肖永東 朱勁松

云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，中國(guó)·云南 曲靖 655000

農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測(cè)量工作具有大面積、高密度、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜地特征，相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)字測(cè)圖方法，無(wú)人機(jī)斜攝影測(cè)量技術(shù)獲取的地籍?dāng)?shù)據(jù)在易到性、效率及數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，并且在數(shù)據(jù)精度方面完全符合行業(yè)規(guī)范要求，所以無(wú)人機(jī)斜攝影測(cè)量是一種可以被廣泛應(yīng)用的測(cè)繪新技術(shù)。

無(wú)人機(jī)；傾斜攝影測(cè)量；建模；房地一體

1 引言

農(nóng)村房地一體不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)登記是由政府組織開(kāi)展的農(nóng)村宅基地和集體建設(shè)用地使用權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作，通過(guò)確權(quán)登記發(fā)證，將使農(nóng)民享有的宅基地和集體建設(shè)用地使用權(quán)及房屋所有權(quán)得到法律的確認(rèn)和保護(hù)，賦予農(nóng)民更多財(cái)產(chǎn)權(quán)利，且可以有效解決土地權(quán)屬糾紛，進(jìn)一步夯實(shí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展基礎(chǔ)[1]。在實(shí)施農(nóng)村房地一體不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)登記中，對(duì)農(nóng)村房、地空間信息的采集是整個(gè)工作的重要基礎(chǔ)，其時(shí)間、資金、人力投入要占到整個(gè)項(xiàng)目的大部分。在傳統(tǒng)的不動(dòng)產(chǎn)測(cè)量工作中，主要采用了常規(guī)的數(shù)字化測(cè)繪設(shè)備如RTK、全站儀等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集，在環(huán)境理想且工作量不大的情況下是主要的手段，但在大規(guī)模、短周期、進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)困難等情況下，就顯現(xiàn)其工作的不足[2]。隨著無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，尤其是傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)和使用，為高精度、高效率、大規(guī)模及短周期要求的農(nóng)村房地一體數(shù)據(jù)采集工作提供了一套行之有效的解決方案。

2 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

傾斜影像（oblique image）是指由一定傾斜角度的航攝相機(jī)所獲取的影像。傾斜攝影技術(shù)是近年來(lái)國(guó)際測(cè)繪遙感領(lǐng)域迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它通過(guò)在某個(gè)飛行平臺(tái)（主要是無(wú)人機(jī)）上搭載多臺(tái)傳感器，實(shí)現(xiàn)在空中從正射、傾斜等多角度多方位采集地表對(duì)象的影像，以獲取其更為復(fù)雜、準(zhǔn)確、完整的信息[1]。目前，在無(wú)人機(jī)搭載測(cè)繪用傳感器方面，常用的有單鏡頭（通過(guò)調(diào)整鏡頭，分多次對(duì)同一測(cè)區(qū)進(jìn)行不同角度的拍攝實(shí)現(xiàn)傾斜攝影），雙鏡頭（一次攝影實(shí)現(xiàn)兩個(gè)傾斜角度的影像，通過(guò)2次及以上調(diào)整不同角度可實(shí)現(xiàn)多角度采集）以及五鏡頭（用過(guò)一次拍攝即可獲得測(cè)區(qū)多個(gè)角度的影像數(shù)據(jù)），在獲取測(cè)區(qū)的多角度影像、位置、姿態(tài)等信息后，通過(guò)多視影像聯(lián)合平差、多視影像密集匹配等方法獲得測(cè)區(qū)高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)組建不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）生成高分辨率的數(shù)字表面模型（DSM），再結(jié)合紋理數(shù)據(jù)貼合最終得到測(cè)區(qū)真實(shí)的高精度三維模型數(shù)據(jù)。

3 傾斜測(cè)量測(cè)量在房地一體項(xiàng)目中的作業(yè)流程

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)繪技術(shù)在農(nóng)村房地一體中的作業(yè)可分為飛行外業(yè)和內(nèi)業(yè)成圖兩部分[3]，其中，飛行外業(yè)主要包括測(cè)區(qū)劃定、航線設(shè)置、像控點(diǎn)布設(shè)以及實(shí)施無(wú)人機(jī)飛行拍攝等工作；而內(nèi)業(yè)部分則包括影響數(shù)據(jù)空三加密結(jié)算、高精度三維模型生產(chǎn)以及基于模型的地籍、地形數(shù)據(jù)采集成圖[4]。其大體工作流程如圖1所示。

圖1 傾斜攝影測(cè)量工作流程

4 案例分析

4.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

以中國(guó)曲靖宣威市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)下的一個(gè)自然村的房地一體無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量項(xiàng)目為例，該村子南北走向，長(zhǎng)約800m，寬250m，計(jì)0．2km2，該村在一塊坡地上，北高南低，地勢(shì)均勻，高差約30m，植被覆蓋較少，部分地區(qū)民房密集，房屋結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜，但基本都是3 層以下建筑，條件比較適合采用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量方式進(jìn)行不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)采集。

4.2 外業(yè)飛行

平臺(tái)采用了大疆經(jīng)緯M600 pro 六旋翼無(wú)人機(jī)+睿鉑RIY-D2 五鏡頭傾斜攝影相機(jī)，其中，大疆M600 pro 無(wú)人機(jī)能夠載重6kg，飛行速度達(dá)到65km/h，一次充電能夠續(xù)航40min，適合于比較大范圍的攝影作業(yè)。D2 相機(jī)重850g，其傳感器尺寸為23．5X15．6mm，像幅分辨率為6000?4000，總像素達(dá)到1．2 億，并提供了320G 的存儲(chǔ)空間。

根據(jù)該村的走向及地形條件，以及無(wú)人機(jī)不動(dòng)產(chǎn)攝影測(cè)量的精度要求，在航線規(guī)劃上采用了順著地形飛行的方式，共設(shè)計(jì)了三個(gè)飛行架次，其具體指標(biāo)為：地面分辨率：2CM；相對(duì)行高：100m；航線間距：22m；航向及旁向重疊度：80%。

在像控點(diǎn)布設(shè)上，由于農(nóng)村硬化路面教窄較少，且道路兩邊房屋密集，空曠處多是旱地，故采用了在飛行前撒石灰的方式及時(shí)進(jìn)行控制點(diǎn)設(shè)置并使用RTK 進(jìn)行坐標(biāo)采集，整個(gè)測(cè)區(qū)以邊角布設(shè)方式共設(shè)計(jì)了12 個(gè)平高控制點(diǎn)。整個(gè)外業(yè)項(xiàng)目使用了一天時(shí)間，獲得像片約9000 張。

4.3 內(nèi)業(yè)建模處理

建模方面，采用了smart3D 軟件進(jìn)行數(shù)字傾斜模型的生產(chǎn)，其基本流程為：

（1）下載無(wú)人機(jī)像片數(shù)據(jù)及POS 數(shù)據(jù)

（2）預(yù)處理像片，編輯區(qū)塊文件，使像片與其POS 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)

（3）Smart3D 項(xiàng)目新建，導(dǎo)入?yún)^(qū)塊，檢查像片及相應(yīng)參數(shù)

（4）空中三角測(cè)量

（5）像控點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、像片控制點(diǎn)刺點(diǎn)、空三加密

（6）點(diǎn)云及基于點(diǎn)云的DSM 生成

（7）模型紋理映射

（8）模型生成（如圖2）

圖2 基于Smart 3D 的模型生成

4.4 不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)采集

為了能夠在模型上直接采集地籍DLG 數(shù)據(jù)，可將生成的模型導(dǎo)入到EPS 3D Survey 系統(tǒng)中，采用二三維交互采集采編的方法，直接對(duì)模型上的各種地物進(jìn)行采集測(cè)圖，由于建筑物模型測(cè)量可見(jiàn)，可以對(duì)其直接采邊成圖，無(wú)需考慮房檐改正、院門鎖定無(wú)法進(jìn)入等各種問(wèn)題，成圖效率較高且效果良好，如下圖3所示。

圖3 基于EPS 的數(shù)據(jù)采集成圖

4.5 測(cè)圖精度檢驗(yàn)

在內(nèi)業(yè)測(cè)圖工作完成后，需要對(duì)所生成的DLG 數(shù)據(jù)的要素精度進(jìn)行必要的檢驗(yàn)分析。在實(shí)際工作中，可采用圖上要素與其實(shí)際位置通過(guò)人工實(shí)測(cè)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)精度對(duì)比。為了檢驗(yàn)實(shí)際效果，在圖面上隨機(jī)采集了40 個(gè)明顯地物點(diǎn)作為檢查點(diǎn)來(lái)檢驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)的可靠性，通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)的平面中誤差為31mm，高程中誤差為36mm，完全滿足不動(dòng)產(chǎn)測(cè)量中一類界址點(diǎn)0．05m 的精度要求。

5 結(jié)語(yǔ)

作為近年來(lái)對(duì)測(cè)繪行業(yè)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)變革的技術(shù)，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)從業(yè)人員在測(cè)繪工作方式、人員配備、技術(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)需求等各方面提出更多要求，但其強(qiáng)大的工作效率，不同維度不同格式的高精度數(shù)據(jù)成果依然吸引著廣大的用戶投入其中。相信，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理及成圖技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)將會(huì)有更加廣闊的發(fā)展空間。