倾斜摄影测量在农村房地一体调查中的应用

倾斜摄影测量在农村房地一体调查中的应用

娄元鹏 刘学斌 魏齐

河南广瀚工程测量有限公司 453000

摘要：主要从测量思路与流程、外业像控点布设、外业飞行方案、测量结果分析等方面对无人机倾斜摄影测量技术展开了深度讨论。

关键词：无人机; 倾斜摄影技术; 农村房地一体测量;

无人机倾斜摄影测量技术在农村宅基地调查过程中可增强测量精准度，并且能够满足多元化需求，故而值得在农村房地一体测量中予以积极推广，进而改善农村宅基地管理现状。农村房地一体调查的农村集体土地宅基地、农村集体土地建设用地使用权调查和农房调查（以下简称农村房地一体调查）是在权属调查的基础上运用测绘技术测绘农村土地、房屋等附着物的权属、位置、数量、质量和利用状况等，为农村不动产登记和核发证书提供依据，为不动产管理服务提供数据基础的一项技术。针对传统的野外实地测量法，即利用全站仪、GPS等测量仪器获取数据，内业整理编辑成图,方法耗时长，效率低，需投入大量人力物力的情况,我队引进一套iCam Q5mini倾斜摄影仪设备，利用其倾斜摄影测量技术用于大比例尺的地籍测图暨农村房地一体调查，既满足国家规范要求，又大大提高了生产效率、减少成本。

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、垂直等方向获取农村房地一体测量影像。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农村房地信息进行采集，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 基于无人机倾斜摄影测量的农村房地一体测量

本文以农村地区为例，通过实验验证无人机倾斜摄影测量在农村房地一体测量中的应用效果，分析其可行性，明确无人机倾斜摄影测量的应用方式。

2.1 测量思路与流程

为了确保无人机倾斜摄影测量技术在农村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，在农村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，结合测量要求及农村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，这样才能保证农村房地一体测量工作获得最佳测量成果。

2.2 外业像控点布设

在以往的无人机测量中，通常根据测区大小，在区域内以均匀分布方式布设外业像控点，表现出数量多、工作量大、难度高的问题。针对这类问题，本文遵循像控点应易识别、与影像边界相距1-1.5cm、远离阴影位置的原则，提供三种外业像控点布设方案，对比其精度与实施难度，选出最佳方案，为测量人员进行外业像控点布设提供帮助。

2.2.1 布设方案

方案一：传统像控点布设方式，即在测区内均匀分布。

方案二：围绕角部点组布设，将测区的角部为主要分布区域，分布方式为点组。

方案三：围绕角部均匀布设，将测区的角部为主要分布区域，分布方式为均匀分布。

在上述方案应用中，为保障实验数据的准确性，技术人员需在使用无人机摄影测量前，做好像控点标记工作，应用油漆（适用于柏油路等坚硬区域）及腻子粉（适用于土壤等松软区域）以“十”字形方式喷涂。同时，选择GPS-PTK测量技术，对像控点的实地坐标进行测量，构建三维模型与DOM，通过实验对比其位置精度，选出最佳布设方案。

2.2.2 实验对比

在构建三维模型与DOM后，将某地势平坦的村庄为实验区域，分别应用上述方案布设像控点，以无人机摄影方式，明确各个像控点的具体位置。本实验选择FC6310型号的摄影机，摄影参数如下：焦距设定为8.8m，航高设定为80m，摄像机的影响分辨率为5616×3744、像素大小为2.41μm，地面分辨率为0.022m。

在明确像控点具体位置后，将三个布设方案的三维模型输入至EPS软件中，共采集十次无人机检查点数据，避免实验数据受到偶然误差影响。根据采集的十次数据，计算检查点的点位中误差，其平均值即表示像控点布设方案的精度。经过计算，方案一的平均点位中误差为0.042，最大点位中误差为0.055；方案二的平均点位中误差为0.068，最大点位中误差为0.105；方案三的平均点位中误差为0.052，最大点位中误差为0.069。就实验结果而言，方案一的精度最低；方案二的精度最高，但不同检查点的精度相差较大；方案三的精度适中，且各个检查点间的精度差异较小，所以方案三更适用于农村地区的农村房地一体测量。

2.3 外业飞行方案

在无人机倾斜摄影测量中，外业飞行方案是无人机飞行的指导，测量人员需合理选择飞行系统、规划无人机的航线，保障无人机倾斜摄影的质量，提高测量效率与质量。

在飞行系统选择中，测量人员需综合考虑摄影测量的区域和特征。以农村地区为例，其测量区域为村庄，面积较小，且位置分布，覆盖范围较广。就此，在选择飞行系统时，不可选择大面积倾斜摄影测量飞行系统，优先选择轻小型翼无人机，为其配置单镜头，高效完成小面积的摄影。细化来说，轻小型翼无人机具有重量小、测量便捷、成本低、作业面积与村庄面积相差无几等优势，而单镜头摄影模式更为灵活，可保障测量的精度与效率。

在无人机航线规划中，测量人员需明确地面分辨率、航高与飞行速度等多个参数。在规划中，测量人员需根据各个参数间的关系，进行数据计算，明确最佳测量参数。以FC6310型号的摄影机为例，其摄影航高和地面分辨率有直接关系。在航高为100m时，地面分辨率为0.027m；在航高为80m时，地面分辨率为0.022m；在航高为60m时，地面分辨率为0.016m。在本实验中，航高设定为80m，地面分辨率为0.022m，云台倾斜角度为45°，飞行速度为6.6m/s。

2.4 测量结果分析

根据上述飞行方案，对某村庄进行农村房地一体测量，测量结果显示，该区域的农村房地一体测量结果符合地籍测量规范的一级与二级要求。就此，本文提出的农村房地一体测量方法，可推广普及。

3 结论

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，应在农村房地一体测量中扩大应用范围。倾斜摄影测量技术完全可用于生产1:500地籍图和农村房地一体调查中的大比例尺地图测绘工作。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，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。为企业提高了生产效率，减少人员成本的投入，节省了成本，经济效益明显提升。

参考文献

[1]王静宇.浅谈无人机倾斜摄影测量技术及其应用[J].工程建设与设计，2017（14）:200-201.

[2] GB/T 24356-2009，测绘成果质量检查与验收，北京：中国标准出版.

[3] TD/T1001-2012，地籍调查规程，北京：中国标准出版.

[4] i Cam Q5mini倾斜摄影仪设备使用说明书.