倾斜摄影方法在农村房地一体化调查中的应用研究

湖南省工程勘察院 李智术

一、引言

农村房地一体化确权登记颁证是促进城乡融合发展、宅基地“三权分置”改革的基础工作，也是我国惠民工程建设的重点，其目的是为明确农村宅基地使用权、集体建设用地使用权，细化房屋所有权权属、位置、界线、范围、面积和用途等信息[1]。但因宅基地数量大，情况复杂，必须充分利用倾斜摄影等先进技术开展测量工作，提高工作质量和效率。下文对此进行详细分析。

二、倾斜摄影测量技术概述

（一）技术原理

倾斜摄影测量技术原理为在飞行平台上安装多种传感器，从1个垂直、4个倾斜共5个不同角度对地面物体进行同步拍摄[2]。其中一组垂直于地面的拍摄成品用于制作DOM、DEM、DSM、DLG等产品，另外四组斜片主要用于地面纹理信息的采集，可通过全自动高性能后处理系统创建三维模拟场景。房地一体调查中应用倾斜摄影技术，需先在规定区域内布置像控点，利用GPS-RTK完成像控点与检验点的测量任务。合理设计飞行路线，采集影像数据并制作DOM、三维模型，通过对采集数据和检查点实测数据的精度检查论证方案的可行性。

（二）倾斜摄影测量系统组成

倾斜摄影测量系统主要由影像获取设备和数据处理软件两个部分组成。其中影像获取由无人机系统、航向规划软件和相机共同组成[3]；无人机系统由飞行平台、任务设备、地面控制站、发射与回收装置组成。

三、倾斜摄影技术的应用优势

倾斜摄影技术的应用优势主要体现在以下三个方面：首先，精度高。通过倾斜摄影技术获取的影像涵盖数据更加全面、准确，建立的三维模型可用于宅基地、建筑物测量，在大比例尺内业测图过程中，平面绝对位置误差小于5cm，符合界址点、房角点二级精度指标要求；其次，工作效率高，节省了人力，缩短了作业周期。同时三维模型可模拟实际地面情况，智能化水平高，数据分析计算等便捷；最后，操作性强。房地一体化调查测量工作在室内应用计算机软件即可完成，不受外部环境影响，即可完成农村共垛、无人居住或难以进入房屋的测量工作。

四、实例分析倾斜摄影技术在不动产“房地一体化”调查中的应用

某农村房地一体不动产确权登记项目开展不动产权籍调查测绘工作，测量区域主要以丘陵地貌为主，地面高差在25～35m，测量面积为3.5km2。该项目采用无人机倾斜摄影技术对地面进行测量，获取高分辨率的影像数据，利用ContextCapture软件创建三维模型，后使用南方三维立体数据采集软件iData3D生成不动产图件。

（一）外业数据的采集

本次调查经过比较选最后最终确定选用南方测绘仪器公司的天鸿T610六旋翼无人机。该设备具有操作灵活、飞行稳定、续航能力强等优势。调查中在无人机上安装了5台SONYILCE-QXl数码相机，航飞参数设计如下：同一航线中飞行最大高度与最低高度差值小于30m，航向重叠率为80%，旁向重叠为75%。倾斜像头前后倾角差值小于40°左右倾角差值小于35°。为保证测量顺利，安排在晴好天气进行外业航飞。据统计，获取的地面倾斜影像中符合要求的共有8234张。根据本次调查区域的地形地貌合理布设像控测量点。外业人员选取其中108个点位作为像控点及检查点，像控点和检查点的地理坐标均使用GZCORS网络RTK进行实地测量。

（二）内业数据处理

1.实景三维立体模型构建

为保证后续数据分析准确性，测量人员对航空摄影获取的影像资料均进行了匀色匀光合校正畸变差等预处理[4]。POS系统对外方位元素进行提取，综合应用多视角与平差方法，对各级影像上标注的地位进行匹配，统计出同名点，开展空中三角测量。本次调查选用ContextCapture软件，利用其自动分析功能，选取其中可匹配的影像单元，完成点云密集匹配和特征匹配工作，实现纹理映射，后输出测量区域的实景三维立体模型数据，汇总整理。

2.数据采集

使用南方三维立体数据采集软件iData3D对地形地籍要素信息进行采集，按照现行规范及标准细化图层与属性信息，后使用CASS9.1软件对采集的矢量信息按照要求进行编辑处理，制作成1:500比例尺地籍图[5]。工作中，测绘人员无需佩戴立体眼镜，平面与立体视窗也可同时使用。对本次调查工作进行分析后发现，每个人员每天调查户数超过60户。

（三）精度检测

1.实验数据分析

为检测三维模型采集的信息是否符合农村地籍测量的规范要求，在本地测量区域中选取17个房角点（均为宅基地边界点，均匀分布），使用RTK测量点位地理坐标。为减少偶然因素对实验数据准确性的不利影响，每个检查点均采集10次数据，将实测的坐标值作为真值，结合10次测量的坐标数据计算得出点位中误差，计算如下：

式中：Ms为平面位置中误差；△为测量值与真值的差值；n—检查点数量。

参照如上公式计算本次测量精度结果如表1所示。

表1 检查点平面点位中误差

2.精度评价

本次房地一体化调查对象包括三类：界址点经测量，需绘制地基要素，细化宅基地戒指围线与宗地，准确度较高；宅基地内部房角点测量，绘制宅基地内部房屋坐落；地物要素，细化道路水渠与其他地物信息。

根据现行规范，界址点精度分为三个等级，二级精度允许误差为±0.20，中误差优于±0.10。本次测量均符合二级界址点的要求。

五、结束语

综上所述，倾斜摄影技术应用于房地一体化调查中，减少了外业人员的工作量，节约了人力成本。先进的测绘技术的应用也提高了测量效率和测图精度。但需注意的是，在测量分布密度较大且有多重遮盖物的房屋时，基于倾斜摄影采集的地面数据构建的三维模型准确性不高，需联合现场拍照及内业软件辅助处理，从而提高测绘质量，推动不动产调查工作的进行。

相关链接

倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。

倾斜摄影技术是国际摄影测量领域近十几年发展起来的一项高新技术，该技术通过从一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像，获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。它不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维城市模型。该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。

特点一：反映地物周边真实情况

相对于正射影像，倾斜影像能让用户从多个角度观察地物，更加真实的反映地物的实际情况，极大地弥补了基于正射影像应用的不足。

特点二：倾斜影像可实现单张影像量测

通过配套软件的应用，可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等的量测，扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。

特点三：建筑物侧面纹理可采集

针对各种三维数字城市应用，利用航空摄影大规模成图的特点，加上从倾斜影像批量提取及贴纹理的方式，能够有效地降低城市三维建模成本。

特点四：数据量小易于网络发布

相较于三维GIS技术应用庞大的三维数据，应用倾斜摄影技术获取的影像的数据量要小得多，其影像的数据格式可采用成熟的技术快速进行网络发布，实现共享应用。