浅谈房地一体项目中倾斜摄影技术的应用

蒋晓静

(中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川 成都 610106)

0 前 言

农村宅基地房地一体测量是以固定房产为基本要素进行的一项权属调查，主要是在占地面积准确，房产界址清晰且权属合法的基础上进行的一次测量活动。其主要目的是对农村宅基地进行复核，通过对建设用地进行权属调查，以完成地上房屋及其附着建筑物的测量认定。通过房地一体测量的方式建立并完善农村房屋建筑的调查数据库，为不动产的登记工作提供数据支撑。提高农村房地一体测量工作的质量和效果，保障地籍测量工作的正常进行。因此，无人机倾斜摄影测量技术在农村房地一体项目中的应用具有现实意义。

1 房地一体项目简述

在农村地区实施房地一体测量，是社会经济发展所需，是国家掌握农村地区房屋产权的一项重要举措。通过房地一体测量，对房屋及宅基地进行确权，是保障广大农民权益的一项惠民政策，能够更好地为农村的未来发展提供政策性支撑。通过房地一体项目测量，逐步完善在农村地区对房屋产权归属进行合法确权。确定其边界位置，厘清权属和使用关系。农村房地一体测量是政府根据宅基地的位置、面积、权属、建筑材料、用途等进行的调查。

2 传统测量技术及其优缺点

在农村地区所开展的农村宅基地及房屋权属调查，通常采用传统的测量方式。常用的调查方式一般包括全站仪及RTK测量技术，偶尔也采用传统的摄影测量技术。但是传统测量技术在应用过程中，存在较多的缺点。例如，在使用全站仪及RTK测量技术进行实际测量时，受天气状况的影响较大。在测量过程中，经常会出现天气变化后停止测量工作的情况。而且需要进行大量的野外作业，对地形的要求较高，经常出现在某些地区受地形条件限制无法完成测量工作的情况出现。传统的测量方式不仅效率低，而且人工成本较高。随着对测量结果精度要求的提高，传统方法已经无法满足多次测量的要求。

3 倾斜摄影测量技术的研究现状

倾斜摄影测量技术在国外研究的时间较长，经过多年的实践研究，技术发展相对成熟。某些软件设备的技术水平已达到国际前列。而倾斜摄影测量技术在我国的发展时间较短，虽然起步晚，但在多项领域中进行了不同程度的研究和应用。

3.1 在三维建模方面

相关专家学者近年来研究了倾斜摄影测量中三维模型的粗糙化及一体化技术，并提出了倾斜摄影测量与近景摄影测量相结合的方法，解决了山区城市地形复杂、难以建立三维模型的问题。

3.2 在地形图测绘方面

近年来，倾斜摄影测量技术越来越多地应用在地形测绘工作中，研究了不同地形在三维模型上的映射。通过大量的试验及实际应用的结果验证其可行性。在农村房地一体测量中应用倾斜摄影测量技术，主要是依靠CASS平台建立三维模型，进行矢量图转换，实现准确测量。

4 应用倾斜摄影测量技术的意义

倾斜摄影测量技术在农村房地一体综合测量中的应用具有重要意义，主要体现在以下三个方面。

首先,在农村房地一体测量中应用倾斜摄影测量技术，能够降低实际测量过程中的数据误差值，对测量数据的质量有明显提高。同时，倾斜摄影测量技术采用无人机模式，可以大大改善工作人员的作业环境，在工作效率提升方面效果显著。大大缩短了测量周期，降低测量成本。

其次，倾斜摄影测量技术与传统的测量技术相比较。操作更为方便，对操作者的要求也相对较低。在实际的测量过程中，传统测量技术需要对不能从一个方向切到屋檐的建筑物转角位置，先沿屋檐画出房屋，再对屋檐进行调整。而倾斜摄影测量技术则能够在不校正屋檐的情况下直接切割屋檐的拐角，这无疑减少了现场校正的工作量。

最后，利用倾斜摄影测量技术建立的三维模型代替了实地调查得到的三维模型，能够真实反映农村住宅建筑的真实信息结构。例如，每个建筑的高度可以直接从三维模型显示出来，可以直接测量每个建筑的面积。

5 倾斜摄影测量系统的结构

倾斜摄影测量系统主要由进行图像采集的设备及能够对数据进行处理的软件组成，而图像采集设备又包括无人机操作系统、航向规划软件及摄像机。

5.1 图像采集设备

5.1.1 无人机系统组成

近年来无人机的应用越来越广泛，它属于一种可搭载微型观测设备的飞行平台，利用无线电技术对无人机发送指令，一般配备单独的控制系统。然而无人机有多重类型，按照各自的用途差异，均有相应的优缺点。例如，固定翼无人机操作难度较大，而且在起飞过程中对场地有较高的要求，同时风险系数高。但是，它具有较长的耐久性，适合大面积作业。多旋翼无人机操作简单，无需从特定位置起飞，可以垂直起降，相对安全。但是，它的飞行时间很短。无人机系统主要由飞行平台、任务装置和地面控制站组成。固定翼无人机的机身通常采用高强度材料，多旋翼无人机的机身通常由碳纤维制成。当无人机应用于摄影测量时，只需要将无人机的飞行轨迹进行设定，此时无人机就会按照设定好的轨迹飞行，执行测量任务。

5.1.2 航线规划软件介绍

近年来，在科学技术快速发展的过程中，信息软件技术也得到了很大的提高。目前，市场上的航线规划软件，无论是品牌还是种类多种多样。然而在软件的选择过程中，应当对其性能进行重点观察。对比软件的适用性及其各自的优缺点，根据不同的用途进行选择。

5.1.3 摄像机分类

传统摄影测量技术中的摄像头仅能在垂直角度方向进行图像拍摄，而倾斜摄影测量技术中配置的摄像头具有侧视及角度俯视拍摄的功能。常用的倾斜摄影拍摄所使用的摄像机镜头数量各有不同，镜头数量从单镜头一直到五镜头。而且在多镜头的摄像机中，各自镜头之间可以互相转换。专用的倾斜摄影测量摄像机虽然价格较高，但是在图片储存方面方便快捷，便于数据传输和后期处理。在实际使用过程中，为了保证结果的准确性，有必要对摄像机进行检查和校准。

5.2 倾斜摄影测量数据处理软件分析

倾斜摄影测量软件主要用于数据采集后的图像处理。目前较为常用的主要有EPS软件，EPS软件应用在倾斜摄影测量中，在数据格式不兼容及数据更新困难等方面有较好的应用。在数据入库及成图方面实现了软件类型的统一，其突破了采用传统摄影测量方法绘制地形图需要带上立体眼镜才能采集的局限，降低了对操作人员的要求，可以直接在三维模型上采集数据。

6 倾斜摄影测量在农村地籍测量中的应用

6.1 图像控制点布设方法

图像控制点应设置在实验区。平面图像中控制点的布设需要区域网的方法。根据路线设计的主要方向，每隔200 m布置相应的影像控制点，对整个试验区进行科学合理的控制，确保农村地籍测量与现场相结合的正常开展。

6.2 像控点点位选取

像控点点位一般均匀地分布在测量区域内，合理选择像控点对模型重建的质量提高有很好的效果。在相控点的数量选取方面，一般5～10个控制点对于一个大的测区来说已经足够。但是，对于追求高程精度的单位，则要按照专业的外业像控布设规范进行布设。

6.3 制作图像控制点标志

在实际测量过程中，也有类似的控制点，主要集中在硬化的屋顶和地板上，用蓝色或黄色油漆垂直交叉。用红色颜料在十字架的中心画一个圆，圆心是图像控制点。在相应的土壤中，用白石灰粉，然后用合适的模具做成垂直形状的十字。

6.4 图像控制点的测量

在图像控制点的具体测量中，试验区采用先进的网络技术，测量图像控制点的相应空间位置。在实际测量中，如果GPS信号正确，则采用实形测量。对每个控制点的位置进行两次测量，并将两次测量的实际结果进行比较。图像控制点的对比度差小于3 cm，则取平均值作为最终结果。如果图像控制点的对比度差大于3 cm，应检查原因，然后重新测量。将先进的摄影测量技术充分应用于农村房地一体综合测量，提高了农村居民点房地一体测量的质量和实际效果

7 倾斜摄影测量在房地一体测量中的优缺点

7.1 倾斜摄影技术在测量中的优势

其突出特点是效率高，能快速、高效地完成项目。根据现场试验，倾斜摄影测量施工工期4.5天，投入6人。每个人每天工作8小时，总共96小时。如果采用传统的测量方式，需要两个人20天，每人每天工作8小时，总共320小时。斜向摄影测量的效率是传统摄影测量的3倍以上。随着生产效率的提高，工期大大缩短，工程造价大大降低，效益相对提高。

7.2 倾斜摄影测量存在的不足

首先，根据以往的经验，在结果的稳定性方面还存在一些不足。影响倾斜摄影测量数据质量的因素很多。如倾斜摄影测量无人机姿态不稳定，受太阳影响较大，会导致测量结果不合格。当局部起伏较大、遮挡较大时，倾斜摄影测量应采用传统方法。

8 结束语

随着科学技术的快速发展，无人机倾斜摄影测量技术在不断提高。在农村房地一体测量项目中，倾斜摄影测量技术得到了越来越广泛的应用。通过与传统测量方式相比较，不仅测量精度有较大程度的提高，而且在人力、物力及财力方面起到了明显节约的效果。但是由于倾斜摄影测量技术仍存在改进空间，针对不同的应用场景，存在的不确定因素较多。在实际的应用过程中，该项因素应当引起相关技术人员的注意。否则在房地一体测量过程中完全依赖设备提供的数据，而不考虑数据存在的偏差，容易出现测量数据不准确，严重影响测量结果。因此，在实际的测量过程中，应当从不同的角度考虑问题，对各方面的工作做好准备，对测量数据的准确性进行有效评估，确保倾斜摄影测量技术取得的成果符合实际生产要求。

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