倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用研究

冯瑞卿

(三和数码测绘地理信息技术有限公司，甘肃 天水 741000)

不动产测绘是测绘领域中一项重要的测绘内容，传统的不动产测绘，是采用全站仪、GPS-RTK 等方式进行测量，该方法作业效率低、生产任务周期长、入户难且成本高[1-3]。对于建筑密集区，由于遮挡严重，使用全站仪获取数据需要架设站点多，严重影响了作业效率。对于信号弱的任务区，使用GPS-RTK，很难获得固定解，不动产测绘成果精度可靠性降低。针对上述问题，采用无人机倾斜摄影测量技术，进行实景三维模型数据生产，基于实景三维模型采集地形图，可有效提高作业效率，降低生产成本，缩短生产周期，外业作业方式转到内业，解决入户难问题，为不动产测绘提供有效保障。

1 倾斜摄影技术介绍

1.1 倾斜摄影原理

倾斜摄影测量是指在飞行器上，搭载多个可量测或非量测相机，对地面物体进行多角度影像数据获取的过程[4-6]。常见的有搭载两镜头的摇摆相机，搭载五镜头的扫摆相机和常规的五镜头相机。较传统垂直摄影来说，搭载倾斜相机，可以获取建构筑物更加丰富的侧面信息，减少航摄盲区。

1.2 倾斜摄影建模流程

倾斜摄影测量建模流程可以分为外业和内业两部分，外业主要包括测区踏勘、已有资料收集、像控点采集、航线规划和影像数据采集，内业主要包括空中三角测量解算、控制点转刺平差和实景三维模型生产，具体流程见图1。

图1 倾斜摄影建模流程

2 案例验证

2.1 测区踏勘及资料收集

测区位于甘肃某一农村，房屋区地势平坦，但是周边有高山，高差约二百米，测区房屋密集，住户较多，已有测区内30 米的DEM数据和0.2 米的高清影像。

2.2 像控点布设及采集

为了保证地籍图精度，在测区范围内按照200 米一个平高点进行像控点布设，在范围线拐弯区域进行布点。测区内道路较多，且均已硬化，在进行点位喷涂时，采用红白两色油漆喷涂对三角，点位采集在对三角的交点处。在采集像控点时，所有点均采集了3 次，且3 次点位较差均未超过1cm，采集点位均为固定解，符合相关规范要求。

2.3 航线规划及影像数据获取

为了保证获取数据盲区少，阴影小，成果精度高，在航线规划时，航向、旁向重叠度均设置为85%，地面分辨率1.5cm，采用下视35mm，侧视50mm 相机获取影像数据，影像数据获取在上午10 点到下午2 点完成，航飞3 架次，获取影像数18780 张。为了保证测区边缘模型的精度，在导入任务区范围线进行航线规划时，对测区范围线进行了缓冲外扩，外扩距离100 米。

2.4 数据预处理

首先对航摄3 架次的影像进行重命名，确保3 架次影像无重名，然后按照影像名字，更改POS 数据的点号，确保所有影像都有唯一的POS 数据与之对应。由于没有精确的相机安置参数，在POS 使用方面，5 个相机共用一组POS 数据。在测区地形高计算方面，利用所有像控点的高程平均值作为测区的平均地形高。为了获得精确的相机焦距，使用5 镜头部分照片进行空中三角测量计算，得到精确的相机参数。

2.5 空中三角测量解算

空中三角测量解算可以恢复摄影时相机和影像之间的相对关系，基于Mirauge3D 软件，空中三角测量任务被软件自动分割成36 块，利用集群技术，利用5 台电脑进行集群处理，得到36 块的空三成果，然后利用软件特有的自动平差融合算法，使用主机，完成36 块空三的融合平差，得到相对POS 数据的加密点成果。查看自由网平差报告，重投影中误差为0.87 个像素，加密点中误差为0.081 米。

2.6 像控点转刺及平差调整

Mirauge3D 软件中，如果存在像控点重名，是无法引入像控点坐标的。更改像控点命名，然后将像控点引入软件中，设置像控点类型为平高点，然后对像控点进行转刺。首先转刺位于测区四角点和中心点的像控点，然后进行平差，得到其他点位精确的预测位置，然后转刺剩余的点位，可有效提升像控点转刺效率。将所有像控点转刺完成后，进行平差，通过平差报告可知像控点最大残差为0.051 米，中误差为0.011 米，精度符合规范要求。

2.7 实景三维模型生产

在空三成果符合精度要求的基础上，进行实景三维模型生产。集群电脑最高配置内存为32G，最低配置为16G，为了提高模型输出成功率，瓦片大小按照电脑最低配置设置，设置瓦片大小为100 米，需要内存资源8.1G。瓦块划分方式采用规则平面方式，瓦片命名原点，按照软件默认设置即可。为了避免生出无效模型，节约时间，提高有效模型输出效率，在已有0.2 米影像上，对房屋区范围进行勾勒，将其转为kml，导入Mirauge3D 软件中，进行OSGB 格式模型生产，待模型输出完成后，再次设置真正射影像分辨率为0.05 米，进行真正射影像成果的输出。

2.8 地籍图测绘及编辑

在EPS 软件中，进行地籍图测绘有三种方式，分别为基于点云数据、DOM+DEM数据和实景三维模型数据。倾斜摄影生产的点云数据量庞大，在EPS 软件中，加载效率低，容易卡顿，不推荐使用；DOM+DEM采集地籍图，在数据转换时，效率低，等待时间长，且拉起来的场景效果差，因此也不建议使用。采集地籍图，直接使用OSGB 格式的模型进行，可加载真正射影像作为参考影像。采集按照地籍测绘规范要求进行，在采集完成后，需将采集成果导出dwg 格式的文件，并导入CASS 软件中，进行拓扑等检查，确保地籍图成果符合入库要求。对于模型变形严重，遮挡严重区域，内业无法对其进行采集，需进行外业补充采集。在进行外业采集前，将已有地籍图成果套合到真正射影像上，作为底图供外业使用。并按照一定的比例尺输出，在外业补测时，结合底图，对需要补测的区域进行补测，最终完成内外业数据的合并，提交成果数据。

2.9 精度检测及评价

生产的地籍图成果是否可用，主要取决于其精度是否满足地籍要求。对本次生产的数据，进行点位精度检测和边长精度检测。首先利用全站仪在测区范围内随机均匀采集30 个检测点进行精度检测，再用卷尺拉15 条边进行边长精度检测。检测数据统计分别见表1 和图2。

图2 边长精度统计柱状图

表1 地籍图点位精度检测表

通过上表可以看出，30 个检测点中，最大残差为6.1cm，最小残差仅为1.9cm，中误差为4.1cm。其中最大残差大于地籍二级精度要求5cm[7]，但是小于2 倍地籍规范要求中误差，最大残差符合规范要求，表明所获得的地籍图成果点位精度是符合数据生产要求的。

通过图2 可以看出，在15 条边长检测中，最大残差未超过6.5cm，最小残差约为2cm，边长精度平均值为3.9cm，精度均符合地籍规范要求。

通过利用检查点和检测边，对地籍图成果进行检测，检测结果均可以满足地籍精度二级要求，可以应用于本项目，从而提升实际生产中的作业效率，减少生产成本。

3 结论

本文以实际生产项目为例，验证了倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的可行性，并对作业环节中的重要步骤进行了说明，旨在为同行从业人员提供新的作业思路，解决不动产测绘效率低、成本高等问题，为不动产测绘按时按点完成提供保障。