不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪中傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用探索

賈玉林

（蒼穹數(shù)碼技術(shù)股份有限公司）

1 引言

傳統(tǒng)的不動(dòng)產(chǎn)調(diào)查測(cè)繪中，界址點(diǎn)測(cè)量方法有解析法和圖解法。解析法測(cè)量精度高，但施測(cè)速度慢，需要不斷搬站測(cè)量。圖解法圖解速度較快，但精度低。地籍圖測(cè)繪方式除實(shí)測(cè)法外，還有數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量法，但數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量法對(duì)人員的職業(yè)素質(zhì)要求高，需要能適應(yīng)立體觀測(cè)環(huán)境且保證測(cè)標(biāo)能準(zhǔn)確切準(zhǔn)模型，其測(cè)量精度介于實(shí)測(cè)法和圖解法 之間。

近年來，隨著傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和三維測(cè)圖系統(tǒng)的興起，利用傾斜攝影技術(shù)開展不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)繪已能形成生產(chǎn)力，且較傳統(tǒng)測(cè)繪，其人員入門快，成圖過程短，產(chǎn)品種類多，精度滿足要求，為不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪提供了一種全新的技術(shù)手段。本文闡述了利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)開展不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪，并對(duì)成圖精度進(jìn)行檢查分析。

2 技術(shù)路線

采用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)開展不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪，需要在航攝前，完成攝影分區(qū)的劃定和航線規(guī)劃任務(wù)，同時(shí)對(duì)每個(gè)攝影分區(qū)按照事前像控的方式進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)測(cè)量。隨即對(duì)攝影分區(qū)進(jìn)行航拍，形成覆蓋范圍完整無漏洞的多視角影像數(shù)據(jù)。隨后即可利用三維建模軟件按照工程創(chuàng)建、空三加密、密集匹配、3D TIN 構(gòu)建、紋理映射及模型導(dǎo)出等步驟開展三維模型生產(chǎn)[1]。然后將模型導(dǎo)入至三維測(cè)圖系統(tǒng)，進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)的采集。最后對(duì)產(chǎn)品精度進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。

3 像控點(diǎn)的布設(shè)測(cè)量

傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量中，像控點(diǎn)的布設(shè)和測(cè)量基本為事后像控，即先進(jìn)行測(cè)繪航空攝影，后進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)和測(cè)量，除非測(cè)區(qū)環(huán)境復(fù)雜，事后可作為像控點(diǎn)的地面特征點(diǎn)極少時(shí)，需要提前布設(shè)地面標(biāo)志，而利用傾斜攝影測(cè)量開展不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪時(shí)情況相反，基本為事前像控。

目前，大部分區(qū)域開展不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪時(shí)，成圖比例尺基本在1:500，依據(jù)該成圖比例尺在開展航攝時(shí)，平均基準(zhǔn)面的地面分辨率基本維持在0.02m，可以說地面分辨率很高，地面的各種地物均能很清晰的反映在航攝影像中（有遮擋除外）。所以，利用傾斜攝影進(jìn)行不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪生產(chǎn)時(shí)，在航向和旁向以100 至150為間距，均勻布設(shè)像控點(diǎn)，且像控點(diǎn)均采用底邊50cm 的紅白對(duì)頂?shù)妊切涡问絿娡坑诘孛?。完成航空攝影后，該形式的像控點(diǎn)可以清晰的成像于航攝像片中。

目前，像控點(diǎn)的測(cè)量基本采用基于CORS 系統(tǒng)覆蓋下的網(wǎng)絡(luò)RTK 方式開展。測(cè)定像控點(diǎn)的CGCS2000 平面坐標(biāo)和大地高，對(duì)于CORS 信號(hào)無法覆蓋的區(qū)域可使用單基站RTK 測(cè)量模式進(jìn)行補(bǔ)充。如需1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)下的正常高成果，可以采用付費(fèi)解算加高程擬合的形式求解成果高程值。像控點(diǎn)的精度需要達(dá)到圖根點(diǎn)的精度。

像控點(diǎn)編號(hào)和刺點(diǎn)要遵循一定規(guī)則和要求，防止后期點(diǎn)位刺錯(cuò)導(dǎo)致空三成果精度的超限。

4 測(cè)繪航空攝影

本次航空攝影采用的無人機(jī)飛行平臺(tái)為六旋翼電動(dòng)無人機(jī)，搭載五鏡頭傾斜相機(jī)進(jìn)行航攝，其下視鏡頭主距為28mm，側(cè)視鏡頭主距為40mm，像元大小為3.98μm。多旋翼無人機(jī)作業(yè)方式靈活，對(duì)起降場(chǎng)地的環(huán)境，人員操作的要求相對(duì)固定翼較低，但其作業(yè)效率 較慢。

因不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪的成圖比例尺基本在1:500，為了能滿足界址點(diǎn)精度要求，測(cè)繪航空攝影的地面分辨率設(shè)計(jì)為0.02m，相對(duì)航高為140m。按照建成區(qū)域的形狀特點(diǎn)，進(jìn)行攝影分區(qū)的劃分，航向重疊度和旁向重疊度均為80%，以此設(shè)計(jì)飛行航線，且需要特別注意安全飛行高度。

在外業(yè)進(jìn)行航拍時(shí)，需要時(shí)刻注意無人機(jī)的續(xù)航能力，保證設(shè)備安全。

5 三維模型生產(chǎn)

航空攝影完成后，利用航拍數(shù)據(jù)基于Smart 3D 軟件進(jìn)行三維模型的構(gòu)建。操作流程主要包括建立工程、空三加密、重建模型。Smart 3D 的自動(dòng)化程度高，利用其進(jìn)行空三加密和模型生產(chǎn)時(shí)人為干預(yù)少，只需前期建立好工程后，即可在集群系統(tǒng)的幫助下生成模型。但高質(zhì)量的模型產(chǎn)品需要質(zhì)量過硬的航攝數(shù)據(jù)，否則后期會(huì)加大修模工作量或外業(yè)補(bǔ)測(cè)工作量，因?yàn)槔萌S測(cè)圖系統(tǒng)進(jìn)行矢量采集，主要依賴于在三維模型上采集數(shù)據(jù)，所以模型的質(zhì)量關(guān)乎矢量精度。

根據(jù)長(zhǎng)期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，三維模型的質(zhì)量很大程度上依賴于前期航攝的地面分辨率、航向重疊、旁向重疊和像控布設(shè)測(cè)量的質(zhì)量。地面分辨率低，重疊度低，像控分布不均勻和測(cè)量精度低，會(huì)導(dǎo)致生成的模型出現(xiàn)不同程度的拉花、變形，細(xì)節(jié)表現(xiàn)差，同名點(diǎn)錯(cuò)位等問題。而高分辨率，大重疊度，像控點(diǎn)分布合理，測(cè)量精度滿足要求的情況下，生產(chǎn)的模型質(zhì)量會(huì)有很大提高，模型精度高，能有效減少修模或外業(yè)補(bǔ)測(cè)的工 作量。

Smart 3D對(duì)計(jì)算機(jī)硬件配置要求高，且需要配置集群系統(tǒng)，否則空三后的模型生產(chǎn)階段會(huì)很長(zhǎng)，配置低會(huì)增加系統(tǒng)無響應(yīng)等各種問題出現(xiàn)的概率。

按照技術(shù)設(shè)計(jì)和三維測(cè)圖系統(tǒng)的要求，本次三維模型生產(chǎn)輸出的成果除OSGB 模型外，還需要完整保留xml 空三文件。

6 矢量采集

目前市場(chǎng)上有兩款較為流行的三維測(cè)圖系統(tǒng)，分別為清華山維的EPS 和天際航的DP-Modeler。本次矢量采集采用了DP-Modeler 三維測(cè)圖系統(tǒng)。該軟件實(shí)現(xiàn)三維測(cè)圖主要有四步，有數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，方案配置，矢量數(shù)據(jù)采集和成果導(dǎo)出。其中準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)主要有航拍照片和Smart3D 生成的xml 空三文件、OSGB模型數(shù)據(jù)。使用方案配置工具將空三文件及影像、OSGB 模型路徑配置好后，生成影像緩沖，即完成了三維模型導(dǎo)入工作。

使用DP-Modeler 的采編功能，按照相應(yīng)的地物編碼和采集方式，即可進(jìn)行矢量采集。該軟件提供兩種建（構(gòu)）筑物采集方式，如果三維模型精度高，可以直接在三維模型上進(jìn)行采集，同時(shí)也提供了一種在三維模型精度無法滿足需求時(shí)，結(jié)合影像進(jìn)行采集的方式。

采集完成后，可利用交換文件CAS，完成成果的輸出和格式轉(zhuǎn)換。

7 精度檢測(cè)

矢量成果輸出后，需要按照不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的技術(shù)規(guī)程對(duì)成果的精度進(jìn)行檢測(cè)，檢驗(yàn)其是否滿足權(quán)籍成果精度。按照統(tǒng)一要求，本次開展的農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)登記發(fā)證項(xiàng)目的區(qū)域內(nèi)，其界址點(diǎn)中誤差不能超過±7.5cm，允許誤差為±15cm。按照測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收的相關(guān)要求，超過±15cm 的按粗差計(jì)算，粗差在5%以內(nèi)，剔除粗差后計(jì)算成果中誤差，如果粗差超過5%，該成果不合格。對(duì)每個(gè)村都隨機(jī)抽取40 至45 個(gè)點(diǎn)和邊，利用測(cè)量?jī)x器實(shí)地進(jìn)行精度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)成果均存在粗差，但沒有超過5%。分析造成粗差的原因，主要是部分建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)的多樣性導(dǎo)致內(nèi)業(yè)界址點(diǎn)位置解析錯(cuò)誤，致使正確的界址點(diǎn)和解析錯(cuò)誤的界址點(diǎn)較差超限(見圖1、圖2)。

圖1 部分界址點(diǎn)間距較差（中誤差±2.1cm）

圖2 部分界址點(diǎn)點(diǎn)位較差（中誤差±4.2cm）

8 結(jié)語

本文針對(duì)不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪項(xiàng)目，闡述了利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和三維測(cè)圖系統(tǒng)，完成測(cè)區(qū)范圍內(nèi)1:500 權(quán)籍測(cè)繪的成圖任務(wù)，并通過實(shí)測(cè)的方式檢測(cè)了利用模型數(shù)據(jù)采集的矢量成果精度。通過在項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用加質(zhì)量檢查的方式，表明該方法在保證精度的前提下，確實(shí)可以有效的縮短作業(yè)周期，但其前提條件為航拍的分辨率、航拍的重疊度、像控點(diǎn)的布設(shè)和測(cè)量精度必須滿足相應(yīng)比例尺成果的要求。