基于倾斜摄影测量的广州某区房产测绘研究

黄文嘉

摘  要：本文概述了倾斜摄影数据的获取，像控点的布设及测量的具体要求，内业通过空中三角测量，对影像数据进行匹配，自动快速的建立三维模型，再利用绘图软件，对实景三维模型数据进行采集编辑，从而获取房产调查的线划图。最后，通过对外业检测点数据与内业采集的房产线划图数据进行精度对比，说明了倾斜摄影测量技术完全可以应用在城镇房产调查领域。

关键词：倾斜摄影测量  房产测绘  像控测量  三维模型

中图分类号：P231                              文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）12（b）-0017-03

Abstract： This paper summarizes the acquisition of tilt photography data， the layout of image control points and the specific requirements of measurement. The office work uses aerial triangulation to match the image data， automatically and quickly establish the three-dimensional model， and then uses the drawing software to collect and edit the real scene three-dimensional model data， so as to obtain the line map of real estate survey. Finally， through the accuracy comparison between the external inspection point data and the house property line drawing data collected by the interior industry， it shows that the oblique photogrammetry technology can be applied in the field of urban real estate survey.

Key Words： Tilt photogrammetry; Real estate surveying and mapping; Image control survey; 3D model

城镇房产调查工作，由于时间紧任务重，利用传统外业测绘方法远远不能满足需求，考虑到航空摄影测量的优势，本文利用航空摄影测量来进行该项工作的方法。传统的航空摄影测量方法是从垂直角度获取影像数据的，无法满足房产调查的精度要求;而倾斜摄影测量是近年发展起来的一种全新技术，可以快速生成三维模型，既直观又灵活，并能准确获取房屋的权属界线。

1  傾斜摄影

1.1 航摄仪

本文使用DM-402H 旋翼无人机，搭载五镜头DM5-3600 航摄仪， 进行同步多视角倾斜摄影来获取影像数据。

1.2 航线设计

广州市某区房产调查面积6.65km2，17000多宗地，根据其形状和范围进行倾斜摄影的航线规划，航线通常要求按东西向敷设，考虑到本项目的区域位置独特，本次按照了南北方向敷设航线，共布设了113条航线，飞行31个架次，航片总数109810张。

1.3 参数设计

1.3.1 航摄高度的确定

根据项目区的特点，通过对该镇建筑物高度及相关障碍物的情况进行现场分析，最终确定倾斜摄影测量的飞行相对高度为100m。由于地面分辨率和飞行高度存在以下几何关系：

式中：为焦距;H为飞行高度;为像元大小; 为地面分辨率。

根据式（1）可以得出，同步获取5个方向的影像地面分辨率分别是：垂直方向影像为1.4cm，前视、后视、左视、右视4个方向影像为1.0cm。

1.3.2 航摄重叠度的设置

根据任务的精度要求，设置航向重叠度为70%～80%，旁向重叠度为60%～70%。

1.3.3 区域覆盖设计

航摄区域要覆盖整个项目区域，考虑到区域边缘地物的建模效果及精度，航摄时需要超出项目区域范围线外3～4条航线。

2  像控点及空中三角测量

2.1 像控点测量

2.1.1 像控点布设

像控点布设采用航摄前主动布设方式，考虑测区形状、摄影航线，按照150m左右网格间距进行布控，点位选择不同于传统布点方式，本次点位宜选道路中间、视线开阔的空地上等，主要考虑地物的遮挡，尽量保证各个镜头的影像可见，共布设了247个点，像控点布设位置，如图1所示。

像控点的布设，具体点位视现场而定，一般利用制作好的模具进行现场布设标志，标志为“白色十字”，中心点位是圆黑点直径为5cm。

布设完像控点标志后应在现场拍摄2～3张不同角度的照片，照片中要有明显的参照物，这样内业做空三加密比较方便快捷，节约找点时间。

2.1.2 像控点测量

像控点测量利用广州卫星定位综合服务系统（GZCORS）进行施测，按照GNSS RTK图根级精度要求采用网络RTK测量方式，点位中误差不大于5cm，观测两测回。

进行网络RTK测量时，尽量保持卫星截至高度角15°以上，卫星个数不少于6，PDOP值小于4，观测前要设置平面收敛阈值不超过2cm，高程收敛阈值不大于3cm。图根控制点观测两测回，测回间要对仪器进行初始化，测回间的时间间隔要超过60s，每测回观测值要在得到RTK固定解且收敛稳定后开始记录，测回间的平面坐标分量较差不大于2cm，垂直坐标分量较差不大于3cm。两测回结果取平均值作为像控点测量最终成果。

2.2 空中三角测量

进行空中三角测量应分区计算，根据电脑配置、相片数量及控制点位置等因素进行分区，利用ContextCapture软件进行原始影像、相机参数、POS文件导入，软件自动进行关键点提取、像对选择、初始化外方位元素、自动连接点匹配、控制点参与光束法平差、色彩均衡等步骤来完成空中三角测量。通过空中三角测量计算，得到平均地面分辨率（Average ground resolution）为1.24cm，平差后像控点的误差均值均为0.53个像素（pixels），都在1个像素内，空三加密成果均符合项目精度要求。

3  三维模型建立

三维模型的建立是利用多台服务器进行集群并算，自动化程度较高，可以24h不间断运行。利用ContextCapture软件，在空三加密成果的基础上，提交三维重建，然后通过软件自动密集影像匹配、三维TIN格网构建、白体三维模型的创建、自动纹理映射、纹理地圖集打包、细节层次生成等过程，生成实景三维模型成果，格式为OSGB。

4  数据采集

内业采用EPS 3D Survey 三维测图系统软件，将项目区内实景三维模型（OSGB）导入测图系统，作业员根据实景三维模型数据进行房屋等要素的采集，采集时采用正射影像与三维模型窗口联动模式，图2左图为正射影像窗口，图2右图为实景三维模型窗口。

图3是通过人工内业采集后，形成的房产数据图，图中的房屋结构、层数都表示得比较清楚，弥补了传统航测不能实现的缺陷，这样的数据成果可以大大提高农村集体土地使用权城镇部分房产调查项目的生产效率。

5  精度分析

外业采用GPS-RTK 和全站仪，主要对房角点、围墙拐点等特征点进行了全野外平面坐标采集，共采集外业检测点1029个，与内业采集数据坐标进行了精度对比统计，精度统计情况如表1所示。

根据同精度检测时，中误差计算公式为：

式中：为检测点总数;为误差。

根据表1检测点的情况，n=1029个，Σ总=23608.6cm，计算结果最终检测点中误差为3.4cm，满足城镇房产调查精度5.0cm的要求。

6  结语

目前，低空倾斜摄影测量技术在不动产房屋调查项目中处于起步阶段，如此高分辨率影像数据的获取是其它方法难以获取的，倾斜摄影测量技术在相关工程项目中有一定的推广应用价值。

参考文献

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