無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在農(nóng)村房屋確權(quán)登記中的應(yīng)用

胡秋鳳

【摘要】農(nóng)村房屋不動(dòng)產(chǎn)登記是深化農(nóng)村集體產(chǎn)權(quán)制度改革的重要基礎(chǔ)性工作。以農(nóng)村宅基地和集體建設(shè)用地地籍調(diào)查成果為基礎(chǔ)，查清農(nóng)村未登記的房屋以及新增的宅基地和集體建設(shè)用地以及地上房屋的權(quán)籍情況，按照《不動(dòng)產(chǎn)登記暫行條例》的規(guī)定辦理不動(dòng)產(chǎn)登記，提交不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查成果，工作內(nèi)容包括權(quán)籍調(diào)查、信息疊加、資料整理、登記發(fā)證、成果上報(bào)等。常規(guī)的不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查借助于GNSS-RTK和全站儀進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)量，雖然精度可靠，但是要占用大量的人力、物力，成本高且工期長(zhǎng)。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以得到高分辨率的數(shù)字地面模型和逼真的三維模型等測(cè)量產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)高精度、大范圍的場(chǎng)景。目前，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)正廣泛應(yīng)用于農(nóng)村房屋不動(dòng)產(chǎn)登記權(quán)籍調(diào)查。

【關(guān)鍵詞】無(wú)人機(jī);傾斜攝影測(cè)量技術(shù);農(nóng)村房屋確權(quán)登記

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

低空無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，人們都是通過(guò)人工實(shí)地采集方式來(lái)開展地形測(cè)繪以及地籍調(diào)查，雖然國(guó)家投入大量的人力、物力以及財(cái)力來(lái)開展此項(xiàng)工作，但是取得的成效卻不是很高。傳統(tǒng)測(cè)繪手段測(cè)繪效率和質(zhì)量難以滿足區(qū)域發(fā)展要求。伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷提升，測(cè)繪行業(yè)近年來(lái)也發(fā)展很快，與此同時(shí)，要求越來(lái)越精準(zhǔn)的地理信息數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)其實(shí)效性也提出了更高的要求，測(cè)繪行業(yè)面臨人工和時(shí)間帶來(lái)的巨大壓力。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)作為一種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)手段，近年來(lái)獲得了巨大發(fā)展，能夠更加精準(zhǔn)快速的進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)高效性，使人們?cè)谌S信息方面的需求得到了很好的滿足，由于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，具有測(cè)量精準(zhǔn)度高，操作靈活、高效率，成本投入低的諸多優(yōu)勢(shì)，在很多領(lǐng)域當(dāng)中都得到了普遍的應(yīng)用。下文當(dāng)中主要針對(duì)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在農(nóng)房調(diào)查中的應(yīng)用進(jìn)行分析探討，希望能為有關(guān)人士提供一些參考作用。

1、傾斜攝影測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)

（1）對(duì)地物實(shí)際情況充分反應(yīng)，而且可以詳細(xì)的測(cè)量地物信息。通過(guò)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可以更加精準(zhǔn)的對(duì)三維數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，將地物的外觀以及其高度和位置等相關(guān)屬性進(jìn)行反應(yīng)，使三維數(shù)據(jù)真實(shí)感大幅增強(qiáng)，更是傳統(tǒng)人工模型仿真度不高的問(wèn)題得到有效彌補(bǔ)。

（2）具有非常高的性價(jià)比。傾斜攝影測(cè)量數(shù)據(jù)具有空間位置信息，能夠?qū)τ跋駭?shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，并將DSM、DOM、DLG等有關(guān)成果同時(shí)輸出，可以大幅提升傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量技術(shù)信息數(shù)據(jù)的良好效果。而且通過(guò)傾斜影像批量提取貼紋理方式，可以使城市三維建模成本大幅縮減。

（3）具有非常高的效率。在航測(cè)無(wú)人機(jī)上搭載傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，能夠及時(shí)快速地對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，確保三維建模全自動(dòng)化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，借助傳統(tǒng)測(cè)量形式，一些中小城市人工建模工作可以在一到兩年內(nèi)完成，通過(guò)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)時(shí)間可以縮短為三到五個(gè)月。

2、傾斜攝影測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 多視影像聯(lián)合平差

傾斜攝影數(shù)據(jù)以及垂直攝影數(shù)據(jù)是多視影像重要組成，一些傳統(tǒng)的空中三角測(cè)量系統(tǒng)，難以將傾斜攝影數(shù)據(jù)科學(xué)合理的處理好。而通過(guò)多視影像聯(lián)合平差，應(yīng)當(dāng)對(duì)影像間的幾何變形和遮擋關(guān)系充分的考慮，并與POS系統(tǒng)充分結(jié)合，將多式影像外方位元素充分提供，通過(guò)由粗到精的金字塔匹配策略，自動(dòng)匹配各級(jí)影像同名點(diǎn)，以及自由網(wǎng)光束法平差，確保同名點(diǎn)匹配結(jié)果較好的獲取。對(duì)連接點(diǎn)以及連接線和控制點(diǎn)位的具體坐標(biāo)進(jìn)行建立，多視影像通過(guò)GPU/IMU輔助數(shù)據(jù)開展自檢檢校區(qū)域網(wǎng)平差存在的誤差方程，借助聯(lián)合開展相應(yīng)的結(jié)算工作，通過(guò)平差結(jié)果來(lái)更好的確保其精度。

2.2 多視影像密集匹配

在攝影測(cè)量工作當(dāng)中，影像匹配是極為重要的工作內(nèi)容，多視影像不但具有非常高的分辨率，而且具有較大的覆蓋范圍。在匹配過(guò)程當(dāng)中，對(duì)冗余信息展開全面的充分考慮，對(duì)多視影像上同名坐標(biāo)精準(zhǔn)快速的進(jìn)行獲取，對(duì)地物三維信息開展獲取工作，是匹配多視影像的重中之重。通過(guò)這一匹配基元的單獨(dú)應(yīng)用，對(duì)建模所需的同名點(diǎn)進(jìn)行獲取?，F(xiàn)如今多視影像以及多基元影像成為研究的重點(diǎn)，并取得了非常大的進(jìn)步。如可以自動(dòng)的識(shí)別以及提取建筑物側(cè)面信息。利用對(duì)多視影像特征進(jìn)行搜索，如建筑物邊緣、紋理墻面的邊緣特征等，對(duì)建筑物的二維矢量數(shù)據(jù)集進(jìn)行確定，影像層面由于視角的不同，二為特征，可以向三維特征進(jìn)行轉(zhuǎn)化，墻面確定過(guò)程當(dāng)中，可以對(duì)很多影響因子進(jìn)行設(shè)置，并進(jìn)行權(quán)值給予，把墻面進(jìn)行不同分類，平面掃描建筑不同墻面進(jìn)行分割，對(duì)建筑物的側(cè)面結(jié)構(gòu)進(jìn)行獲取，在重構(gòu)側(cè)面，對(duì)建筑物的輪廓以及高度進(jìn)行提取。

2.3 數(shù)字表面模型生成和真正射影像糾正

高分辨率，高精度的數(shù)字表面模型DSM，可以通過(guò)多視影像密集匹配進(jìn)行獲取，將地形，地物起伏特征充分的進(jìn)行表達(dá)，是新空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的主要工作內(nèi)容。由于陰影問(wèn)題以及多角度傾斜影像間存在的較大差異和遮擋，在傾斜攝影基礎(chǔ)上對(duì)DSM自動(dòng)獲取存在很大難度，應(yīng)當(dāng)依照自動(dòng)空三解算來(lái)了解掌握個(gè)影像外方位元素，對(duì)合適的影像匹配單元進(jìn)行選擇，開展特征匹配和逐像素級(jí)的密集匹配，將并行算法引入其中，進(jìn)一步增強(qiáng)計(jì)算效率，對(duì)高密度DSM數(shù)據(jù)之后，濾波處理工作，有效融合不同匹配單元，促進(jìn)DSM形成。

3、傾斜攝影測(cè)量在農(nóng)房調(diào)查中的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概述

為了檢驗(yàn)農(nóng)房調(diào)查過(guò)程當(dāng)中傾斜攝影測(cè)量所具有的應(yīng)用效果，通過(guò)固定翼無(wú)人機(jī)以及睿鉑DG4pros五鏡頭相機(jī)對(duì)素材生產(chǎn)模型進(jìn)行獲取，可以不對(duì)控制點(diǎn)條件進(jìn)行應(yīng)用滿足農(nóng)房調(diào)查工作要求。該項(xiàng)目為某村，測(cè)區(qū)有著非常平坦的地勢(shì)，達(dá)到0.2平方千米的面積大小，建筑都是一些低矮房屋，達(dá)到30米的地形高差，有農(nóng)田以及低矮房屋和池塘、樹林等。

3.2 技術(shù)流程

項(xiàng)目技術(shù)流程如圖1所示。

3.2.1外業(yè)采集

（1）準(zhǔn)備工作

對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行踏勘，依照測(cè)區(qū)具體實(shí)際，并充分考慮無(wú)人機(jī)航攝作業(yè)工作需求，和無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求，對(duì)于航飛計(jì)劃以及測(cè)量技術(shù)方案科學(xué)合理的進(jìn)行制定，對(duì)儀器以及人員科學(xué)調(diào)配，具體測(cè)試過(guò)程當(dāng)中，對(duì)所有的儀器開展檢驗(yàn)工作，對(duì)控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，并運(yùn)行檢查通信連接情況，數(shù)據(jù)采集軟件和測(cè)圖軟件等，在保證沒有差錯(cuò)的情況下，對(duì)測(cè)區(qū)成果進(jìn)行整理收集，設(shè)置多個(gè)控制點(diǎn)，當(dāng)?shù)谻ORS與研究區(qū)的谷歌影像圖。依照相關(guān)要求對(duì)正射影像進(jìn)行布設(shè)，制定科學(xué)的傾斜攝影飛行計(jì)劃，和各個(gè)方向傾斜影像飛行航線。

（2）飛行的質(zhì)量要求

傾斜影像的產(chǎn)品規(guī)格要求如表1所示。

相片重疊度必須要將以下要求充分滿足，按照60%到80設(shè)置航向重疊度，確保最小不能在53%以下。按照60%到80控制旁向重疊度，保持不能小于60%。航向覆蓋大于攝區(qū)邊界線之后，基線必須要保持兩條以上。如果和攝區(qū)邊界線相比，旁向覆蓋超出其邊界之后，應(yīng)當(dāng)確保像幅在50%以上。在有利于開展相片測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，控制點(diǎn)和內(nèi)業(yè)加密時(shí)，與攝區(qū)邊界線旁向覆蓋相比，應(yīng)當(dāng)在30%的像幅大小。航攝過(guò)程當(dāng)中有一些絕對(duì)與相對(duì)漏洞出現(xiàn)時(shí)，都應(yīng)用一次航攝飛行的數(shù)碼相機(jī)精準(zhǔn)地開展補(bǔ)攝，基線應(yīng)當(dāng)設(shè)置兩條。

（3）影像質(zhì)量要求

1）必須要保證清除的影像和豐富的層次，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)具有適中的反差以及柔和的色調(diào)，分辨出和地面分辨率相對(duì)應(yīng)的細(xì)小地物影像，對(duì)清晰的立體模型進(jìn)行構(gòu)建。2）影像上不能存在煙、云影、云以及污點(diǎn)和大面積反光等。如果有缺陷存在時(shí)，不會(huì)連接的立體模型以及測(cè)繪造成影響，能夠進(jìn)行測(cè)制線畫圖。3）由于無(wú)人機(jī)低速因素影響，在瞬間曝光過(guò)程當(dāng)中，通常在大于一個(gè)像素像點(diǎn)位移，最大的應(yīng)當(dāng)在一點(diǎn)，五個(gè)像素以下。4）影像拼接過(guò)程當(dāng)中沒有錯(cuò)位，重影以及模糊情況。

（4）布設(shè)像控點(diǎn)和選點(diǎn)方案

在測(cè)區(qū)開展相片控制測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，空中三角測(cè)量實(shí)地測(cè)量，測(cè)圖定向主要利用平面位置以及高程控制相片控制點(diǎn)。物色相片控制測(cè)量點(diǎn)方案過(guò)程當(dāng)中，采用全野外布點(diǎn)方式，并依照特殊情況進(jìn)行布點(diǎn)，前者主要是指正射投影作業(yè)內(nèi)業(yè)測(cè)圖定向，對(duì)作業(yè)進(jìn)行糾正，所應(yīng)用到的全部控制點(diǎn)，開展外業(yè)測(cè)定工作，這些方案具有非常高的成圖精度，而且具有非常大的外業(yè)工作量，還需要投入大量的成本。

（5）采集外業(yè)像控點(diǎn)

依照初選控制點(diǎn)來(lái)布設(shè)像控點(diǎn)，而且對(duì)平高點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行采集，采集外業(yè)像控點(diǎn)根據(jù)先整體后局部，首先進(jìn)行控制，在開展碎步測(cè)量，加強(qiáng)首級(jí)控制點(diǎn)提高加密點(diǎn)的基礎(chǔ)，通過(guò)GPSRTK采集像控點(diǎn)坐標(biāo)。

3.2.2內(nèi)業(yè)處理

（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理

把外業(yè)航飛收集的影像數(shù)據(jù)在預(yù)處理軟件當(dāng)中導(dǎo)入，對(duì)測(cè)區(qū)當(dāng)中重疊度以及照片質(zhì)量開展檢查工作，如果出現(xiàn)照片質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，重疊度不合格的情況出現(xiàn)，必須要及時(shí)的進(jìn)行重飛。

（2）Smart3D軟件三維建模

數(shù)據(jù)通過(guò)預(yù)處理之后，在Smart3D軟件當(dāng)中導(dǎo)入數(shù)據(jù)，嗯，科學(xué)合理的處理這些數(shù)據(jù)，最終形成osgb格式的三維模型。

（3）三維立體測(cè)圖

EPS三維測(cè)圖軟件，三維矢量采編軟件通過(guò)GIS數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行研發(fā)，對(duì)osgb格式三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行一鍵導(dǎo)入，對(duì)三維編輯工具進(jìn)行提供，在三維模型基礎(chǔ)上，開展立體測(cè)圖工作。

眼3D立體測(cè)圖通過(guò)EPS地理信息工作站開展測(cè)圖工作，通過(guò)地理信息角度以及測(cè)繪角度對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行構(gòu)建，對(duì)CAD技術(shù)和GIS技術(shù)等綜合的分析，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)把屬性以及圖形融為一體，通過(guò)數(shù)據(jù)生產(chǎn)源頭，對(duì)轉(zhuǎn)化測(cè)繪信息提供支持。采集裸眼3D信息，在信息化DLG數(shù)據(jù)上，主要體現(xiàn)在完全面向?qū)ο螅瑒?dòng)態(tài)符號(hào)化，同時(shí)一套數(shù)據(jù)具有一致的二三維符號(hào)和一體化的圖屬與圖庫(kù)。通過(guò)骨架線+屬性描述來(lái)對(duì)地理要素進(jìn)行表示，對(duì)GIS建庫(kù)和應(yīng)用需求進(jìn)行滿足，在顯示以及打印環(huán)節(jié)，確保符號(hào)的動(dòng)態(tài)化，更加規(guī)范的滿足圖示和相關(guān)制圖需求，采集全要素過(guò)程當(dāng)中根據(jù)模型進(jìn)行設(shè)置，達(dá)到不變形，無(wú)錯(cuò)漏，不移位的特點(diǎn)。按照比例和相應(yīng)的符號(hào)，對(duì)地物進(jìn)行表示，應(yīng)當(dāng)連接拐點(diǎn)和側(cè)標(biāo)中心切準(zhǔn)輪廓線，采集過(guò)程當(dāng)中不能根據(jù)比例尺對(duì)地物進(jìn)行表示過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)測(cè)標(biāo)中心對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行切準(zhǔn)，節(jié)點(diǎn)定位線，不清楚模型難以精準(zhǔn)的進(jìn)行定位，應(yīng)當(dāng)將有關(guān)位置做出科學(xué)標(biāo)記，更好的開展補(bǔ)測(cè)工作。

結(jié)語(yǔ)：

傳統(tǒng)農(nóng)房調(diào)查模式當(dāng)中，利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，不僅具有較高的工作效率，而且還能大幅減少成本投入，提高效益，在該技術(shù)下，可以對(duì)DLG、D0M與DSM等各種數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，便于矢量化工作的開展，使工程需要得到了大大的滿足，提高了整體測(cè)量效果。

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