倾斜摄影测量技术在房地一体调查颁证项目中的应用

余华胜 胡生送 徐彩杰

摘  要：倾斜摄影技术是国际摄影测量领域近些年发展起来的一项高新技术，它能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维模型。将倾斜摄影测量技术应用于房地一体项目，其精度可达到公分级，满足房地一体项目精度要求的同时大大减轻了外业作业人员的工作压力，提高了工作效率。本文以房地一体权籍调查项目为契机，提出利用无人机倾斜摄影方法获取地籍测量、宅基地测量数据，并实地采点检验了该方法的可靠性。

关键词：倾斜摄影  三维模型  效率  精度

中图分类号：P231                              文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）10（c）-0007-03

Abstract： Oblique photography technology is high-tech developed in the field of international photogrammetry in recent years. It can truly reflect the ground features， obtain object-side texture information with high accuracy. Through advanced positioning， fusion， modeling and other technologies， real three-dimensional models are generated. Applying oblique photogrammetry technology to rural housing and land integration projects. Its accuracy can reach the CM grade. It can not only satisfy the accuracy requirements of the integrated premises， but also reduce the work pressure of field workers and improve work efficiency. This article takes the opportunity of the investigation of the integration of rural real estate and land ownership as an opportunity to propose the use of UAV oblique photography to obtain cadastral survey data and homestead survey data， and verifies the reliability of the method by field sampling.

Key Words： Oblique photography; 3D modeling; Efficiency; Accuracy

房地一體调查颁证工作具有数据采集工作量大、建筑物量边困难、外业指界难等特点，常规的技术路线为：大比例尺地形图测量→工作底图制作→权籍调查→成果整理→数据库建设。可以看出，常规的作业方法基本上为人工施测，包括地形测绘、地籍调查、房产测量等专业技术，对参与权籍调查人员的综合技术要求很高，无法及时获取提供界址点位置信息，如房角、滴水线、 飘窗等附属物空间坐标信息。倾斜摄影测量技术通过从不同视角的相机同步采集影像，获取到目标区域顶面及侧视的信息，经过专业数据处理生产三维模型数据，直观的展现目标区域的地形地貌情况。通过专业的软件，实现地形图绘制、房屋的高度、长度、面积、坐标等的量测，为房地一体化项目提供可靠的数据支持。

1  倾斜摄影测量技术

倾斜摄影测量技术在欧美等发达国家已经广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。通过无人机飞行平台搭载相机获取外业数据。经内业解算基准站和流动站的定位测姿数据、影像畸变校正、特征点提取与匹配、像控点布设、解析空中三角测量等主要步骤，通过人工建模方式，生产出满足项目需求的数字产品。倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。

2  倾斜摄影技术在房地一体项目中的应用案例

房地一体测量的内容包括测量宅基地界址点、房屋房角点和绘制地籍调查底图。先在实验区域内布设像控点，然后利用RTK测量出这些像控点和具有代表性的检查点坐标。利用设计的方案获取的影像数据制作三维模型，并在三维模型上采集成果数据，通过成果数据与检查点的实测数据精度对比来验证方案的可行性。以马鞍山市农村房地一体调查颁证项目为例，选取杨坝村为倾斜航飞试验区。

2.1 数据采集

利用飞马D200-OP300四旋翼无人机搭载五拼相机，飞行高度80m。倾斜摄影相机像幅为6000×4000，1至4号相机焦距35mm，5号相机焦距25mm。航向重叠度80%，旁向重叠度70%，获取杨坝村0.3km2的影像数据。

2.2 三维模型生产

倾斜摄影数据处理及成果制作选用Smart3D软件进行生产。主要生产流程包括数据预处理、空三加密、全自动三维模型生成、成果输出等过程，工艺流程如图1所示。

2.2.1 数据预处理

数据准备包括相机参数文件、POS数据、倾斜摄影数据等数据文件的准备和编辑。将航摄获取的倾斜影像五个镜头的数据，解算好的POS数据均按要求设置好格式，并准备好相机参数文件，包括相机像素、像幅、焦距、主点和各个相机的相机方向等信息。

2.2.2 空三加密

空三加密首先进行大量特征点的提取，其次对获取的特征点采用多视匹配和密集匹配等技术进行同名点匹配（如图2所示），再次进行迭代平差优化、畸变差校正等步骤获取精确的外方位元素，得到每一幅影像精确的空间位置和旋转角度，以确定各个影像间的投影关系为下一步三维重建做好准备。

同时，通过建立连接点和像控点坐标文件，结合GPS/IMU信息，实现多视角影像自检校区域网平差迭代计算。

2.2.3 三维模型生成

完成空三加密后，通过密集匹配技术，根据高精度的影像匹配算法，自动匹配出所有影像中的同名点，并从影像中抽取更多的特征点构成密集点云，从而更精确地表达地物的细节。

对于大范围海量倾斜摄影数据，须对其进行切块分割（分块），按照设置的优先等级对分割的区块内的密集点云构建不规则三角网TIN，并生成带白膜的三维模型（见图3）。

3  精度验证分析

利用RTK野外实测采点，进行实景三维数据成果质量检核，经对比分析三维数据产品中误差 0.069 m，最大 0.173m，最小0.001m，模型纹理清晰，可滿足农村房地一体调查颁证工作的要求。精度检核见表1（由于内容太 多，所以本表只表示一部分）。

4  结语

将倾斜摄影测量技术应用于房地一体项目，提高工作效率的同时，保证了数据精度。目前，国内外已广泛开展倾斜摄影测量技术的应用，倾斜摄影建模数据也逐渐成为城市空间数据框架的重要内容。

参考文献

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