馬翀

摘? 要：農(nóng)村房地一體調(diào)查是農(nóng)村宅基地調(diào)查和農(nóng)村房屋調(diào)查的一體化調(diào)查，該文提出基于傾斜攝影測量的調(diào)查方案，以四川省南充市干井壩村為研究背景，先在調(diào)查區(qū)域內(nèi)布設(shè)像控點，然后利用RTK測量出這些像控點和具有代表性的檢查點坐標(biāo)。設(shè)計一種外業(yè)飛行方案，利用通過該方案獲取的影像數(shù)據(jù)制作DOM和三維模型并在三維模型上采集成果數(shù)據(jù)，通過成果數(shù)據(jù)與檢查點的實測數(shù)據(jù)精度分析精度是否滿足要求。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測量? 宅基地? 一體化調(diào)查? 精度

中圖分類號：P231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）01（c）-0068-03

Abstract：The integrated investigation of rural housing and land is the integration of rural residential land survey and rural housing survey. This paper proposes an investigation scheme based on inclined photogrammetry. First， image control points are set in the survey area， and then RTK is used to measure the coordinates of these image control points and representative inspection points. A field flight scheme is designed. Dom and 3D model are made by using the image data obtained by the scheme， and the result data are collected on the 3D model. Whether the accuracy meets the requirements is analyzed through the accuracy of the result data and the measured data of the checkpoint.

Key Words： Tilt photogrammetry; Homestead; Integrated survey; Precision

農(nóng)村房地一體調(diào)查是保護(hù)農(nóng)民權(quán)益的一項惠民政策，是國家了解農(nóng)民住房狀況的重要手段，也是科學(xué)地制定新農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃的重要數(shù)據(jù)來源[1]。對于農(nóng)民而言，進(jìn)行綜合的住房和土地調(diào)查是使個人家庭財產(chǎn)合法化和改變其權(quán)益的有效途徑。這里的房地一體化調(diào)查是對農(nóng)村家庭和農(nóng)村房屋的綜合研究。農(nóng)村宅基地調(diào)查使用每塊土地作為研究單位來確定其邊界點，劃定邊界線，查清權(quán)屬，目的是弄清四至關(guān)系[2]。農(nóng)村房屋調(diào)查旨在調(diào)查位置、面積、層數(shù)、權(quán)屬、建筑材料和房屋使用情況的基本信息。從這里可以看出，農(nóng)村房屋調(diào)查是針對農(nóng)村宅基地進(jìn)行更詳細(xì)的調(diào)查，都涉及測量房屋的界址點。無論是農(nóng)村房屋測量還是農(nóng)村宅基地測量，當(dāng)前的測量技術(shù)仍然使用傳統(tǒng)的RTK和全站儀測量技術(shù)或傳統(tǒng)的攝影測量技術(shù)。但是，這兩種技術(shù)的使用具有以下缺點：（1）使用傳統(tǒng)的RTK和全站儀測量技術(shù)對農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行綜合測量需要大量的現(xiàn)場調(diào)查工作，并且受氣候條件的限制，在某些地方測量不方便。傳統(tǒng)的測量技術(shù)具有工作量大、效率低、周期長、成本高的缺點。此外，通過傳統(tǒng)測量獲得的調(diào)查和制圖結(jié)果相對獨特，無法滿足多種測量需求[3]。（2）雖然使用傳統(tǒng)的攝影測量技術(shù)可以節(jié)省現(xiàn)場測量工作量并提高測量效率，但對硬件和數(shù)據(jù)采集人員的要求更高。由于房檐改正的問題，需要將內(nèi)業(yè)的矢量化數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送到外業(yè)進(jìn)行調(diào)繪[4]。

近年來，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)發(fā)展迅速。它克服了傳統(tǒng)3D建模技術(shù)的局限性，例如建模效率低、手動映射以及無法滿足測量要求的3D模型精度[5]?？梢垣@得高重疊度圖像，快速創(chuàng)建高精度3D模型，由于改進(jìn)的紋理映射算法，可以將2D紋理圖像自動粘貼到3D模型的位置[6]。3D模型可以很好地反映拍攝區(qū)域中的真實信息，并可以加載3D模型和矢量化軟件平臺。

1? 研究的基本思想和技術(shù)流程

農(nóng)村房地一體測量的內(nèi)容包括測量宅基地界址點、農(nóng)村房屋房角點和繪制地籍調(diào)查底圖。該文所研究的基本思想是先在調(diào)查區(qū)域內(nèi)布設(shè)像控點，然后利用RTK測量出這些像控點和具有代表性的檢查點坐標(biāo)。設(shè)計一種外業(yè)飛行方案，利用通過該方案獲取的影像數(shù)據(jù)制作DOM和三維模型并在三維模型上采集成果數(shù)據(jù)，通過成果數(shù)據(jù)與檢查點的實測數(shù)據(jù)精度對比來驗證方案的可行性。其技術(shù)路線如圖1所示。

2? 調(diào)查區(qū)域

該實驗區(qū)域是干井壩村，位于四川南充市，該地區(qū)屬于丘陵地區(qū)，面積約為2.3 km2，村中建筑物較為集中，房屋以磚房為主。

3? 外業(yè)飛行方案

外業(yè)飛行方案設(shè)計包括飛行系統(tǒng)的選擇和航線規(guī)劃方案設(shè)計，飛行方案的設(shè)計直接影響影像的質(zhì)量和外業(yè)飛行效率，因此合理設(shè)計外業(yè)飛行方案是將傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)村房地一體測量中的關(guān)鍵步驟。

3.1 飛行系統(tǒng)的選擇

飛行系統(tǒng)的選擇是根據(jù)拍攝區(qū)域的范圍和特點來選擇的，農(nóng)村房地一體測量主要是一個村為單位，測量的面積比較小，其位置分布散亂且范圍較廣，不適合選用大面積傾斜攝影測量飛行系統(tǒng)。因此輕小型旋翼無人機(jī)和單鏡頭的飛行系統(tǒng)更有優(yōu)勢，具體如下。

（1）小型旋翼無人機(jī)飛行系統(tǒng)硬件設(shè)備重量較小，便于攜帶。

（2）單架次作業(yè)面積可達(dá)到0.5 km2，完全能夠滿足農(nóng)村房地一體測量的施測范圍需求。

（3）單鏡頭云臺系統(tǒng)相對于五鏡頭云臺系統(tǒng)更加靈活，云臺角度可以根據(jù)測區(qū)建筑物的高度與建筑物之間的間隔自由設(shè)置。

（4）小型旋翼無人機(jī)飛行系統(tǒng)價格低廉，飛行安全系數(shù)較高，更加適合低空攝影測量作業(yè)。

所以該文選用輕小型旋翼無人機(jī)飛行系統(tǒng)作為外業(yè)飛行系統(tǒng)。

3.2 航攝區(qū)域的確定

航線規(guī)劃方案的設(shè)計首先要確定航攝區(qū)域，該文選擇區(qū)域如圖2所示。

3.3 航線規(guī)劃方案參數(shù)的確定

根據(jù)上述的幾個數(shù)學(xué)關(guān)系及地籍測量規(guī)范的要求，并結(jié)合航攝區(qū)域的特點，該文設(shè)計一種航線規(guī)劃方案，其參數(shù)如表1所示。

3.4 各架次航線的生成

根據(jù)確定的航攝區(qū)域，在航向規(guī)劃軟件中調(diào)整航攝區(qū)域的邊界線，并且輸入設(shè)計的各項參數(shù)，依架次設(shè)置主航線角度并生成航線。

4? 精度分析

4.1 實驗數(shù)據(jù)分析

為了驗證在三維模型采集的數(shù)據(jù)成果是否滿足農(nóng)村地籍測量規(guī)范的精度，在實驗區(qū)域二選取了17個房角點（點f1～f17），它們都是宅基地的邊界點而且均勻地分布在實驗區(qū)域內(nèi)，利用RTK測量這17個檢查點坐標(biāo)（見圖3）。

為了減少偶然誤差對實驗結(jié)果的不利影響，分別對每個檢查點采集10次數(shù)據(jù)，以實測的坐標(biāo)值作為真值，結(jié)合10次的量測坐標(biāo)值求取每個方案的檢查點點位中誤差，其精度統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

4.2 精度評價

農(nóng)村房地一體測量的對象可以分為3類：（1）測量界址點，以此繪制地籍要素（宅基地界址范圍線和宗地），精度要求最高;（2）測量宅基地內(nèi)部的房角點，以此繪制宅基地內(nèi)部的房屋坐落;（3）地物要素，例如道路水渠或其他地物等。

依據(jù)地籍測量規(guī)范CH 5002-94，界址點的精度分為三級，其中二級要求限差優(yōu)于±0.20，中誤差優(yōu)于±0.10，因此測量成果精度可達(dá)到地籍測量二級界址點的要求。

5? 結(jié)語

傳統(tǒng)測量的辦法進(jìn)行農(nóng)村房地一體測量效率較低而且有大量的外業(yè)工作，為了提高房地一體測量的效率，結(jié)合無人機(jī)傾斜攝影測量的優(yōu)勢，該文提出基于無人機(jī)傾斜攝影測量的農(nóng)村房地一體測量。拍攝地面分辨率為0.022 cm，航向和旁向重疊為80%和70%的無人機(jī)影像，在其建立的三維模型上解譯的房地一體成果精度分別滿足地籍測量規(guī)范二級要求，因此傾斜攝影測量技術(shù)可以在農(nóng)村房地一體測量中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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