠。但是，對于追求高程精度的單位，則要按照專業(yè)的外業(yè)像控布設(shè)規(guī)范進(jìn)行布設(shè)。

6.3 制作圖像控制點(diǎn)標(biāo)志

在實(shí)際測量過程中，也有類似的控制點(diǎn)，主要集中在硬化的屋頂和地板上，用藍(lán)色或黃色油漆垂直交叉。用紅色顏料在十字架的中心畫一個圓，圓心是圖像控制點(diǎn)。在相應(yīng)的土壤中，用白石灰粉，然后用合適的模具做成垂直形狀的十字。

6.4 圖像控制點(diǎn)的測量

在圖像控制點(diǎn)的具體測量中，試驗(yàn)區(qū)采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，測量圖像控制點(diǎn)的相應(yīng)空間位置。在實(shí)際測量中，如果GPS信號正確，則采用實(shí)形測量。對每個控制點(diǎn)的位置進(jìn)行兩次測量，并將兩次測量的實(shí)際結(jié)果進(jìn)行比較。圖像控制點(diǎn)的對比度差小于3 cm，則取平均值作為最終結(jié)果。如果圖像控制點(diǎn)的對比度差大于3 cm，應(yīng)檢查原因，然后重新測量。將先進(jìn)的攝影測量技術(shù)充分應(yīng)用于農(nóng)村房地一體綜合測量，提高了農(nóng)村居民點(diǎn)房地一體測量的質(zhì)量和實(shí)際效果

7 傾斜攝影測量在房地一體測量中的優(yōu)缺點(diǎn)

7.1 傾斜攝影技術(shù)在測量中的優(yōu)勢

其突出特點(diǎn)是效率高，能快速、高效地完成項(xiàng)目。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)，傾斜攝影測量施工工期4.5天，投入6人。每個人每天工作8小時，總共96小時。如果采用傳統(tǒng)的測量方式，需要兩個人20天，每人每天工作8小時，總共320小時。斜向攝影測量的效率是傳統(tǒng)攝影測量的3倍以上。隨著生產(chǎn)效率的提高，工期大大縮短，工程造價(jià)大大降低，效益相對提高。

7.2 傾斜攝影測量存在的不足

首先，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，在結(jié)果的穩(wěn)定性方面還存在一些不足。影響傾斜攝影測量數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素很多。如傾斜攝影測量無人機(jī)姿態(tài)不穩(wěn)定，受太陽影響較大，會導(dǎo)致測量結(jié)果不合格。當(dāng)局部起伏較大、遮擋較大時，傾斜攝影測量應(yīng)采用傳統(tǒng)方法。

8 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在不斷提高。在農(nóng)村房地一體測量項(xiàng)目中，傾斜攝影測量技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。通過與傳統(tǒng)測量方式相比較，不僅測量精度有較大程度的提高，而且在人力、物力及財(cái)力方面起到了明顯節(jié)約的效果。但是由于傾斜攝影測量技術(shù)仍存在改進(jìn)空間，針對不同的應(yīng)用場景，存在的不確定因素較多。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，該項(xiàng)因素應(yīng)當(dāng)引起相關(guān)技術(shù)人員的注意。否則在房地一體測量過程中完全依賴設(shè)備提供的數(shù)據(jù)，而不考慮數(shù)據(jù)存在的偏差，容易出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，嚴(yán)重影響測量結(jié)果。因此，在實(shí)際的測量過程中，應(yīng)當(dāng)從不同的角度考慮問題，對各方面的工作做好準(zhǔn)備，對測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行有效評估，確保傾斜攝影測量技術(shù)取得的成果符合實(shí)際生產(chǎn)要求。

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