無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在房地一體調(diào)查中的應(yīng)用

李瓔昊 楊冬 陳慧婕

（1.沈陽城市建設(shè)學(xué)院，遼寧沈陽 110167，2.遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧沈陽 110032）

新形勢(shì)下，無人機(jī)攝影測(cè)量將助力“房地一體”工作的順利開展。農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪工作相對(duì)于城市較復(fù)雜，傳統(tǒng)測(cè)量手段開展工作較困難，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量成果誤差偏大。故在確保質(zhì)量的前提下，提高農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)登記工作任務(wù)的效率和準(zhǔn)確率，成為業(yè)內(nèi)亟需探索的一項(xiàng)難題。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)能提升測(cè)量不動(dòng)產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各角度的精準(zhǔn)度，滿足多元化需求，在房地一體中予以推廣并改善工作現(xiàn)狀。

一、無人機(jī)攝影測(cè)量

無人機(jī)攝影測(cè)量通常分為正射影像數(shù)據(jù)為主的傳統(tǒng)型和三維建模數(shù)據(jù)為主的傾斜型，兩種類型各有特點(diǎn)，適用領(lǐng)域也有區(qū)分，本文主要研究無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量?jī)?nèi)容，并結(jié)合某房地一體項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)技術(shù)分析。

1.無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量原理

作為一種航空獲取地物信息數(shù)據(jù)的新型作業(yè)方式，傾斜攝影測(cè)量與傳統(tǒng)測(cè)量方式相比，優(yōu)勢(shì)在于多方位采集數(shù)據(jù)，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量（圖1）方位包含正攝、前視、后視、左視、右視，同時(shí)在航拍獲取POS數(shù)據(jù)及影像數(shù)據(jù)，包含飛行器飛行瞬間的空中姿態(tài)、航向重疊度、旁向重疊度、位置等信息，利用專業(yè)軟件對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入處理，通過空三解算生成DOM、三維模型可量測(cè)模型等成果，并將影像信息納入統(tǒng)一坐標(biāo)系中，為生產(chǎn)DLG產(chǎn)品做好資料準(zhǔn)備。

圖1 傾斜攝影測(cè)量

2.傾斜攝影測(cè)量的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

傾斜攝影測(cè)量的技術(shù)優(yōu)勢(shì)包括：多角度能夠獲取不同方位的數(shù)據(jù)；低成本實(shí)現(xiàn)三維模型重建；獲取數(shù)據(jù)時(shí)間短、精度高；提高工作效率。

二、基本工作思路

相比于傳統(tǒng)測(cè)量手段，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量農(nóng)村房地一體測(cè)量工作中的一般思路，一般遵循“內(nèi)-外-內(nèi)”的工作模式，應(yīng)先搜集工作區(qū)域內(nèi)的地形圖，為像控點(diǎn)布設(shè)進(jìn)行資料準(zhǔn)備，實(shí)地踏勘測(cè)量，一般控制點(diǎn)密度控制在間隔50~100米，然后進(jìn)行航線布設(shè)，無人機(jī)數(shù)據(jù)獲取，生產(chǎn)DLG產(chǎn)品，質(zhì)量檢查等。

1.像控點(diǎn)布設(shè)及坐標(biāo)系統(tǒng)

在無人機(jī)攝影測(cè)量過程中，像控點(diǎn)通常有兩種情況，一種是地質(zhì)條件堅(jiān)硬且不易破壞的區(qū)域，利用油漆進(jìn)行標(biāo)記，另一種在地質(zhì)較軟的區(qū)域，需布設(shè)臨時(shí)性灰標(biāo)。像控點(diǎn)布設(shè)應(yīng)綜合考量多種因素，保證精度的前提下，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、時(shí)間、控制點(diǎn)保存難易程度等方面進(jìn)行選點(diǎn)，坐標(biāo)系選擇方面嚴(yán)格按照國(guó)家現(xiàn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范，保障成果合理應(yīng)用。

2.航線規(guī)劃方案設(shè)計(jì)

布設(shè)航線前，應(yīng)確保相關(guān)人員對(duì)待測(cè)區(qū)域的基本情況有所了解，特別是在航測(cè)過程中，設(shè)置好無人機(jī)的地面分辨率、飛行高度、影像重疊率、航行高度、云臺(tái)傾斜角等相關(guān)參數(shù)（圖2）。由于這些參數(shù)可以影響到數(shù)據(jù)精度，在設(shè)計(jì)過程中，需滿足實(shí)際情況，進(jìn)行航線規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)。

圖2 航線規(guī)劃

3.實(shí)景三維建模

三維建模由多個(gè)環(huán)節(jié)組成，像控點(diǎn)導(dǎo)入，空中三角測(cè)量（地面控制點(diǎn)、POS數(shù)據(jù)、傾斜攝影），空三處理，空三精度檢查、導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

4.內(nèi)業(yè)成圖

該項(xiàng)目?jī)?nèi)業(yè)DLG數(shù)據(jù)生產(chǎn)采用iData數(shù)據(jù)工廠（圖3）， iData模塊列表分九大類，分別為基礎(chǔ)采編模塊、地模處理模塊、航測(cè)采編模塊、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理與質(zhì)檢模塊、動(dòng)態(tài)更新與生產(chǎn)任務(wù)管理、數(shù)據(jù)分發(fā)與成果導(dǎo)出、元數(shù)據(jù)、管線、航測(cè)像控點(diǎn)測(cè)量。

圖3 iData軟件

（1）iData數(shù) 據(jù) 工 廠 與iData 3D同時(shí)安裝時(shí)，才能使用軟件進(jìn)行由三維到平面的繪圖。

（2）文件→打開（圖4），找到目標(biāo)文件，因?yàn)槟Ｐ蜕系牟杉枰蕾嚩S數(shù)據(jù)，因此要打開二維矢量后再打開模型文件。首先插入mdb格式的二維平面圖形，OSGB格式→xml文件格式，插入三維圖像。3D設(shè)置中同步矢量數(shù)據(jù)，可以與二維平面圖的繪圖進(jìn)程保持一致。

圖4 模型文件

（3）根據(jù)野外無人機(jī)攝影測(cè)量作業(yè)處理后的三維圖像，移動(dòng)鼠標(biāo)或滾輪找到合適角度進(jìn)行繪圖，選擇相應(yīng)地形圖圖示符號(hào)。在繪制房屋時(shí)，選擇相應(yīng)的圖示符號(hào)后，選擇直角繪面，提高繪圖精度，節(jié)省繪圖時(shí)間。

（4）成圖完成后，用PL輔助線將二維平面圖圈出，最后進(jìn)行成果保存。

5.繪圖注意事項(xiàng)

（1）應(yīng)采集宗地周邊地物15米內(nèi)地類并上圖；

（2）不同植被相鄰應(yīng)用地類界符號(hào)隔開；

（3）主要交通道路需采集到圖上；

（4）繪圖過程中，保證數(shù)據(jù)不能因意外斷電等情況丟失。

三、房地一體調(diào)查成果

1.iData數(shù)據(jù)采集

在三維模型上直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，是目前主流的內(nèi)業(yè)成圖方式。對(duì)于房屋常采用五點(diǎn)房或者直角畫房的方式進(jìn)行繪圖，繪制完還可以輸入房屋屬性，比如樓層、結(jié)構(gòu)等屬性信息（圖5，圖6）。

圖5 局部示意圖

圖6 成果圖

2.精度分析

將GNSS-RTK 手段對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)的主要房角點(diǎn)、墻角點(diǎn)以及道路拐點(diǎn)等特征點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，將獲取的坐標(biāo)成果結(jié)合DLG 成果圖，對(duì)比iData采集出來的 DLG 數(shù)據(jù)。根據(jù)《地籍調(diào)查規(guī)程》規(guī)范中要求，圖根點(diǎn)、界址點(diǎn)以及相鄰地物點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差均應(yīng)符合要求。本項(xiàng)目隨機(jī)選取 10 個(gè)檢查點(diǎn)，點(diǎn)位中誤差為0.025米。符合相關(guān)規(guī)范精度要求。

四、結(jié)論

結(jié)合農(nóng)村房地一體項(xiàng)目，將無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)引入農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪項(xiàng)目中，能夠有效地提高作業(yè)效率，大大減少了外業(yè)工作量，而且還能提高測(cè)量的精度和科學(xué)性，成為當(dāng)今房地一體測(cè)繪工作的重要技術(shù)手段和選擇。