傾斜攝影測量技術在農村房屋測繪中的應用

楊永飛，龐芙艷

（1.甘肅省華亭市自然資源局，甘肅平涼 744100；2.西安玉坷建筑工程咨詢有限公司，陜西西安 710043）

近年來，隨著物權法的貫徹實施，農村地區開展了土地、房屋的確權登記工作。這些項目工作周期長、任務緊、要求高，如果采用傳統的測量方法，很難在要求的工期內完成。而且需要調動大量的人力、物力，耗時耗力，成本也會大大增加。

無人機傾斜攝影測量技術的高速發展，很好地為農村房屋測量提供了解決方案。無人機航測采集數據的速度快、精度高，避免了傳統測量的繁重外業工作，能夠提供正射影像圖（DOM）、真三維模型、密集點云等產品。無人機傾斜攝影測量技術在農村房屋測量中發揮了自己獨特的優勢。

1 傾斜攝影測量在農房調查中的作業方法

1.1 工作流程

傾斜攝影測量工作主要包括外業航飛、三維建模、模型測圖等步驟，詳細操作流程如圖1 所示。

圖1 傾斜攝影測量作業流程

1.2 像控點布設

布設的像控點盡量在測區保持分布均勻、標志清晰可見，遠離大片水域、電視塔、通信線路等，以免使用GPS 測量像控點時發生電磁干擾。一般采用“九宮格”布點法，如圖2 所示。

圖2 九宮格布點法

像控點標志采用A4 紙打印“L”箭頭的樣式，粘貼在地面，如圖3 所示。像控點實際布設點位與圖上設計點位不易相差太大，二者相差最好控制在10m 之內。

圖3 像控點與粘貼后航拍效果圖

像控點的測量主要采用GSCORS 通過RTK 模式直接進行測量。觀測兩次，每次采集10 個歷元，采樣間隔1s。兩次觀測較差依照平面較差不超過2cm，大地高較差不超過3cm 的精度標準執行；不符合要求時，加測一次；如果三次各不相同，選擇其他時間安排重測。

1.3 外業航測

項目使用的大疆精靈4RTK 無人機帶有后差分模塊，平臺飛行姿態穩定，每張照片都可以獲取到厘米級的定姿定位數據（即照片POS 數據）。無人機飛行高度100m，地面分辨率約2.7cm/pix，航行重疊度75%，旁向重疊度70%。

1.4 三維建模

由于photoscan 軟件的空三加密功能強大，smart3d CC 建模的紋理精度高。所以采用photoscan先進行空三解算，再將空三成果導入到smart3d CC 中進行建模即可自動構建三維模型，具有真彩色紋理。圖4 為線劃圖與真三維模型套合效果。

圖4 Smart3D CC 三維建模成果

1.5 要素采集

SV360 系統是一款基于AUTOCAD 二次開發的測圖軟件，支持對OSGB 格式的三維模型進行數據采集，并提供了豐富的拾取和編輯工具。測圖過程在“三維測圖”窗口與CAD 窗口進行聯動，任一個窗口所做修改在另一個窗口同步顯示，所見即所得。測圖結果可存盤為2004 版的dwg 格式，可實現與cass 無縫對接。

測圖過程中針對模型的特點主要用到“立面求交法”“墻角拾點法”“輔助點法”等。

立面求交用于采集模型中模糊、粗糙的墻角，如果與該墻角相鄰的墻面平直光滑，在“繪圖模式”下使用“J”快捷開關鍵打開“立面求交”功能，在房屋的四個面各拾取兩個點交會出墻角點。

墻角拾點用于墻面粗糙不平而墻角棱角清晰易識別的點，在“繪圖模式”下使用“J”快捷開關鍵關閉“立面求交”功能，直接在墻角處拾取房屋點。

繪制圍墻、檐廊時需要做輔助點的，可以關閉“繪圖模式”后點擊鼠標右鍵繪出輔助點，再在CAD下以點連線繪出相應地物。

打開SV360 軟件的“三維測圖/生成檢查線”功能，通過對照檢查線與模型墻角的重合程度可檢查墻角點拾取的準確性，如圖5 所示。如有不準確的重新在三維模型上修改。還可以展繪外業實測點，根據外業測量結果修改。

圖5 框線檢查墻角

2 試點村成果分析

試點村是慶陽市董志塬和勝某村，典型的黃土塬地形，地勢平坦，居民地集中分布，特別適合無人機航飛作業。

利用SV360 軟件測圖后與利用全站儀實測相同的點進行精度檢測，檢測結果見表1。根據地籍測量規范，可以發現測量的所有坐標與全站儀測量結果相差不超過5cm，完全符合地籍測量的精度要求。

表1 范家村全站儀測量點與模型拾取點精度對比表

3 小結與展望

3.1 小結

通過無人機傾斜攝影測量技術在農村房屋測繪中的應用與傳統測量手段相比，有明顯的優勢。

首先，作業速度快。人工測量費時耗力，外業難度非常大，農村普遍存在鎖門進不去的情況。而無人機航飛后，因為傾斜架次得到了房屋側面信息，院內的房屋情況一目了然，直接能在模型上量取坐標和長度。

其次，作業精度高。傳統的使用GPS-RTK 測量一旦進入居民區，由于多路徑效應，采集的坐標精度很難保證。采用全站儀支導線進行測量時，隨著支導線等級的降低，測量的精度也大幅度降低。無人機航測得到的三維模型，精度相對比較均勻，界址角和房屋點同精度。

最后，無人機傾斜攝影測量技術將大量外業工作轉化成室內作業，減少了交通安全等隱患，將大量外業人員從辛苦的外業測量中解放了出來。

3.2 展望

本文將無人機傾斜攝影測量技術主要用于房屋測量，沒有將傾斜攝影測量成果的作用充分發揮出來。后期可以從以下幾個方面進行深入研究：

所生產的三維模型可用于三維展示，公示的過程中可以用真彩色的三維模型代替平面圖，更加直觀，認可度更高。

實際生產過程中如能進一步提高無人機續航時間，相機像幅，鏡頭主距，相信將來能進一步提高效率，也能在地形、地籍測量中發揮更大作用。

目前所進行的確權都是在二維平面范疇內，有了三維場景模型，可以進一步對三維地籍進行確權，為后期三維地籍打下了數據基礎。