應(yīng)用傾斜攝影測(cè)量的貴陽某村房地一體化調(diào)查研究

劉嬋娟

摘? 要：農(nóng)村房地一體調(diào)查是農(nóng)村宅基地使用權(quán)及其地上房屋所有權(quán)和集體建設(shè)用地使用權(quán)及其地上建筑物所有權(quán)的一體化調(diào)查。該文提出基于傾斜攝影測(cè)量的調(diào)查方案，先在調(diào)查區(qū)域內(nèi)布設(shè)像控點(diǎn)，然后利用 RTK 測(cè)量出這些像控點(diǎn)和具有代表性的檢查點(diǎn)坐標(biāo)，設(shè)計(jì)一種外業(yè)飛行方案，利用通過該方案獲取的影像數(shù)據(jù)制作 DOM 和三維模型并在三維模型上采集成果數(shù)據(jù)，通過成果數(shù)據(jù)與檢查點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精度分析精度是否滿足要求。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測(cè)量? 宅基地? 一體化調(diào)查? 精度

中圖分類號(hào)：P231 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）02（c）-0077-03

Investigation and Research on the Integration of Real Estate and Land in a Village of Guiyang Based on Oblique Photogrammetry

LIU Chanjuan

（Guizhou Qianmei Institute of Surveying and Mapping， Guiyang， Guizhou Province， 550000 China）

Abstract： The integrated investigation of rural housing and land is the integration of rural residential land survey and rural housing survey. This paper proposes an investigation scheme based on inclined photogrammetry. First， image control points are set in the survey area， and then RTK is used to measure the coordinates of these image control points and representative inspection points. A field flight scheme is designed. Dom and 3D model are made by using the image data obtained by the scheme and the result data are collected on the 3D model. Whether the accuracy meets the requirements is analyzed through the accuracy of the result data and the measured data of the checkpoint.

Key Words： Tilt photogrammetry; Homestead; Integrated survey; Precision

農(nóng)村房地一體權(quán)籍調(diào)查是一項(xiàng)保障農(nóng)民權(quán)益的惠民政策，是國家了解農(nóng)民住宅情況的重要手段，是科學(xué)編制新農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源[1]。對(duì)于農(nóng)民而言，進(jìn)行房地一體權(quán)籍調(diào)查是將個(gè)人的宅基地及集體建設(shè)用地房屋財(cái)產(chǎn)合法化、權(quán)益化的有效途徑[2]。這里的農(nóng)村房地一體權(quán)籍調(diào)查是農(nóng)村宅基地和農(nóng)村房屋的一體化調(diào)查，其中農(nóng)村宅基地調(diào)查是以每一宗地為調(diào)查單元，測(cè)定其界址點(diǎn)，繪制界址線，查清權(quán)屬以及用途搞清楚其四至關(guān)系等;農(nóng)村房屋調(diào)查是調(diào)查宅基地內(nèi)部房屋的坐落、面積、層數(shù)、權(quán)屬、建筑結(jié)構(gòu)以及利用狀況等基本情況，在這里可以看出農(nóng)村房屋調(diào)查是對(duì)農(nóng)村宅基地調(diào)查的進(jìn)一步細(xì)化調(diào)查，兩者都涉及到房屋界址點(diǎn)的測(cè)量[3]。不管是農(nóng)村宅基地調(diào)查還是農(nóng)村房屋調(diào)查，現(xiàn)在采用的測(cè)量技術(shù)仍然是借助全站儀和RTK的傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)或者傳統(tǒng)攝影測(cè)量的技術(shù)。近些年來，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)有了快速的發(fā)展，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)三維建模技術(shù)建模效率低、手工貼圖、三維模型精度無法滿足測(cè)量需求的局限，實(shí)現(xiàn)了可以通過高重疊度的影像快速建出較高精度的三維模型，而且由于紋理貼圖算法的改進(jìn)，可以將二維紋理圖片自動(dòng)貼到三維模型的位置上，三維模型能夠很好地反映拍攝區(qū)域內(nèi)的真實(shí)信息，可以加載三維模型并且在其上面矢量化的軟件平臺(tái)已經(jīng)存在。

1? 研究的基本思想和技術(shù)流程

農(nóng)村房地一體測(cè)量的內(nèi)容包括測(cè)量宅基地界址點(diǎn)、農(nóng)村房屋房角點(diǎn)和繪制地籍調(diào)查底圖[4]。該文所研究的基本思想是先在調(diào)查區(qū)域內(nèi)布設(shè)像控點(diǎn)，然后利用RTK測(cè)量出這些像控點(diǎn)和具有代表性的檢查點(diǎn)坐標(biāo)，設(shè)計(jì)一種外業(yè)飛行方案，利用通過該方案獲取的影像數(shù)據(jù)制作DOM和三維模型并在三維模型上采集成果數(shù)據(jù)，通過成果數(shù)據(jù)與檢查點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精度對(duì)比來驗(yàn)證方案的可行性。其技術(shù)路線如圖1所示。

2? 調(diào)查區(qū)域

該實(shí)驗(yàn)區(qū)域是凱壩村，位于貴陽市花溪區(qū)，該地區(qū)屬于平原地區(qū)，面積約為2.3 km2，村中建筑物較為集中，房屋以磚房為主。

3? 外業(yè)飛行方案

外業(yè)飛行方案設(shè)計(jì)包括飛行系統(tǒng)的選擇和航線規(guī)劃方案設(shè)計(jì)，飛行方案的設(shè)計(jì)直接影響影像的質(zhì)量和外業(yè)飛行效率，因此，合理設(shè)計(jì)外業(yè)飛行方案是將傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)村房地一體測(cè)量中的關(guān)鍵步驟。

3.1 飛行系統(tǒng)的選擇

飛行系統(tǒng)的選擇是根據(jù)拍攝區(qū)域的范圍和特點(diǎn)來選擇的，農(nóng)村房地一體測(cè)量主要是一個(gè)村為單位，測(cè)量的面積比較小，其位置分布散亂且范圍較廣，不適合選用大面積傾斜攝影測(cè)量飛行系統(tǒng)。因此，輕小型旋翼無人機(jī)和單鏡頭的飛行系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì)[5]，具體如下。

（1）小型旋翼無人機(jī)飛行系統(tǒng)硬件設(shè)備重量較小，便于攜帶。

（2）單架次作業(yè)面積可達(dá)到0.5km2，完全能夠滿足農(nóng)村房地一體測(cè)量的施測(cè)范圍需求。

（3）單鏡頭云臺(tái)系統(tǒng)相對(duì)于五鏡頭云臺(tái)系統(tǒng)更加靈活，云臺(tái)角度可以根據(jù)測(cè)區(qū)建筑物的高度與建筑物之間的間隔自由設(shè)置。

（4）小型旋翼無人機(jī)飛行系統(tǒng)價(jià)格低廉，飛行安全系數(shù)較高，更加適合低空攝影測(cè)量作業(yè)。

所以，該文選用輕小型旋翼無人機(jī)飛行系統(tǒng)作為外業(yè)飛行系統(tǒng)。

3.2 航攝區(qū)域的確定

航線規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)首先要確定航攝區(qū)域，該文選擇區(qū)域如圖2所示。

3.3 航線規(guī)劃方案參數(shù)的確定

根據(jù)上述的幾個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系及地籍測(cè)量規(guī)范的要求，并結(jié)合航攝區(qū)域的特點(diǎn)，該文設(shè)計(jì)一種航線規(guī)劃方案，其參數(shù)如表1所示。

3.4 各架次航線的生成

根據(jù)確定的航攝區(qū)域，在航向規(guī)劃軟件中調(diào)整航攝區(qū)域的邊界線，并且輸入設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)，依架次設(shè)置主航線角度并生成航線。

4? 精度分析

4.1 飛行質(zhì)量檢查

飛行質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容包括影像重疊度檢查、最大與最小航高之差檢查、航線彎曲度檢查及影像清晰度檢查4個(gè)方面。

為了建立高精度的三維模型，該文將航向和旁向重疊度分別限制在70%和60%以上。一條航線的相鄰像片的航高之差限制在5 m之內(nèi)，航高的最大值與最小值之差限制在10 m之內(nèi)，航線彎曲度在3%之內(nèi)。通過觀察，所有飛行的影像較為清晰，色彩和色調(diào)的反差適中，沒有出現(xiàn)重影模糊的現(xiàn)象，所以該實(shí)驗(yàn)區(qū)影像合格，可以進(jìn)行下一步驗(yàn)證。

4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

為了驗(yàn)證在三維模型采集的數(shù)據(jù)成果是否滿足農(nóng)村地籍測(cè)量規(guī)范的精度，在實(shí)驗(yàn)區(qū)域二選取了17個(gè)房角點(diǎn)（點(diǎn)f1～f17），它們都是宅基地的邊界點(diǎn)而且均勻地分布在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，利用RTK測(cè)量這17個(gè)檢查點(diǎn)坐標(biāo)，它們的分布如圖3所示。

為了減少偶然誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不利影響，分別對(duì)每個(gè)檢查點(diǎn)采集10次數(shù)據(jù)，以實(shí)測(cè)的坐標(biāo)值作為真值，結(jié)合10次的量測(cè)坐標(biāo)值求取每個(gè)方案的檢查點(diǎn)點(diǎn)位中誤差，其計(jì)算公式為[6]：

（1）

式中，xi、yi為在三維模型上第i次采集的平面坐標(biāo)值;X，Y為檢查點(diǎn)的實(shí)測(cè)值，n為采集的次數(shù);m為該檢查點(diǎn)點(diǎn)位中誤差;該文以各檢查點(diǎn)點(diǎn)位中誤差的平均值作為衡量各方案三維模型整體精度指標(biāo)，檢查點(diǎn)平均點(diǎn)位中誤差為0.063 m，檢查點(diǎn)最大點(diǎn)位中誤差為0.097 m。

4.3 精度評(píng)價(jià)

農(nóng)村房地一體測(cè)量的對(duì)象可以分為以下3類。

（1）測(cè)量界址點(diǎn)，以此繪制地籍要素（宅基地界址范圍線和宗地），精度要求最高。

（2）測(cè)量宅基地內(nèi)部的房角點(diǎn)，以此繪制宅基地內(nèi)部的房屋坐落。

（3）地物要素，例如道路水渠或其他地物等。

依據(jù)地籍測(cè)量規(guī)范CH5002-94規(guī)范，界址點(diǎn)的精度分為三級(jí)，測(cè)量成果精度可達(dá)到地籍測(cè)量二級(jí)界址點(diǎn)的要求（±0.10 m）。

5? 結(jié)語

傳統(tǒng)測(cè)量的辦法進(jìn)行農(nóng)村房地一體測(cè)量效率較低，而且有大量的外業(yè)工作，為了提高房地一體測(cè)量的效率，結(jié)合無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，該文提出基于無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的農(nóng)村房地一體測(cè)量。拍攝地面分辨率為0.022 cm，航向和旁向重疊為80%和70%的無人機(jī)影像，在其建立的三維模型上解譯的房地一體成果精度分別滿足地籍測(cè)量規(guī)范二級(jí)要求，因此傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以在農(nóng)村房地一體測(cè)量中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張遠(yuǎn).農(nóng)村房地一體確權(quán)登記關(guān)鍵問題的研究[D].江西理工大學(xué)，2019.

[2] 趙元?jiǎng)?wù).無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在農(nóng)村房地一體測(cè)量中的應(yīng)用研究[D].西安科技大學(xué)，2018.

[3] 趙哲軍，廖曉紅.不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪中測(cè)繪工程技術(shù)的應(yīng)用分析[J].江西測(cè)繪，2019（4）：61-64.

[4] 王進(jìn)國，陳永立.房地一體權(quán)籍測(cè)量中的基礎(chǔ)控制測(cè)量問題研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2017， 40（8）：190-192.

[5] 劉開紅，康雅麗.傾斜攝影測(cè)量在房地一體農(nóng)村地籍測(cè)量的應(yīng)用[J].江西煤炭科技，2019（1）：160-162.

[6] 盧加華.無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在農(nóng)村房地一體中的應(yīng)用[J].地礦測(cè)繪，2020，36（1）：44-47.