傾斜攝影測量技術在房地一體調查頒證項目中的應用

余華勝 胡生送 徐彩杰

摘? 要：傾斜攝影技術是國際攝影測量領域近些年發展起來的一項高新技術，它能夠真實地反映地物情況，高精度地獲取物方紋理信息，通過先進的定位、融合、建模等技術，生成真實的三維模型。將傾斜攝影測量技術應用于房地一體項目，其精度可達到公分級，滿足房地一體項目精度要求的同時大大減輕了外業作業人員的工作壓力，提高了工作效率。本文以房地一體權籍調查項目為契機，提出利用無人機傾斜攝影方法獲取地籍測量、宅基地測量數據，并實地采點檢驗了該方法的可靠性。

關鍵詞：傾斜攝影? 三維模型? 效率? 精度

中圖分類號：P231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）10（c）-0007-03

Abstract： Oblique photography technology is high-tech developed in the field of international photogrammetry in recent years. It can truly reflect the ground features， obtain object-side texture information with high accuracy. Through advanced positioning， fusion， modeling and other technologies， real three-dimensional models are generated. Applying oblique photogrammetry technology to rural housing and land integration projects. Its accuracy can reach the CM grade. It can not only satisfy the accuracy requirements of the integrated premises， but also reduce the work pressure of field workers and improve work efficiency. This article takes the opportunity of the investigation of the integration of rural real estate and land ownership as an opportunity to propose the use of UAV oblique photography to obtain cadastral survey data and homestead survey data， and verifies the reliability of the method by field sampling.

Key Words： Oblique photography; 3D modeling; Efficiency; Accuracy

房地一體調查頒證工作具有數據采集工作量大、建筑物量邊困難、外業指界難等特點，常規的技術路線為：大比例尺地形圖測量→工作底圖制作→權籍調查→成果整理→數據庫建設。可以看出，常規的作業方法基本上為人工施測，包括地形測繪、地籍調查、房產測量等專業技術，對參與權籍調查人員的綜合技術要求很高，無法及時獲取提供界址點位置信息，如房角、滴水線、 飄窗等附屬物空間坐標信息。傾斜攝影測量技術通過從不同視角的相機同步采集影像，獲取到目標區域頂面及側視的信息，經過專業數據處理生產三維模型數據，直觀的展現目標區域的地形地貌情況。通過專業的軟件，實現地形圖繪制、房屋的高度、長度、面積、坐標等的量測，為房地一體化項目提供可靠的數據支持。

1? 傾斜攝影測量技術

傾斜攝影測量技術在歐美等發達國家已經廣泛應用于應急指揮、國土安全、城市管理、房產稅收等行業。通過無人機飛行平臺搭載相機獲取外業數據。經內業解算基準站和流動站的定位測姿數據、影像畸變校正、特征點提取與匹配、像控點布設、解析空中三角測量等主要步驟，通過人工建模方式，生產出滿足項目需求的數字產品。傾斜攝影測量技術以大范圍、高精度、高清晰的方式全面感知復雜場景，通過高效的數據采集設備及專業的數據處理流程生成的數據成果直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性，為真實效果和測繪級精度提供保證。

2? 傾斜攝影技術在房地一體項目中的應用案例

房地一體測量的內容包括測量宅基地界址點、房屋房角點和繪制地籍調查底圖。先在實驗區域內布設像控點，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。利用設計的方案獲取的影像數據制作三維模型，并在三維模型上采集成果數據，通過成果數據與檢查點的實測數據精度對比來驗證方案的可行性。以馬鞍山市農村房地一體調查頒證項目為例，選取楊壩村為傾斜航飛試驗區。

2.1 數據采集

利用飛馬D200-OP300四旋翼無人機搭載五拼相機，飛行高度80m。傾斜攝影相機像幅為6000×4000，1至4號相機焦距35mm，5號相機焦距25mm。航向重疊度80%，旁向重疊度70%，獲取楊壩村0.3km2的影像數據。

2.2 三維模型生產

傾斜攝影數據處理及成果制作選用Smart3D軟件進行生產。主要生產流程包括數據預處理、空三加密、全自動三維模型生成、成果輸出等過程，工藝流程如圖1所示。

2.2.1 數據預處理

數據準備包括相機參數文件、POS數據、傾斜攝影數據等數據文件的準備和編輯。將航攝獲取的傾斜影像五個鏡頭的數據，解算好的POS數據均按要求設置好格式，并準備好相機參數文件，包括相機像素、像幅、焦距、主點和各個相機的相機方向等信息。

2.2.2 空三加密

空三加密首先進行大量特征點的提取，其次對獲取的特征點采用多視匹配和密集匹配等技術進行同名點匹配（如圖2所示），再次進行迭代平差優化、畸變差校正等步驟獲取精確的外方位元素，得到每一幅影像精確的空間位置和旋轉角度，以確定各個影像間的投影關系為下一步三維重建做好準備。

同時，通過建立連接點和像控點坐標文件，結合GPS/IMU信息，實現多視角影像自檢校區域網平差迭代計算。

2.2.3 三維模型生成

完成空三加密后，通過密集匹配技術，根據高精度的影像匹配算法，自動匹配出所有影像中的同名點，并從影像中抽取更多的特征點構成密集點云，從而更精確地表達地物的細節。

對于大范圍海量傾斜攝影數據，須對其進行切塊分割（分塊），按照設置的優先等級對分割的區塊內的密集點云構建不規則三角網TIN，并生成帶白膜的三維模型（見圖3）。

3? 精度驗證分析

利用RTK野外實測采點，進行實景三維數據成果質量檢核，經對比分析三維數據產品中誤差 0.069 m，最大 0.173m，最小0.001m，模型紋理清晰，可滿足農村房地一體調查頒證工作的要求。精度檢核見表1（由于內容太 多，所以本表只表示一部分）。

4? 結語

將傾斜攝影測量技術應用于房地一體項目，提高工作效率的同時，保證了數據精度。目前，國內外已廣泛開展傾斜攝影測量技術的應用，傾斜攝影建模數據也逐漸成為城市空間數據框架的重要內容。

參考文獻

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