傾斜攝影測量技術在不動產測繪中的應用研究

梁定毅

（梧州市國土資源勘測規劃院，廣西梧州 543002）

0 引言

進行不動產測繪，要對全部不動產信息進行細致的了解，詳細掌握位置、現狀、規模、使用情況等。房產的前期調查通常是人工進行的，依靠人們完成現場拍攝，但是這種方式效率不高，所得到的信息也僅是依靠二維角度展開分析，而且因為地形比較復雜，特別容易引發不動產信息丟失。最近幾年，開始使用無人機傾斜攝影技術，用來完成對三維空間信息和數據的測量，獲得了一定的效果，而且也使作業風險性變低，還可以把測繪中得到的數據用云點圖像加以展示。國內外都在無人機傾斜攝影技術方面加大研究，開始在不動產的測量上加大對無人機傾斜技術的使用，而且國外在軍事、農業等方面也開始應用無人機傾斜技術，我國一般將無人機傾斜技術用來進行工程、竣工及對礦山等的測繪，也取得了一定的成績[1]。在開始研究時，使用無人機傾斜攝影技術能夠和MAX 技術構建在一起，可以搭建三維城市模型，也加快了獲取三維空間數據的速度。

1 無人機傾斜攝影測量技術概述

一種無人機傾斜攝影技術，即在無人機上方設置傾斜攝影，還設置不同的數據傳感器以及不同傾斜角度的相機，使不同角度的相機可以因角度變化而重新組合不同的數據，從而能夠實現對數據的快速、精準地獲取。無人機設備能夠利用POS 系統，對數據進行關聯和整合，這樣就能在三維空間中做到對無人機狀態進行實時的監測，還可以對攝影等裝置進行及時調節，這樣能確保數據不會失真，從而確保進行不動產測繪工作所得到的數據都是非常精準的。無人機傾斜攝影技術還能用來對不同的影像以及在平差攝影在垂直及傾斜等方向上實現對數據的采集，這樣就能避免數據出現形變。利用POS 系統，能夠為無人機搭建數據提供基礎平臺，而且也能夠多方向地完成對數據的采集，可以在自由網中自主發揮，針對控制點可以構建相應的數學方程式，這樣就能保證不動產測繪所得出的數據具有很高的精準度。在密度較高的位置開展測繪工作，無人機可以利用分割影像的技術，把傾斜圖案所得到的圖形開展分割和紋理聚類等活動，這樣就可以算出不動產數據的匹配性，還可以使不動產數據在采集當中表現出輻射性，確保無人機傾斜技術能夠在一種平衡的光感條件下使用[2]。無人機傾斜攝影的優點體現在可以為不動產測繪的開展提供較為精準的數據支撐，確保所得到的數據是真實有效的，而且還可以加快不動產測試得到數據的速度。一般不動產測繪獲得的都是體現不動產二維屬性的，通過測繪不能精準獲得不動產方面的精準數據。但是使用無人機傾斜技術，在遠距離對不動產的狀況開展實時采集時，也可以做到對數據的實時回傳，還可以構建起三維模型。無人機傾斜攝影技術能夠對數據實行仿真建模，避免測量得到的數據存在很大的誤差。對不動產進行測繪時使用無人機技術，在無人機中安裝采集數據的裝置，能省下很多人力，也可以降低在測繪方面的資金支出。在三維空間中使用無人機傾斜技術，能夠用技術替代人工，計算更精準，時間更短。一般情況下使用傾斜攝影技術，其包括的5 種傾斜角度能實現對數據的智能分析，還可以實現數據的迅速傳遞。傾斜攝影涉及的關鍵技術內容，前提同樣是要實現對數據的傳遞，提前計劃好航道，從不同的攝影角度對要測量的對象展開分析，確定好航高、攝影參數、航線規劃等不同維度的準備工作。攝影應當將空間和對象進行匹配，確保分辨率、攝影角度誤差被控制在合理范圍內，對圖像進行羽化，在圖像上創建坐標，從而得到附近圖像的信息，展開多元化和精準性的數據匹配工作。

2 傾斜攝影測量技術在不動產測繪中的應用優勢

（1）在不動產測繪工作中應用傾斜攝影測量技術，可以提高工作便利性。與傳統的RTK 技術（差分載波相位技術）相比，傾斜攝影測量方法的制圖效果更好。測繪人員在測繪不動產時，往往會遇到復雜的地形，傾斜攝影測量可以滿足不同情況下的測繪需求，降低外界因素對測繪工作的影響，其環境適應性較好。

（2）在不動產測繪工作中，測繪人員可以應用傾斜攝影測量技術來有效解決投影點設置問題。在提取地物紋理特征時，測繪人員可以應用傾斜攝影測量技術來獲得高分辨率的航空攝影圖像，無須重新設置投影點[3]。因此，這項技術的工作效率更高。

（3）測繪人員還可以應用傾斜攝影測量技術來快速地構建三維實景模型，實現數據采集、處理以及圖像繪制。

（4）測繪人員可以應用傾斜攝影測量技術來降低測繪難度。測繪人員通常會應用具有傾斜攝影測量系統的無人機進行不動產測繪，這種無人機操作非常簡單，工作效率較高。

3 地形測繪中無人機航空攝影測量技術的應用方法

3.1 準備工作

準備工作是保證傾斜攝影技術順利實施的重要基礎，主要涉及3 個方面。

（1）飛行器飛行的過程中很大程度上會受到天氣因素的影響，因此在實際開展航測工作之前需要先對天氣條件進行預測，避免大風、霧霾、降雨等天氣情況對測繪作業造成不利影響。因此，應選在良好的天氣條件下進行測繪作業，以保證設備的穩定性以及結果的準確性。

（2）由于傾斜攝影測量技術的實施需要依靠飛行器作為載體，因此應遵循我國空域管理相關規定，在天氣條件允許的情況下進行飛行空域申報工作，并在派出所進行備案，以確保測量工作的順利進行。

（3）在正式進行測繪作業之前，需要先安排專門人員負責試飛、試照工作，在多方面條件穩定的基礎上再開展測繪。

3.2 控制點布置

在以往的測繪工作中，控制點的設置難度很大。因此，測量員需要結合飛行要求，確保檢查點的準確性，并嚴格控制重疊程度。例如，在不動產測繪的邊緣位置，測繪人員需要保證重疊度符合相關要求，從而為平差處理提供保障。測繪人員在工作中可以應用傾斜攝影測量技術來高效地開展控制點布置工作。通常，控制點之間的距離要保持在300m 左右，以保證測繪結果的精度。測繪人員應該將控制點均勻設置在不動產的邊緣位置，并做好噴涂和標記工作。點位數據采集不能一次性完成，測繪人員通常需要采集3 組點位數據并取平均值。另外，各組數據的誤差不能過大，需要控制在1cm 以內。同時，測繪人員要及時剔除異常的點位數據，以保證數據的可靠性。此外，測繪人員還要拍攝控制點的遠景照片和近景照片，以滿足方位確定和轉刺要求[4]。

3.3 航空攝影

航空攝影是不動產測繪的基礎工作，也是決定圖像數據質量的關鍵環節。因此，工作人員必須監督飛行過程。在準備階段，工作人員要對無人機的性能進行檢查，以避免無人機在飛行中出現故障。工作人員還要核對無人機的飛行參數，確保其與設計方案中的數值相符，避免參數偏差過大而對測量數據造成不利影響。在航拍過程中，工作人員需要及時獲取無人機的飛行情況，保證無人機航線的正確性。此外，工作人員還要對數據進行實時分析，以及時調整無人機的飛行方向與高度。完成航拍后，工作人員還要選擇可靠的降落平臺，完成數據的下載和存儲。

3.4 三維模型的構建

傾斜攝影測量技術作為一項新技術，主要依靠低層航空完成各種角度的實時數據捕捉，并通過分析相關圖像數據，獲得地物地貌的真實情況。在這種情況下，這種技術的實施需要依靠三維模型的構建，從而將測量物體信息更加直觀地展示出來。而傾斜攝影三維建模所涉及的內容主要有3 個方面：①圖像預處理；②三維空間的創建，有效借助立體映射技術來對平面坐標與高程等內容進行計算；③密集匹配，也就是軟件會根據多幅圖片當中的共同特點展開匹配計算，并完成三維模型的構建。隨后，通過將二維模型與軟件有機結合就可以進一步得出實景模型、建筑面積等多樣化的數據信息。傾斜攝影測量需要飛行器搭載傳感器完成數據影像的采集，其整體過程主要可以分為4 個環節：①通過飛行器完成數據信息的采集，同時應保證天氣狀況與光照水平良好；②檢測圖像的質量水平，并選擇出可以滿足建模基本需求的圖像進行預處理；③完成三維立體模型的創建；④通過三維立體模型來反映出不動產的實際情況。值得注意的是，通過傾斜攝影測量技術拍攝不動產需要將飛行器高度控制在150m 左右，航向重疊范圍應控制在80%左右，而旁向重疊范圍則應控制在70%左右，從而可以更加準確、全面地完成圖像數據信息的獲取，為后續環節的開展奠定基礎[5]。

3.5 獲取測繪所需的影像信息

為了提高無人機測量數據的準確性，測繪人員在做好不動產的無人機測繪工作時，應提前確定調查任務，詳細掌握不同地區的氣候條件，多維展開數據分析，從而開發出最科學的無人機航道，再依托無人機的飛行實驗精準定位平臺的位置。無人機在具體飛行時，有可能會出現偏離航道的情況，無人機在飛行時，應當完成對數據的測量，同時還應當對被測量對象拍照留存影像，用圖像將現場的實際情況進行記錄。也是為了后續能夠借助于圖片驗證測量結果的精準性，建立三維影像，同時也可以方便開展后期的數據分析。還可以用其他輔助儀器幫助完成拍攝，還能針對空中三角測量技術不斷進行改進，幫助該技術實現推廣和使用。使用無人機進行拍攝時，能夠對無人機的飛行動作、轉彎等進行把控，或者也可以對拍攝的設置情況做出改變，如曝光、延時拍攝等，都是可以更改的設置。這樣才能保證獲得的圖像真實性更好，可以比較直觀地獲得真實的數據，這樣也可以推動測繪工作更好地開展。

3.6 空中三角測量中的應用

在測量當中空三重加密非常重要，也就是對圖像進行分析，精準確定某一些位置的元素。以往的測量用到了三角測量法，這種測量方式存在一定的缺點。因為無人機在空中飛行時會出現偏轉，而且在飛行中會受到風向等的影響，無人機做不到絕對的穩定，所以會影響到圖像最終的效果，不利于連接點對圖像信息進行提取，還有可能會導致無人機圖像的偏轉角度很大程度地超過預期，造成圖像和連接點無法做到預定的一一對應關系。這時應當依托人工展開調節，否則就不能及時將后面的圖形拼接起來，加大人工工作量，也會使項目工期受到影響。在具體進行計算時，可以借助各種圖像處理工具，其中拍攝下來的圖像、所得到的數據是處理的重點。想要簡化處理流程，可以挑選兩條線路當作框架，之后開展自由匹配。還可以針對連接點開展數據的提取以及測試，保證連接點是均勻排布在一起的。而且，也可以人為建立一些連接點，增強模型中不同路線彼此的連接強度。同時，在對連接點進行增添操作時，要遠離邊緣位置，挑選那些圖像中心的位置進行連接點添加，這樣邊緣才不會出現形變[6]。

3.7 數據處理工作

在進行數據采集工作之前，必須對相關設備進行調試，以確保其在運行過程中正常工作。在完成信息采集工作之后則需要通過Smart3D 軟件建模，并通過PIX4D mapper 等相關軟件對圖像數據信息進行二次加工處理。例如，在開展不動產測繪項目的過程中，通過傾斜攝影測量技術可以得出建筑物尺寸，并通過全站儀對其進行檢驗，以保證傾斜攝影測量技術得出的信息可以滿足不動產測繪工程的實際需求。結合其實際應用情況來看，傾斜攝影測量技術比傳統的測繪技術在精密度以及清晰度方面都有著明顯的提升，同時也為相關工程建設提供了更加精確的數據參考。傾斜攝影測量技術的應用還可以進一步對常規測量流程加以優化，進而起到減少測量誤差、提升測量精度以及提高作業效率的作用。

4 結語

綜上所述，在新時代下，傾斜攝影測量技術在不動產測繪工作中的應用是測繪行業發展的必然趨勢。在不動產測繪工作中，測繪人員可以應用該技術來彌補傳統測繪技術的不足，提高數據采集的便捷性和效率。在應用傾斜攝影測量技術時，測繪人員需要做好準備工作、控制點布置、航空攝影、空三加密、數據處理等工作，確保不動產測繪成果達到使用要求。同時，測繪部門還要通過優化參數、提高攝影質量、提高人員素養等途徑來建立完善的質量控制體系，充分發揮出傾斜攝影測量技術的作用。