基于傾斜攝影測量技術的農房不動產測繪研究

高彩蓮

(海天地信科技有限公司，山東 煙臺 264001)

0 引 言

房地產登記,需要對房地產的產權狀況、位置、界址、面積、用途等基本資料進行全面的調查。采用傳統的全場測量法進行農房定產測繪,工作量大,成本高,效率低。傾斜攝影測量技術是近幾年興起的一種技術手段,該系統突破了以往只能從垂直角度拍攝正射圖像的限制,將多個傳感器安裝于同一個飛行平臺上,利用飛行平臺上的傳感器采集不同角度的圖像,將使用者帶入真實、直觀、符合人類視覺的世界。采用無人機技術進行數據采集,操作簡便,效率高,大大降低了操作風險和成本。無人駕駛飛機的圖像可以進行幾何重構,得到數字表面模型[1]。這些信息可以被廣泛地應用在考古、植被監測、交通監測、災害管理等方面。此外,傾斜攝影測量技術還具有扇形周長大、角度多、清晰度高等特點,因此利用傾斜攝影測量技術進行三維繪圖是測繪領域中的一個研究方向。本文設計了一個基于傾斜攝影測量技術的農房不動產測繪方法,實驗對比結果表明,此次研究的基于傾斜攝影測量技術的農房不動產測繪方法有效解決了目前存在的問題,實際應用意義強。

1 三維建模

利用傾斜攝影測量技術,對農房不動產進行三維建模。在斜度較大的圖像上,傳統的單元素匹配方法提出的同名點無法滿足建模需要,很難進行多視覺圖像的密集匹配。

高傾角攝影測量是低空航空攝影測量中的一項新技術,它能全面捕捉地面的真實情況,獲得多角度的影像資料。所獲圖像數據可用于三維建模,以直接表達豐富的特征信息。無人駕駛飛機傾斜攝影三維建模主要涉及三個方面的內容:①圖像預處理;②基于立體測圖技術求得匹配加密點的平面坐標和高度;③密集匹配。無人機傾斜攝影測量的三維建模流程如圖1所示。

圖1 三維建模流程圖

2 數據獲取及測繪實現

主要采用無人機進行數據采集,在進行采集時要保證采集數據光線的均勻,并且需要保證影像滿足建模的質量需求,并將質量較差的影像剔除,對影像數據預處理。依據預處理后的數據構建單位模型,利用三維模型進行房產信息的采集。

因為兩幅圖像的角度不同,所以同一物體在不同圖像上的測量結果也不一樣,所以采用空中三角測量法處理傾斜圖像是不可行的[2]。基于圖像間的幾何變形和遮擋,引入多束區域網的平差方式,通過聯合求解來保證平差結果的精度。

在大型地形圖制作過程中,有很大一部分是屋檐校正,屋檐校正的精度直接關系到攝影圖的平面精度。建筑物空間結構示意圖如圖2所示。

圖2 建筑物空間結構示意

假定建筑物對側屋檐的修正值ΔT檐相同,則有:

(1)

公式(1)中,ΔT檐1、ΔT檐2常用的方法是現場繪圖人員采用滴水線法、垂線法或全站法等方法,將繪圖任務交給內部編輯完成,煩瑣,效率低,費時費力[3]。

應用斜片三維建模技術和垂直散射正交法原理,在不需要計算檐口校正值的情況下,直接對建筑物邊緣進行檐口校正。由判斷可知,如果這三個面是成對垂直的,則它們的交點也是成對垂直的。

(2)

因為定線圖最終是以二維向量的形式顯示頂部視覺效果的,所以交點被用來顯示定線圖末端的視覺效果。將O1所在高度作為基準,分別向面P1、P2引出水平線,結合上述公式可知:

(3)

依據上述過程完成屋檐的校正,以此完成基于傾斜攝影測量技術的農房不動產測繪。

3 實驗對比

為驗證此次研究的基于傾斜攝影測量技術的農房不動產測繪方法的有效性,進行實驗分析，并將傳統方法與此次研究的方法作對比,評判兩種方法的有效性。

在此次實驗中,選擇了位于某鎮東部的小杜莊村為研究區域。地理坐標為E114°18 mm,平均高度為+35 m,面積為1.88 km2,中間居住區的面積為0.525 km2。村子里的房子簡樸而整潔,是該實驗鄉村住宅的典型代表。

此次研究的方法預先采用四旋翼無人機搭載五面鏡相機進行傾斜飛行,經過2次飛行,獲取了7 150幅該區域的傾斜圖像,分辨率為1.5 cm。機體的飛行參數見表1。

表1 飛行參數

利用三維建模軟件,生成真實場景的三維模型,最后用三維模型進行三維繪制,并直接將農舍固定流水線圖與集料上的去檐圖連接起來。

3.1 測繪誤差對比

基于上述實驗準備,進行實驗分析,此次研究的方法與傳統方法的測繪誤差對比結果見表2。

表2 測繪誤差對比

通過對比表2中的數據能夠發現,此次研究的基于傾斜攝影測量技術的農房不動產測繪方法的測繪誤差明顯小于傳統方法的測繪誤差,較傳統方法測繪效果好。

3.2 測繪時間對比

對比此次研究的測繪方法與傳統測繪方法的測繪所用時間,結果見表3。

表3 測繪時間對比

依據表3能夠發現,此次研究的方法在農房不動產測繪上,花費的測繪時間較少,明顯少于傳統的測繪方法。

綜上所述,此次研究的基于傾斜攝影測量技術的農房不動產測繪方法較傳統測繪方法測繪效果好。原因是,此次研究的測繪方法采用了傾斜攝影測量技術進行了分析,并對測繪對象進行了校正,從而獲得了較好的測繪效果。

4 結束語

本文設計了一個基于傾斜攝影測量技術的農房不動產測繪方法,通過傾斜攝影測量技術建立三維模型,可實現多角度、全方位的三維測量,而傳統的房地產測繪不具備此功能。此次研究的方法利用三維模型的直觀性,可在室內計算機上完成現場測量工作,提高了工作效率,縮短了工期,較傳統方法應用效果好。該三維模型能夠較好地反映出房屋的各個樓層的信息,更加直觀,而且還能反映出隱蔽區域。對居住稠密、遮擋嚴重的單體建筑進行傾斜攝影測量時,模型繪制問題比較突出,可采用全站儀測量解決,這是在后續研究中需要解決的問題,希望此次研究的測繪方法能夠為相關領域提供一定的幫助。