倾斜摄影测量技术在农村房地一体调查颁证项目中的应用

黄天文

（广东省国土资源测绘院，广东 广州 510000）

1 引言

农村房地一体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[1]。常规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较高，无法及时获取界址点位置信息，如房角、滴水线、 飘窗等附属物空间坐标信息[2]。倾斜摄影测量技术通过不同视角的相机同步采集影像，获取目标区域顶面及侧视信息，经过专业数据处理生产三维模型数据，直观展现目标区域的地形地貌情况[3]。通过专业软件，实现地形图绘制，以及房屋高度、长度、面积、坐标等的量测，为农村房地一体调查颁证项目提供可靠的数据支持。

2 倾斜摄影测量技术概述

倾斜摄影测量技术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[4]。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，该技术在欧美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。

3 倾斜摄影技术在房地一体项目中的应用

农村房地一体项目内容主要包括测量宅基地界址点、农村房屋房角点和绘制地籍调查底图、权籍调查、数据成果整理、数据库建设、成果材料整理与归档。首先在试验区布设像控点，然后利用RTK 测量像控点和具有代表性的检查点坐标[5]。利用设计的方案获取影像数据，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验证方案的可行性。本文以广东省佛山市农村房地一体调查颁证项目为例，选取竹洞村为倾斜航飞试验区。

3.1 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35 mm，5 号相机焦距25 mm。航向重叠度80%，旁向重叠度70%，获取竹洞村0.3 km2的影像数据。

3.2 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[6]。倾斜摄影数据处理及成果制作工艺流程如图1 所示。

3.2.1 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。按要求将航摄获取的倾斜影像五个镜头的数据、解算好的POS 数据设置好格式，并准备好相机参数文件，包括相机像素、像幅、焦距、主点和各个相机的方向等信息。

图1 工艺流程

3.2.2 空三加密

空三加密首先进行大量特征点的提取，其次采用多视匹配和密集匹配等技术，对获取的特征点进行同名点匹配（如图2 所示）。然后进行迭代平差优化、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，以便确定各个影像间的投影关系，为下一步三维重建做准备。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。

图2 同名点匹配

3.2.3 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细节。

对于大范围海量倾斜摄影数据，需对其进行切块分割（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（如图3 所示），并生成带白膜的三维模型。

4 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为0.069 m，最大为0.173 m，最小是0.001 m，模型纹理清晰，可满足农村房地一体调查颁证工作的精度要求（限差优于±0.2 m，中误差优于±0.1 m）。精度检核部分结果如表1 所示。

图3 三角网与三维模型

表1 精度检核结果

5 结束语

倾斜摄影测量技术通过不同视角的相机同步采集影像，获取目标区域顶面及侧视信息，实现地形图绘制，以及房屋高度、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。通过佛山竹洞村的测量实践表明，倾斜摄影测量方法在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。