探讨倾斜摄影测量技术在农村房地一体地籍测量中的应用

储智

（徐州市勘察测绘研究院，江苏 徐州221000）

1 引言

随着科学技术的发展，信息时代技术的升级为各项工作提供了便利条件。无人机作为一项重要的电子产物，提高了空间信息获取数据和数据传输能力。由此，越来越多的测量单位开始研究和采用基于无人机的倾斜摄影测量技术，完成高标准测绘工作。无人飞行倾斜摄影测量作业自动化程度高，测量过程快捷便利，可以多角度地获取建筑物的影像数据，数据成果直观、全面，并且可以反复使用，从而显著降低生产成本，具有广泛的应用价值。目前，无人机倾斜摄影测量技术已成为工程测量特别是农村地籍测量的重要方式。

2 倾斜摄影测量概述

2.1 倾斜摄影测量技术

典型的倾斜摄影测量设备是在飞行平台上搭载5 台CCD传感器，从1 个垂直方向和4 个倾斜方向同步获取同一地物东南西北及顶部方向的影像。在此过程中，需要记录航高、航速以及航向等数据，掌握地物特征点的坐标参数，最后，对倾斜测量获取的影像数据进行分析和处理。另外，影像数据不仅能真实地展现地物的实际情况，并且通过定位技术可以对地理信息和影像信息进行获取，拓展遥感影像的应用范围[1]。

2.2 倾斜相机的性能要求

在倾斜摄影系统中，镜头的数量和类型很多，可以从不同的角度获得图像，实现单架次操作的广度和深度。一般来说，采用无人飞行器进行航空测量时，选择的摄影设备的像素一般为3.5×107及以上。正常情况下，单个透镜的像素应控制在2×107以上，而一次曝光的像素应控制在约1×108。此外，为了满足特定条件下的测量要求，摄像机工作时间应控制在90min以上，并应保证其能正常使用。

3 无像控无人机倾斜摄影测量技术流程

3.1 影像数据获取及处理

航线规划是影像获取的前提，进行测量前，应根据测区的实际情况进行航线规划，设置合适的飞行高度和影像重叠度等参数，然后控制无人机根据设定好的航线进行测量，得到影像数据。将获取的影像数据导入软件Smart3D 中，设置坐标系和参数。数据导入后，首先要对照片进行检查，筛选影像重叠以及分辨率不够的照片。然后进行空三处理，空三处理后建立测区的三维点云以及DOM 等三位模型。

3.2 EPS 三维测图

EPS 三维测图软件可以直接导入倾斜摄影生成的模型（Smart3D，Photo Scan）并进行处理，对围墙和房屋的边角进行测量，包括对地面高程点进行提取。具体过程为：首先，将DOM 等三位模型加载到EPS 软件中，将生成的三维模型进行数据转换，直接在三维模型上进行矢量化处理。在三维模型上采用五点法或者线划法对房屋进行绘制，同时还可直接录入房屋的属性信息，包括房屋结构、楼层数、高度等。以DOM 模型为参考，某些地物可在正射影投影（平面）直接进行快速绘制以及在透视投影（立体）进行房檐的改正等。

3.3 地籍图的坐标转换及纠正

无像控的三维模型精度相对较高，但是由于无人机自带的GPS 设备精度不高，导致模型以及EPS 绘制出的地籍图的坐标厂发生一定的偏移，并且无人机自带的POS 数据是WGS84 坐标系统，而地籍成果数据坐标系统为2000 坐标系统，因此，需要对地籍图的坐标进行转换及空间纠正。这就需要在外业采集一些高精度的均匀分布的界址点，通过这些高精度的界址点对EPS 测绘的地籍图进行坐标转换及纠正，即可完成地籍图的测绘。

4 无人机倾斜摄影在农村房地一体地籍测量中需要注意的问题

4.1 地物图像数据采集和处理

摄影前，要做好采集准备工作。结合农村不同的地理环境以及地貌特征制订不同的航线方案，细化无人机的飞行高度，合理设定各项参数，保证所有参数准确无误后，方可航拍。航测过程中，应实时接收数据信息，并将其导入地物坐标参数图像处理软件，及时对无人机传输回的图像进行分析和筛选，如果有问题应及时汇报，避免对后期的工作造成影响。随后，与正常图像进行三维模型建立以及布置坐标等操作[2]。

4.2 模型测图数据转化

生成三维模型后，还要完善地物边角测绘工作。例如，对围墙角、房屋轮廓、高程点等进行补充，可将三维模型导入测图软件中，实现数据转化，提取重要信息，结合DOM 参考数值，将地物进行投影，在提高绘图效率的同时，校正高宽比例。

4.3 坐标地籍图的生成和校正

在无像控点的情况下建立三维模型，精度要求比较严格。但是在实际测绘过程中，因为无人机自身的POS 精度不够（无人机在飞行作业时，获取的无人机影像通常会携带配套的POS 数据。从而更加方便地处理影像。而POS 数据主要包括GPS 数据和IMU 数据，即倾斜摄影测量中的外方位元素：纬度、经度、高程、航向角、俯仰角及翻滚角），在一定程度上会影响EPS 三维测图软件的成图结果，因此，需要将地籍图的坐标进行转换，同时，进行空间校正，该工作必须由外业工作者对实际布点进行设计。另外，无人机本身配置的相机可能存在一定的差异性，图像重叠处理具有一定的难度，会造成三维建模坐标存在偏移和图像变形等。当遇到这种问题，相关工作人员需要借助橡皮页变换，对数据进行修正。在此整个过程中，一定要结合实际情况操作，必要时，再次进行外业实地采集，提高图形的精度[3]。

5 结语

目前，倾斜摄影测量技术已经开始应用于农村地籍测量工作中，与传统测量工作相比，倾斜摄影技术可以有效为企业节省大量的人力与物力。为了获取更好的成果，在实际作业中，技术人员需要根据外部环境以及气候气象因素适当调整影像采集参数，以避免相机曝光过度，影响影像数据的质量。飞行任务完成后，需要现场做好影像数据质量检验，检查其是否满足相关规范的要求，根据情况及时安排补测。