基于傾斜攝影測量的佛山某鎮(zhèn)房產(chǎn)測繪研究

萬銀錢

摘 ? 要：本文概述了傾斜攝影數(shù)據(jù)的獲取，像控點(diǎn)的布設(shè)及測量的具體要求，內(nèi)業(yè)通過空中三角測量，對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，自動(dòng)快速地建立三維模型，再利用繪圖軟件，對(duì)實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行采集編輯，從而獲取房產(chǎn)調(diào)查的線劃圖。最后，通過對(duì)外業(yè)檢測點(diǎn)數(shù)據(jù)與內(nèi)業(yè)采集的房產(chǎn)線劃圖數(shù)據(jù)進(jìn)行精度對(duì)比，說明了傾斜攝影測量技術(shù)完全可以應(yīng)用在城鎮(zhèn)房產(chǎn)調(diào)查領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測量 ?房產(chǎn)測繪 ?像控測量 ?三維模型

中圖分類號(hào)：P231 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（a）-0035-02

城鎮(zhèn)房產(chǎn)調(diào)查工作，由于時(shí)間緊任務(wù)重，利用傳統(tǒng)外業(yè)測繪方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，考慮到航空攝影測量的優(yōu)勢，本文利用航空攝影測量來進(jìn)行該項(xiàng)工作的方法。傳統(tǒng)的航空攝影測量方法是從垂直角度獲取影像數(shù)據(jù)的，無法滿足房產(chǎn)調(diào)查的精度要求;而傾斜攝影測量是近年發(fā)展起來的一種全新技術(shù)，可以快速生成三維模型，既直觀又靈活，并能準(zhǔn)確獲取房屋的權(quán)屬界線。

1 ?傾斜攝影

1.1 航攝儀

本文使用DM-402H 旋翼無人機(jī)， 搭載五鏡頭DM5-3600 航攝儀， 進(jìn)行同步多視角傾斜攝影來獲取影像數(shù)據(jù)。

1.2 航線設(shè)計(jì)

佛山市某鎮(zhèn)房產(chǎn)調(diào)查面積6.65km2，17000多宗地，根據(jù)其形狀和范圍進(jìn)行傾斜攝影的航線規(guī)劃，航線通常要求按東西向敷設(shè)，考慮到本項(xiàng)目的區(qū)域位置獨(dú)特，本次按照了南北方向敷設(shè)航線，共布設(shè)了113條航線，飛行31個(gè)架次，航片總數(shù)109810張。

1.3 參數(shù)設(shè)計(jì)

1.3.1 航攝高度的確定

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的特點(diǎn)，通過對(duì)該鎮(zhèn)建筑物高度及相關(guān)障礙物的情況進(jìn)行現(xiàn)場分析，最終確定傾斜攝影測量的飛行相對(duì)高度為100m。由于地面分辨率和飛行高度存在以下幾何關(guān)系：

根據(jù)式（1）可以得出，同步獲取五個(gè)方向的影像地面分辨率分別是：垂直方向影像為1.4cm，前視、后視、左視、右視4個(gè)方向影像為1.0cm。

1.3.2 航攝重疊度的設(shè)置

根據(jù)任務(wù)的精度要求，設(shè)置航向重疊度為70%～80%，旁向重疊度為60%～70%。

1.3.3 區(qū)域覆蓋設(shè)計(jì)

航攝區(qū)域要覆蓋整個(gè)項(xiàng)目區(qū)域，考慮到區(qū)域邊緣地物的建模效果及精度，航攝時(shí)需要超出項(xiàng)目區(qū)域范圍線外3-4 條航線。

2 ?像控點(diǎn)及空中三角測量

2.1 像控點(diǎn)測量

2.1.1 像控點(diǎn)布設(shè)

像控點(diǎn)布設(shè)采用航攝前主動(dòng)布設(shè)方式，考慮測區(qū)形狀、攝影航線，按照150m左右網(wǎng)格間距進(jìn)行布控，點(diǎn)位選擇不同于傳統(tǒng)布點(diǎn)方式，本次點(diǎn)位宜選道路中間、視線開闊的空地上等，主要考慮地物的遮擋，盡量保證各個(gè)鏡頭的影像可見，共布設(shè)了247個(gè)點(diǎn)，像控點(diǎn)布設(shè)位置， 如圖1所示。

像控點(diǎn)的布設(shè)，具體點(diǎn)位視現(xiàn)場而定，一般利用制作好的模具進(jìn)行現(xiàn)場布設(shè)標(biāo)志，標(biāo)志為“白色十字”，中心點(diǎn)位是圓黑點(diǎn)直徑為5 cm。

布設(shè)完像控點(diǎn)標(biāo)志后應(yīng)在現(xiàn)場拍攝2-3 張不同角度的照片，照片中要有明顯的參照物，這樣內(nèi)業(yè)做空三加密比較方便快捷，節(jié)約找點(diǎn)時(shí)間。

2.1.2 像控點(diǎn)測量

像控點(diǎn)測量利用河北省衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)（HBCORS）進(jìn)行施測，按照GNSS RTK圖根級(jí)精度要求采用網(wǎng)絡(luò)RTK測量方式，點(diǎn)位中誤差不大于5cm，觀測兩測回。

進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK 測量時(shí)，盡量保持衛(wèi)星截至高度角15°以上，衛(wèi)星個(gè)數(shù)不少于6，PDOP值小于4，觀測前要設(shè)置平面收斂閾值不超過2cm，高程收斂閾值不大于3cm。圖根控制點(diǎn)觀測兩測回，測回間要對(duì)儀器進(jìn)行初始化，測回間的時(shí)間間隔要超過60s，每測回觀測值要在得到RTK 固定解且收斂穩(wěn)定后開始記錄，測回間的平面坐標(biāo)分量較差不大于2cm，垂直坐標(biāo)分量較差不大于3cm。兩測回結(jié)果取平均值作為像控點(diǎn)測量最終成果。

2.2 空中三角測量

進(jìn)行空中三角測量應(yīng)分區(qū)計(jì)算，根據(jù)電腦配置、相片數(shù)量及控制點(diǎn)位置等因素進(jìn)行分區(qū)，利用ContextCapture 軟件進(jìn)行原始影像、相機(jī)參數(shù)、POS文件導(dǎo)入，軟件自動(dòng)進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)提取、像對(duì)選擇、初始化外方位元素、自動(dòng)連接點(diǎn)匹配、控制點(diǎn)參與光束法平差、色彩均衡等步驟來完成空中三角測量。通過空中三角測量計(jì)算，得到平均地面分辨率（Average ground resolution）為1.24cm，平差后像控點(diǎn)的誤差均值均為0.53個(gè)像素（pixels），都在1個(gè)像素內(nèi)，空三加密成果均符合項(xiàng)目精度要求。

3 ?三維模型建立

三維模型的建立是利用河北省地質(zhì)測繪院三維計(jì)算中心多臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行集群并算，自動(dòng)化程度較高，可以24h不間斷運(yùn)行。利用ContextCapture軟件，在空三加密成果的基礎(chǔ)上，提交三維重建，然后通過軟件自動(dòng)密集影像匹配、三維TIN格網(wǎng)構(gòu)建、白體三維模型的創(chuàng)建、自動(dòng)紋理映射、紋理地圖集打包、細(xì)節(jié)層次生成等過程，生成實(shí)景三維模型成果，格式為OSGB。

4 ?數(shù)據(jù)采集

內(nèi)業(yè)采用EPS 3D Survey 三維測圖系統(tǒng)軟件，將項(xiàng)目區(qū)內(nèi)實(shí)景三維模型（OSGB）導(dǎo)入測圖系統(tǒng)，作業(yè)員根據(jù)實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行房屋等要素的采集， 采集時(shí)采用正射影像與三維模型窗口聯(lián)動(dòng)模式，圖2左圖為正射影像窗口，圖2右圖為實(shí)景三維模型窗口。

圖3是通過人工內(nèi)業(yè)采集后，形成的房產(chǎn)數(shù)據(jù)圖，圖中的房屋結(jié)構(gòu)、層數(shù)都表示得比較清楚，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)航測不能實(shí)現(xiàn)的缺陷，這樣的數(shù)據(jù)成果可以大大提高農(nóng)村集體土地使用權(quán)城鎮(zhèn)部分房產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目的生產(chǎn)效率。

5 ?精度分析

外業(yè)采用GPS-RTK和全站儀，主要對(duì)房角點(diǎn)、圍墻拐點(diǎn)等特征點(diǎn)進(jìn)行了全野外平面坐標(biāo)采集， 共采集外業(yè)檢測點(diǎn)1029個(gè)，與內(nèi)業(yè)采集數(shù)據(jù)坐標(biāo)進(jìn)行了精度對(duì)比統(tǒng)計(jì)，精度統(tǒng)計(jì)情況如表1所示。

根據(jù)同精度檢測時(shí)，中誤差計(jì)算公式為：

式中：n為檢測點(diǎn)總數(shù);為較差。

根據(jù)表1檢測點(diǎn)的情況，n=1029個(gè)，Σ總=23608.6cm，計(jì)算結(jié)果最終檢測點(diǎn)中誤差為3.4cm，滿足城鎮(zhèn)房產(chǎn)調(diào)查精度5.0cm的要求。

6 ?結(jié)語

目前，低空傾斜攝影測量技術(shù)在不動(dòng)產(chǎn)房屋調(diào)查項(xiàng)目中處于起步階段，如此高分辨率影像數(shù)據(jù)的獲取是其他方法難以獲取的，傾斜攝影測量技術(shù)在相關(guān)工程項(xiàng)目中有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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