无人机倾斜摄影在不动产测量中的应用

无人机倾斜摄影在不动产测量中的应用

周佳婷,沈忱,许昌,陈亦辉

浙江有色勘测规划设计有限公司  浙江省绍兴市  312000

摘要：全站仪和RTK测量技术是不动产测量中普遍采用的技术，由于这些技术在实际应用中存在着工作量大、工作效率低等问题，因此在一定程度上制约了测量工作的质量。无人机技术作为一种新兴技术广泛应用于测量领域，可以更高效地进行数据的收集和整理。该方法还可以通过构建三维模型，达到提高测量精度的目的。本文通过对无人机倾斜摄影技术在不动产测量中的应用路径及其关键技术的应用策略进行研究，以助力无人机探测摄影技术的提升与发展。

关键词：无人机；倾斜摄影；不动产测量；应用研究

无人机倾斜成像技术是利用无人机在低高度、多方位进行拍摄的技术。其可以从多个角度采集数据，获得高分辨率的立体图像，并利用计算机软件自动生成三维的信息模型，从而快速获得地理信息。该拍摄技术在测绘、国土、矿山、林业、电力、数字城市等方面应用较多。相对于传统的测量方法，无人机技术的定位功能，可以使测量单位在很短的时间内，获得更多的地理信息，节约了大量的人力和物力成本。

1.无人机倾斜摄影测量的工作原理及优势

1.1无人机倾斜摄影测量的工作原理

与传统的垂直摄影相比，无人机倾斜摄影技术是一个新的概念。它突破了常规航空测量只能获得地面正射图像的技术壁垒。一架无人机携带多个传感器，可以达到从正面、上、下、左、右五个方向采集同一栋建筑物的图像的目的。采用内置GPS接收机与高精度IMU联合测量摄像机曝光点的外向角等参数，可对其飞行高度、曝光时间进行测量。利用图像数据对地形地貌的几何关系、纹理特征进行三维重构，可以获得符合实际场景的三维建模。无人机进行航空测量，是利用无人机上的图像采集设备，在垂直和倾斜的情况下进行图像数据的采集，使得三维模型建立地更加逼真、立体。

1.2无人机倾斜摄影测量的优势

倾斜摄影技术已经是一种比较成熟的测量方法，能够实现多视角图像的同时采集，并利用多个角度图像进行实时建模。从整体上看，倾斜照相法具有如下优势：

(1)打破常规。在倾斜摄影技术出现之前，常规的航空摄影技术仅能获得正射方向的图像。采用倾斜摄影技术，可获得高分辨率、多角度的图像，可在二维和三维之间进行任意转换。

(2)成本低廉。由于其高机动、灵活的特性，再加上操作简单、数据采集效率高、可单人操作等特点，在人力、时间等方面大大降低了工程投资的成本。

(3)没有地理范围的限制。过去需要由勘测人员到现场进行测量，而利用无人机的倾斜摄影技术，可以减少原来的野外作业量，把大量的工作转移到室内，使测量工作不用受到地理空间上的局限[1]。

(4)高度的自动化。在不需要太多人为控制的情况下，无人机倾斜摄影测量技术可以实现实时的三维建模。与手工建模相比，采用无人机倾斜摄影测量的方法可以有效减少模型的制作周期，节约了大量的人力和财力成本。

2.无人机倾斜摄影测量技术应用路径

无人机倾斜摄影测量的工作过程主要有：前期准备、布设影像控制点、航拍、空中三加密、自动立体模型、裸眼数据采集、外业调绘、成果质量检验、资料整理提交等。

(1)前期工作及方案的编制。在进行无人机倾斜摄影测量之前，必须做好相应的前期准备工作，并进行针对性的方案设计。搜集已有的研究成果，包括：项目特点、工作范围、已有控制点等，可以最大限度地使用既有数据，针对工程实际，设计相机的航线、航高、航速等参数。

(2)像控点和航拍测量。在工程前期准备和工程设计结束后，进行像控点和航拍的测绘工作，其中像控点和航拍是整个工程的重点。像控点的布置要分布均匀，并要覆盖整个测区，像控点的距离、测量方式要符合技术规范的要求。

(3)内业控制。在图像采集完毕后，利用专用软件对图像进行空间三次加密、三维建模，并将模型数据输入到专业的数据采集系统中。在采集要素时，如果出现内业不能判定的情形，要将其记录在案，并在现场进行调绘[2]。

(4)外部调绘和品质的检验。内业数据收集完毕后，进行外业的调绘、验证，并对结果进行质量检验。

3.无人机倾斜摄影测量关键技术及应用策略

3.1无人机倾斜摄影测量的关键技术

（1）影像匹配。图像匹配应从多个角度进行，尽量使用多种图像进行匹配，以确保图像的精确、可靠。对需要进行多视角匹配的建筑物进行测绘时，要在无人机的飞行中采集建筑的纹理信息，迅速构建出一座准确的立体建筑物模型。相对于正射图像，倾斜图像存在着大面积变形和分辨率不统一的问题。为解决上述问题，必须采用倾斜图像的密集匹配技术，以提高图像的准确度和密度。

（2）倾斜影像拼接技术。在图像倾斜拼接技术中，图像的像素必须同时兼顾两个方面。一是，像素要与地面点到候选的倾斜影像之间的距离保持一致；二是，从地面到图像透视中心的光之间要有一个角度，然后通过角度数据来选取适当的倾斜图像。在采用倾斜成像技术进行拍摄时，垂直的建筑，尤其是城市里高度集中的高层建筑，会产生重影。对此，可以在平地上进行图像的拼接，形成DSM，将倾斜图像与相应的下视角图像中的直线特征相匹配，从而识别垂直方向的建筑物，并进行修正。

3.2无人机倾斜摄影在不动产测量中具体应用分析

3.2.1数据预处理

检验影像与POS数据资料是否相符，并核对影像是否具有较大的模糊区、影像品质是否有显著差异，并检视3D模型的成效。在进行无人机摄像的时候，由于相机在不同的角度拍摄了不同的图像，造成了图像的亮度和反差，从而影响了图像的质量[3]。所以，需要对图像进行光线、色彩的平滑处理。

3.2.2影像数据的导入

在导入全部图片及相关POS数据资料的同时，还需输入传感器的横向边沿及焦距资料，认真核对传感器的大小及焦距的数据，确定后再开始影像比对。

3.2.3影像匹配及像片控制点的关联

在完成了测量工作之后，输入图像之前，要对同一点进行图像的提取与匹配。3D智能系统具有高度的自动化，实现了图像的自动匹配。在此基础上，利用像控点的记录情况，将观测到的影像与像控点进行人工绑定，使影像处于精确的影像位置。准确地预报出控制点的位置，能有效地提高控制点的定位精度。

3.2.4空中三角测量

在完成各阶段后，由模拟软件实现对飞行三角的各参数进行微调，并对各图像的位置、角度元素、镜头特征进行精确地评价。

3.2.5三维模型生成

在进行三维模型的计算前，先要检验空中三角的精确度。在没有找到错误的情况下，建立3D模型时不需要人工调节参数。利用3D数据采集软件，实现三维模型的自动生成，并利用实际数据进行高密度云的计算；利用点云数据资料，对不规则三角剖分模型进行自动选择，并由此形成区域白色模型；将经过处理的纹理加入到白色模型中，在试验区域内实现真正的三维模型的生成。

结束语：由于无人机倾斜摄影技术在房地产测绘中的应用尚处于初级阶段，行业标准、技术优化方法、数据共享等机制都还不够成熟，因此在技术上的改进和实际的运用方法还有待进一步完善。由于其具备分辨率高和可操作性强的特点，因此测绘人员需要认真研究该技术的运用技巧，将其优势最大化。采用无人机倾斜摄影技术融入不动产登记工作，是一种很好地适应当前地产产业需求的手段，能够为不动产登记工作提供更加地高效而准确的测绘办法。

参考文献：

[1]邹馨,刘健,陈晓勇.无人机倾斜摄影在不动产测量的应用[J].北京测绘,2022,36(10):1396-1401.

[2]田忠星,孙田,张龙,赵鹏.无人机倾斜摄影在不动产测量中的应用[J].测绘与空间地理信息,2022,45(10):201-203+206.

[3]沈高钰.无人机倾斜摄影测量在不动产测量中的精度分析与验证[J].测绘与空间地理信息,2022,45(08):180-183.