倾斜摄影技术在高精度房地一体测量中的应用研究

倾斜摄影技术在高精度房地一体测量中的应用研究

龙芳昕

广西鑫易维测绘技术有限公司 广西南宁

摘要：伴随测绘地理信息技术的快速发展，地籍、房产等许多传统测绘类型项目的精度要求不断升高，例如点位、边长误差精确在5cm之内，且投入的成本增加，工作周期延长等问题确实增多。为了解决上述问题，我国开始在高精度房地一体测量工作中引入倾斜摄影技术，以提高测量精度。基于此，本文介绍了高精度测量技术的技术难点以及倾斜摄影技术流程，并以某区域的测量工作为例，从外业飞行方案设计以及精度分析两方面介绍高倾斜摄影技术的应用，以期为高精度房地一体测量工作开展提供参考。

关键词：倾斜摄影技术；高精度房体一体测量；精确度

引言

倾斜摄影测量技术具有效果真实度与精确度高，可量测等优势。伴随倾斜摄影测量技术所用采集设施以及处理算法的日渐完善，此技术对于广泛应用在土方测量以及地形图测等工作之中[1]。然而，实际应用过程中可能产生整体精确度均衡性无法掌握等现象。因此，如何在高精度房地一体测量中合理运用倾斜摄影技术，成为许多相关工作人员关注的重点。

一、高精度测绘工作的技术难点

如今，倾斜摄影测量实景三维的优势在地形图测绘工作中得到广泛的应用，然而在高精度测绘工作中应用具有如下技术难点：

第一，外业像控点测量平面的精准度需要达到1.5cm左右。该要求在误差累积的影响，要求从原始数据的1.5cm发展至最终平面图5cm，难度相对较高[2]。

第二，对测图人员专业能力要求严格。高精度线绘图提炼对测绘人员专业能力、工作经验以及技术水平较高，但实务工作中，专业素养高、经验丰富的工作人员数量并不多[3]。

第三，整体精准度的均衡性无法掌握。伴随倾斜摄影测量技术的持续推广，开始广泛应用在高精度房地一体测量工作之中。但就实际应用情况而言，整体均衡性不佳，容易出现局部符合需求，而其余区域精度不能满足需求的情况。

二、倾斜摄影技术工作流程

通常情况下，高精度房地一体测量的内容以宅基地界址点、房屋边角点以及地籍调查底图绘制为主[4]。基本工作流程是在目标区域安装像控点，之后利用RTK测量像控点以及具备代表性的检查点坐标。设计人员需先制定外业飞行方，通过此方案获得的影像信息数据建立DOM以及三维模型，同时基于三维模型收集成果数据，利用成果数据以及检查位置的实测数据精准度对比对确认方案是否可行。具体技术流程如下图所示：

图1 倾斜摄影技术工作流程

三、高精度房地一体测量中倾斜摄影技术的具体应用

（一）外业飞行方案的选用

某村落地处平原地区，土地面积为2.4km²，村内各个建筑物相对集中，房屋普遍为砖房。针对该村落，检测人员应合理设计外业飞行方案。外业飞行方案设计质量与影响质量以及外业飞行效率之间有密切关系。所以科学设计外业飞行方案是把倾斜摄影测量技术运用在农村房地一体调查的关键性环节。具体分为如下流程：

第一，飞行系统的选用。检测人员需要结合拍摄目标的范围以及特点选用适合的飞行系统。一般情况下，房地一体测量以村落为单位，检测的面积普遍较小，各个建筑物位置分布较为混乱，覆盖范围胶框，并不适用于大面积倾斜摄影测量飞行系统[5]。故而，针对该情况，建议选用轻小型旋翼无人机以及单镜头飞行系统，优势更为显著：其一，轻小型旋翼无人机整体硬件自重较轻，所以方便携带。其二，单一架次作业面积为0.5km²，符合房地一体测量工作的检测范围的实际需求。其三，单镜头云台系统灵活度更高，能够结合测量目标建筑物高度以及建筑物间隔距离自主调节。其四，该设备无需投入较高成本，飞行系数更为安全，适用于低空摄影测量工作。故而，针对本次测量目标选定轻小型旋翼无人机开展外业飞行。

第二，航线设计方案参数确认。结合地基测量标准的实际需求，根据航摄区域特征，本次研究设计如下航线规范方案。              其中航高，为90m；GSD设定为0.022m；飞行速度控制在6.4m/s；相继宽高比值为3:2；航向重叠程度为80%；旁向重叠程度为70%；云台倾斜角度为45°；飞行方式为“井”字型。

第三，架次航线设计。结合本次航空拍摄的区域，利用航向设计软件调节航摄位置的边界线，并录入相关参数，按照架次设计主航线的角度，即可生成相应的航线。

（二）精度检验

第一，飞行质量分析。飞行质量分析具体包含影像重叠程度、最大行高与最小行高差值、影像清晰程度以及航线偏离程度。为了构建符合精度需求的三维模型，航向以及旁向重叠程度应控制在70%或是60%之上。航线相邻像片行高差异控制在5m之中，航高最大值与最小值差值控制在10m之中，航线弯曲程度不应高于3%。就本次研究结果显示，最小的航向重叠程度、旁箱重叠图、航高差值以及航线偏离最大值均处于要求范围之中。经由观察显示，所有飞行影像清晰度较高，色彩和色调反差适合，并未产生重影或是模糊的问题，目标区域影像符合标准，能够开展后续的验证工作。

第二，实验数据的检验。为了检验三维模型所收集的数据能否达到农村地基测量精确度需求。本次应用挑选14个房角点，并记作点f1至f14，均为宅基地的边界位置，且平均散落在目标范围内，运用RTK检验所有检查点的坐标值。为了尽量降低偶然误差对实验结果产生的负面影响，必须针对所有检查点采集10次信息数据，将时间测量的坐标值作为真值，确认所有方案检查点点位中误差，可采用如下公式进行计算：

m=±

其中，xi与yi分别代表在三维模型之中，第i次采集数值的平面坐标值；X与Y则是检查点的实际测量值；n代表采集频率；m代表检验位置点位中误差。本次研究详细计算各个检查点点位中误差平均数值，评估各个方案三维模型整体精准度指标。

第三，精度评估。高精度房地一体测量目标包括三种类型：界址点。这是绘制地籍的重要参数，精度要求最为严格；房角点，测绘人员需要据此绘制宅基地之中房屋的所在位置；地物要素，包括各种干线、支路、水渠等不同类型地物。结合我国现行地基测量标准要求，界址点相较于邻近控制点点位误差与相邻界址点间隔距离误差限查不足0.2，中误差不足0.1，满足测量二级界址点的需求。

结束语

为了有效提高高精度房地一体测量技术的效率以及质量，测量人员可以充分发挥无人机倾斜摄影技术的优势。因此，测量人员明确倾斜摄影技术的工作流程，合理选定外业飞行方案，以保证精度满足测量工作的实际需求，提高测量工作效率以及质量。

参考文献

[1] 潘红平,晋良高,袁龙. 无人机倾斜摄影测量技术在西藏江孜县农村房地一体确权登记中的应用[J]. 经纬天地,2020(6):31-35.

[2] 黄天文. 倾斜摄影测量技术在农村房地一体调查颁证项目中的应用[J]. 资源导刊·信息化测绘版,2020(11):31-32.

[3] 余华胜,胡生送,徐彩杰. 倾斜摄影测量技术在房地一体调查颁证项目中的应用[J]. 科技创新导报,2020,17(30):7-9.

[4] 刘芳. 基于无人机倾斜摄影的“房地一体”测量技术研究[J]. 城市建设理论研究,2020(28):57-58.

[5] 王雷,冯幼贵,邢著荣,等. 基于无人机倾斜摄影的地籍房产测量关键技术研究[J]. 微型电脑应用,2020,36(11):126-129.