基于无人机倾斜摄影测量的房地一体测量分析

基于无人机倾斜摄影测量的房地一体测量分析

王韦婷 耿建军

山东正元数字城市建设有限公司 , 山东省烟台市 264000

摘要：农村宅基地及房屋权籍调查是以“权属合法、界址清楚、面积准确”为原则，以不动产单元为基本单位，重点复核农村宅基地、集体建设用地权属调查、地籍测量成果，完成地上房屋及其定着物的调查和测量，建立农村“房地一体”的权籍调查数据库，满足不动产统一登记工作的需求。传统的不动产测量通常采用GPS－ＲTK结合全站仪的实地测量方法，该方法的优点是精度高，缺点是工作量大，需投入大量人力、物力且效率低、周期长、成本高。本文基于无人机倾斜摄影测量的房地一体测量分析展开论述。

关键词：无人机；倾斜摄影测量；房地一体测量分析

引言

无人机倾斜摄影测量技术是摄影测量领域正蓬勃发展的一项新技术，其原理为在一台飞行器上搭载传感器，从垂直、前、后、左、右五个不同的方向采集地表目标影像；在航摄拍时，同时记录下拍摄瞬间的航速，航高，航向，旁向及航向重叠度，坐标等信息。然后利用三维建模软件，基于影像的三维建模技术，将航片进行三维重建，生产出具有可量测性的实景三维模型；再利用三维采集软件，直接在实景三维模型上测量、采集所需的数据。

1无人机倾斜摄影测量技术

无人机倾斜摄影测量技术主要是利用无人机装置，按照“S”型运行轨迹，从四周、垂直等方向获取房地一体测量影像。相比传统测量技术更加全面且准确性更高。在具体应用过程中，它需要先行按照预定好的飞行方向从垂直角度上拍摄正摄影像图，之后再借助云台同步获取倾斜影像图。由于在应用无人机倾斜摄影测量技术时还自带定位功能，故而可有针对性的对房地信息进行采集，最后可在三角测量法的协助下计算出建筑物三维坐标点。通常情况下，在建立倾斜影像三维模型时可采用“Lidar数据结合法”与“影像单独建模法”构建三维模型，从而保证测量结果更加可靠。

2　无人机倾斜摄影测量的技术特点

将倾斜摄影系统搭载在无人机上进行摄影测量获取地物信息即是无人机倾斜摄影，倾斜摄影技术三维数据可真实反映地物的外观、位置、高度等属性，借助无人机，可快速采集影像数据，实现全自动化三维建模，具有成本低、数据获取准确、操作灵活方便的特点。无人机倾斜摄影测量技术是一项无接触测量技术，它同时具备了遥感、正摄、三维建模等测量技术手段的优点。因此，无人机倾斜摄影测量技术主要的技术特点包含：1）反映地物的真实性，并具有可量测性；2）基于无人机平台，采集数据具有高效性；3）能同时输出DSM、DOM、DLG等数字产品，具有很高的性价比。无人机倾斜摄影测量技术融合了多项测量技术优点的同时，也继承了多项测量技术误差来源。无人机倾斜摄影测量精度主要受以下几个方面因素的影响：1）飞行的气候条件影响；2）成像质量的影响；3）多视化影像联合平差精度的影响；4）像控精度的影响；5）数据采集人工差异化的影响。根据测量平差原理及误差传播定律，无人机倾斜摄影测量质量控制主要环节应在像控、多视影像联合平差和数据采集阶段采取有效的质量控制手段。

3倾斜航空摄影方案设计

（1）飞行方案设计，为满足高精度的地籍测量要求，必须采用专业的倾斜摄影设备，采集地面分辨率优于2cm的影像数据，且根据测区地形地貌、气候情况和飞行空域情况，安全合理的布设航线，计划航摄时间，申请空域。不同于传统摄影测量，倾斜摄影为获取更多的侧面信息，避免遮挡，倾斜摄影采用多角度航拍的方式，航摄重叠度也由传统的航向65%左右、旁向30%左右增加至航向和旁向均在70%以上。倾斜摄影应用于地籍测量时的航摄方案设计需因地制宜，综合考虑建筑物密度、高度、植被遮挡、地形起伏、风速、相机曝光时间等的影响，选用满足项目要求的相机，设计适合的影像重叠度和地面分辨率，进行大量的地籍测量试点验证工作，总结出一套倾斜摄影用于地籍测量的航摄设计方案。（2）像控方案设计，像控点结合吐根控制测量来布设，点位选择点位的选择既要满足图根控制点的要求，也要满足像控点对地面条件的要求，同时在图根控制点上布设辅助标识，这样既可以满足航空摄影测量的要求，也可以满足后期地籍要素测量的要求。考虑到倾斜摄影获取的倾斜影像受地物遮挡影响较大，且需满足后续空三加密和地籍测量的精度要求，像控测量往往先于倾斜摄影，需提前在地面开阔区域布设地标，地标尺寸需适中。地标密度根据测试情况进行调整。（3）数据处理方案设计，包括空三加密方案设计和基于实景三维模型的地籍要素采集两方面内容。倾斜摄影需采用适用于倾斜摄影方式的空三加密软件，如StreetFactory、ContextCaptureCenter、PhotoMesh等。实景三维模型可直观表现地形地貌特征及建筑物细节，逼真的表现地物的纹理和色彩，因此基于实景三维模型进行大比例尺DLG生产，在地籍测量、不动产测绘等领域，具有无可比拟的优势。

4测量思路与流程

为了确保无人机倾斜摄影测量技术在房地一体测量中发挥出真正作用，应进一步明确其测量思路与流程。首先，在房地一体测量工作中，应先行知晓建筑物测量位置以及地籍调查图纸，并且了解测量目的，以便测量工作顺利进行；其次，结合测量要求及房地范围合理设置像控点，之后在载波相位差分技术的辅助下得出像控点具体坐标；再者，结合测量信息制定外业飞行方案，并获取可靠摄影数据，在三维模型基础上对测量信息进行实时采集；最后，利用测量结果的具体数据与检测数据进行对比，由此可判断外业飞行方案是否可行，这样才能保证房地一体测量工作获得最佳测量成果。

5农村区域房地一体化高精度测绘

结合多源数据融合及实景三维模型处理技术，一定程度上将更加适合农村区域倾斜航摄，有待集成镜头的小型化，必将成为小区域倾斜摄影的主流。在集群运算环境逐步发展的今天，建模速度大大提高，高精度三维测图模式终将取代传统地籍测图模式，成为未来农村区域一体化房产测量的新趋势。未来将无人机倾斜摄影技术与其他相关技术集成应用，空地一体化影像数据采集与联合建模将有望提高建筑物底层建模效果与精度。倾斜相机与高光谱、红外热像仪、激光雷达等传感器有效集成，进行成果数据的融合应用，以及模型单体化软件的成熟，将会解决三维模型的应用难题。随着无人机倾斜摄影技术的深入研究和新型技术装备的研发，将为“实景三维中国”建设提供强有力的技术支撑。

结束语

综上所述，无人机倾斜摄影测量技术的确具有显著的应用价值，从测量思路、像控点布设、飞行方案、测量结果等方面着手，地面测量拍摄分辨率可达到0.022cm，由此可有效弥补传统测量技术存在的不足之处。为了进一步提高测量作业效率，应在房地一体测量中扩大应用范围。

参考文献

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