沈如穩(wěn) （安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三一二地質(zhì)隊，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

為落實鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，推進(jìn)農(nóng)村社會發(fā)展，近年來宅基地和集體建設(shè)用地使用權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作的受關(guān)注程度不斷提升，農(nóng)村宅基地確權(quán)登記屬于該工作的基礎(chǔ)，具備施測范圍小、用地特點單一、分布范圍廣、地域分散、房屋密集、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)少等特點。為提升宅基地使用權(quán)確權(quán)登記發(fā)證地籍測繪的效率和質(zhì)量，無人機傾斜攝影測量技術(shù)在其中的合理應(yīng)用必須得到重視。

1 無人機傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用要點

在宅基地使用權(quán)確權(quán)登記發(fā)證地籍測繪工作中，無人機傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用需要首先布設(shè)像控點，多采用GPS－RTK，隨后即可規(guī)劃航線并獲取數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)整理基礎(chǔ)，通過真正射影像和三維重建，最終可依托EPS平臺結(jié)合三維模型和真正射影像成圖。

1.1 數(shù)據(jù)采集

無人機傾斜攝影測量技術(shù)需要依托計算機視覺原理進(jìn)行影像三維重建，該技術(shù)可在不提供相機姿態(tài)、相機位置、相機檢校等信息的前提下實現(xiàn)曝光瞬間相機內(nèi)方位元素、相機位置、測區(qū)三維點云數(shù)據(jù)的自動恢復(fù)，具體應(yīng)用需要基于當(dāng)?shù)貙嵱米鴺?biāo)轉(zhuǎn)換三維數(shù)據(jù)。因此，控制點布設(shè)需要在航飛前于實地進(jìn)行，以此采用當(dāng)?shù)貙嵱米鴺?biāo)系坐標(biāo)和RTK采集控制點。底圖可采用下載的影響，以此開展測區(qū)繪制、輸入飛行參數(shù)、生成航點數(shù)據(jù)，即可完成航線生成，而通過向無人機飛控系統(tǒng)上傳規(guī)劃的航線，數(shù)據(jù)外界即可通過航飛完成。

1.2 三維重建與真正射生成

基于數(shù)據(jù)預(yù)處理基礎(chǔ)，可采用SIFT算法匹配影像的特征點，并采用隨機采樣一致性方法進(jìn)行粗差檢測，這一過程可結(jié)合相對定向模型和5點法，如三度重疊點存在于雙模型之間，粗差點剔除需采用前方交會計算方式，以此對連接點足夠的影像不斷選擇，相對定向即可依次完成，定向的旋轉(zhuǎn)矩陣和線元素可順利計算，為判斷單位陣作為定向的正確性，需利用旋轉(zhuǎn)矩陣相乘和線元素向量共面，自由網(wǎng)可進(jìn)而完成構(gòu)建。可采用光束法聯(lián)合空三測量，可得到畸變消除后的影像和優(yōu)化后的高精度外方位元素，后續(xù)的紋理提取和三維模型創(chuàng)建可獲得依據(jù)。為創(chuàng)建立體像，需開展多視、多基元密集影像匹配，輔以基于區(qū)塊的多視匹配方法，空間平面可在劃分規(guī)則格網(wǎng)后作為基礎(chǔ)，綜合利用物方面元、像方特征點、多視影像上的特征信息和成像信息，為密集匹配多視影像，可由此采用影像不固定的匹配策略，多視影像同名點坐標(biāo)的快速計算可依托并行算法完成，高密度三維點云數(shù)據(jù)獲取可隨之實現(xiàn)。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型建立需經(jīng)過像控點，以此開展地理注冊和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，即可在當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系下轉(zhuǎn)換三維點云并實現(xiàn)DSM的生成，隨之開展真正射糾正和紋理映射，真正射影像和全要素三維模型即可順利獲得。

1.3 EPS 數(shù)字化成圖

可將光柵圖像于EPS軟件中插入，底圖選擇生成的真正射，結(jié)合三維重建成果，調(diào)繪即可依托全要素真三維模型數(shù)據(jù)開展，宅基地房屋矢量采集也能夠隨之實現(xiàn)。對于宅基地使用權(quán)確權(quán)登記發(fā)證地籍測繪來說，無人機傾斜攝影技術(shù)具備的低成本、強時效性、不受場地限制、機動靈活等優(yōu)勢可充分發(fā)揮，地理數(shù)據(jù)的快速獲取可順利實現(xiàn)，同時在實際應(yīng)用中可滿足精度要求，實現(xiàn)外業(yè)人力物力的大量節(jié)約，該技術(shù)的應(yīng)用價值可見一斑。

2 實例分析

2.1 案例概況

為提升研究的實踐價值，本文以蚌埠市轄區(qū)宅基地確權(quán)登記發(fā)證項目作為研究對象，該項目需要查清村莊及集鎮(zhèn)所在地的土地及房屋的權(quán)籍和地形、地貌情況，1:500的房屋面積和地形測繪、權(quán)籍調(diào)查屬于主要工作內(nèi)容。為保證地籍測繪的效率和質(zhì)量，項目采用了無人機傾斜攝影測量技術(shù)且取得了預(yù)期成果，因此該項目的無人機傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用具備較高借鑒價值。項目采用“1985國家高程基準(zhǔn)”“2000國家大地坐標(biāo)系”、高斯－克呂格投影方式，中央子午線為 117°00′00″，按 3°分帶。采用1:500比例尺，以50cm×50cm正方形分幅作為地籍圖分幅標(biāo)準(zhǔn)，采用100整數(shù)倍的比例尺分母并在 1:100～1:1000（或 1:100～1:500）之間針對性選擇宗地（或房屋占地面積）大小。采用坐標(biāo)解析法計算宗地面積，采用坐標(biāo)解析法或用坐標(biāo)解析法計算房屋面積。傾斜攝影需保證存在優(yōu)于1.5cm的地面影像分辨率，并存在5cm內(nèi)的三維模型精度檢測平面誤差，圖1為傾斜航空攝影技術(shù)流程。

圖1 傾斜航空攝影技術(shù)流程

2.2 傾斜航空攝影要點

在空域申請環(huán)節(jié)，需遵循現(xiàn)行航空管理法律法規(guī)，提前辦理手續(xù)，以此獲得使用許可；在飛行保障環(huán)節(jié)，需關(guān)注氣象條件保障、后勤保障、空域使用保障；在航攝設(shè)計環(huán)節(jié)，主要內(nèi)容涉及航攝設(shè)計、航高設(shè)計、飛行控制要求、航線布設(shè)、飛行質(zhì)量控制、補攝或重攝等內(nèi)容，如保證航攝攝區(qū)范圍完整覆蓋、航攝攝區(qū)范圍完整覆蓋認(rèn)真檢查設(shè)備和材料、保證多角度獲取傾斜攝影影像、保證影像質(zhì)量清晰。在具體的航線布設(shè)中，直線布設(shè)需結(jié)合攝區(qū)走向開展，首末航線與攝區(qū)邊界線平行必須保證存在能夠獲得有效測區(qū)影響的側(cè)視鏡頭，對于涉及的航線往返飛行和擺動拍攝，雙鏡頭布設(shè)航線需保證傾斜攝影影像能夠多角度獲取。在飛行質(zhì)量控制中，需保證航空攝影嚴(yán)格遵循設(shè)計執(zhí)行，飛行速度的科學(xué)控制極為關(guān)鍵，攝影需要在相機運行的曝光時間和速度范圍內(nèi)進(jìn)行，同時嚴(yán)格控制飛行轉(zhuǎn)彎坡度，不得存在大于限定要求的飛機俯仰、旋偏角。需存在至少3條超出攝區(qū)邊界線的基線，影像質(zhì)量的色彩鮮明、顏色飽和、反差適中、色調(diào)一致也需要得到保證，且相同地物需要擁有基本一致的色彩基調(diào)；在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，需關(guān)注POS數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)的下載，以此針對性開展是否按預(yù)設(shè)航線飛行分析、影像數(shù)據(jù)錯誤或遺漏分析，必要時需開展補攝；在像片控制測量環(huán)節(jié)，需要強化像控點布設(shè)和像控點施測，項目按照150m格網(wǎng)間距布設(shè)像控點，具體測量采用網(wǎng)絡(luò)RTK，GPS靜態(tài)測量用于信號遮擋困難區(qū)域，為避免出現(xiàn)粗差，坐標(biāo)的展點檢查需要在像控點聯(lián)測結(jié)束后及時開展，空三加密的順利推進(jìn)可得到保障；傾斜攝影三維建模的流程可概括為：“原始影像/POS文件/相機文件→空三加密→密集點云→TIN網(wǎng)創(chuàng)建→自動紋理映射→三維場景”，具體實踐需要關(guān)注基于無人機的傾斜攝影、影像的勻光勻色處理、空中三角測量、自動化建模處理?？罩腥菧y量需要在建模軟件中導(dǎo)入POS數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、相機參數(shù)，以此密集匹配多視角影像特征點和自由網(wǎng)多視影像約束平差解算，區(qū)域網(wǎng)模型建設(shè)和相對定向可由此完成，進(jìn)一步依托內(nèi)業(yè)環(huán)境完成約束平差解算，即可實現(xiàn)絕對定向，圖2為區(qū)域網(wǎng)空三加密示意圖。

圖2 區(qū)域網(wǎng)空三加密示意圖

三維模型重建采用的軟件為，該軟件可實現(xiàn)多機多節(jié)點并行運算，直接提交空三后的成果數(shù)據(jù)，即可最終得到真實的三維場景。

3 結(jié)論

綜上所述，無人機傾斜攝影測量技術(shù)可較好地服務(wù)于地籍測繪。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的蚌埠市轄區(qū)宅基地確權(quán)登記實例，則直觀展示了無人機傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用路徑。為更好地服務(wù)于地籍測繪，無人機傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用還需要關(guān)注其他地物的遮擋減少、影像數(shù)據(jù)處理的計算機硬件要求降低等內(nèi)容。