關于房地產地面攝影測量計算機系統研究與應用

孫德忠

[摘 要]社會信息化程度不斷提升，促使現代化測繪手段不斷升級和改進，而攝影測量的出現更為房地產地面測繪工作提供了一種新的途徑。基于此，本文將以CCD超站儀為主要研究對象，通過分析其工作原理，討論其在房地產項目中地形、地籍測量工作中的具體應用途徑，希望能為相關專業提供可以參考的理論依據。

[關鍵詞]地面攝影測量系統；房地產；CCD超站儀

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.08.087

[中圖分類號]P232 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）08-0-02

1 CCD超站儀構成與計算機系統工作原理

CCD超站儀攝影測量系統作為一種新型的地面測量系統，它將全站儀精密測繪技術與CCD地面攝影技術完美的結合在一起，實現了由“點測量”模式向“面測量”模式的轉變，并通過相應的計算機系統使測量點更加形象的展現出來，更便于進一步進行攝影測量分析。

1.1 CCD超站儀的構成

利用現有的全站儀精密測量技術和地面攝影測量技術，相關人員研制了新一代的CCD超站儀及其配套的地面攝影測量系統。本文的測量設備由全站儀（NTS-372R，南方測繪儀器有限公司，中國）、數碼CCD鏡頭（DSC-QX100，Sony Corporation，日本）和一臺預裝PlayMemories Mobile軟件的平板電腦或智能手機組合而成。南方測繪NTS-372R型全站儀，其操作系統為Windows CE.NET 4.2，在全站儀上實現了電腦化操作，液晶顯示屏，美觀流暢操作界面，有效測程為免棱鏡300 m，數字顯示最小為1 mm，測距精度為2+2 ppm，角度測量數字顯示最小為1″，測角精度為2″。索尼DSC-QX100鏡頭為3.6倍光學變焦，等效35 mm焦距，其傳感器尺寸為1英寸，圖像分辨率為5472×3648，支持無線性能WiFi，實時取景，近拍距離50 mm-無窮遠，外形尺寸63 mm×63 mm×56 mm，產品重量179 g，操作方式為全自動操作。

1.2 CCD超站儀以及計算機系統工作原理

CCD超站儀與普通全站儀相比，其最大的區別就是配合計算機系統進行影像后期處理，使軟件具有了攝影測量的功能，實現了由“點測量”模式向“面測量”模式的轉變升級。而CCD超站儀與普通攝影測量相比，其最大的區別就是可以利用全站儀準確確定CCD鏡頭攝影瞬間的相對外方位元素，實現了像片特征點的解算。自從攝影技術問世，其便被應用于測量作業中了。

數字攝影測量是計算機系統依據攝影測量的基本原理，從攝影像片中自動提取所攝對象的幾何和物理信息，以此來代替人的立體量測和識別工作。而CCD超站儀計算機數字攝影測量系統的基本解算方法和解析攝影測量解算是基本相同的，都是根據內外方位元素、坐標轉換和定向實現坐標解算的。而CCD超站儀實現了精確、快速測量模式的實質是：利用了全站儀無反射棱鏡測定控制點的測量模式，精準確定了CCD鏡頭（數碼相機）攝影瞬間的外方位元素，通過點位轉換和坐標系旋轉平移，用CCD鏡頭攝影高分辨率像片實現了攝影幅面的整體解算。值得注意的是，在進行攝影測量后處理時，必須將全站儀控制下的測量中心、點坐標與CCD鏡頭攝取的高分辨率像片進行精確配準，這樣計算機系統才能準確解算攝影像片幅面點位的坐標信息，進而實現精準測圖。

2 CCD超站儀計算機系統在房地產地形測量中的應用

在房地產地面的工程測繪中，有一類重要的測量工作，就是通過地形、地籍測量繪制相關的地形圖。地形測量就是傳統意義上的測繪地形圖工作，它是將地球表面上的各種地物或起伏地形以一定的符號和注記表示，并按不同比例尺大小繪制所需作業的地形圖，為工程建筑施工和規劃設計提供了依據。地籍測量是為了滿足土地管理部門及其他國民經濟建設部門的需要，測定各類土地的位置與大小、境界、土地權屬界址點的位置以及地籍權屬面積等，并最終建立權屬信息數據庫的工作。

雖然地形測量和地籍測量在測量對象和測量目標上不盡相同，但其數據采集工具和測量方法卻是相通相近的。無可否認的是，傳統的測量方式GPS-RTK測量、平板儀法測量、全站儀測量以及目前應用比較廣泛的航空攝影測量等測量工具和測量方式，在之前的地形、地籍測量中均發揮了非常關鍵的作用。由于地形測量和地籍測量的精度要求較高，本文在綜合了全站儀精密測量與地面攝影測量的基礎上，提出了利用CCD超站儀計算機系統在地形測量和地籍測量中采集數據的大膽嘗試，其具體應用措施如下。

首先，進行測量前，必須對普通全站儀的基本操作和基本功能有所了解，具備相關的測量知識；明確使用的CCD鏡頭類型和其檢校后的相關參數、CCD超站儀經綜合檢校后得出的兩測量中心的相對位置和偏移量關系。

其次，確定待測區域和設計測帶，利用GPS-RTK測量或CCD超站儀（全站儀）導線法測量，將基礎控制點引入到測區內，進行影像控制點的測量，并分別在各個控制點上設置標志點，且需要在每個控制點上做好標記，測得各個控制點i（i=1，2，…，n）的坐標值，并分別在控制點上提前測定待測區域內1～2個明顯的特征點。

再次，在任意控制點上，用CCD超站儀支出另外一個碎部點作為像對觀測點，根據CCD鏡頭的最大景深Ymax，確定出最佳攝站基線長B，而在實際生產實踐中，通常選擇作為攝站基線長較為合適；在兩個相對觀測點上分別根據CCD鏡頭的參數，明確CCD鏡頭的視場角大小，根據鏡頭水平視場角8°，利用下式可確定每個攝影基站單站攝影次數n。

同時根據單站攝影次數n和每次旋轉相應的水平角：

分別在任意兩個相對控制點上按同一方向旋轉儀器進行全景攝影，并分別記錄每次攝影瞬間的水平角α、垂直角β和某一水平角對應的像片。

最后，重復這些步驟，根據提前設計的測帶，完成整個測帶的測量，直至覆蓋全部待測區域，圖1所示為測量布設方案，其中，1，2，3，…，n為布設的控制點，1′，2′，3′，…，n′為由控制點支出的相對攝影點，P1、P2為圖像解算數據的特征檢校點；然后，計算機系統根據CCD超站儀像對測量解算原理，解析計算并求得像片中待測區域任意一點的物方坐標（X，Y，Z），配合南方CASS軟件成圖系統，進而實現地形、地籍測量的目的。

3 結 語

CCD超站儀計算機測量系統不是將全站儀與CCD鏡頭簡單地組合起來，而是將全站儀精密測量技術與地面攝影測量技術很好地結合在一起，集成為一個系統；既很好地保持了全站儀精密測量的優勢，又將地面攝影測量的特征很好地利用起來，希望通過本文的研究，能夠對房地產地面攝影測量的進一步研究改進和普及應用，在各種工程測量中提供值得借鑒的信息技術。

主要參考文獻

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