許南海 劉曉文
(1.贛州蓉江新區(qū)征收搬遷辦公室,江西贛州 341000;2.瑞金市自然資源局,江西贛州 342500)
在農(nóng)村的宅基地與集體建設(shè)用地上進行房屋權(quán)籍調(diào)查時,須對某一范圍內(nèi)的房屋產(chǎn)權(quán)狀況、界址、面積以及位置、用途等基本信息有全面準確了解,以確保不動產(chǎn)登記結(jié)果的準確性?;趦A斜攝影技術(shù)的農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查與測量能夠大量減少野外測量作業(yè),節(jié)省大量人力與物力投入,在提高測量效率的同時,高科技、高精準度的測量儀器能夠在最大限度上確保測量準確性,提高采集數(shù)據(jù)信息的實用性。
在傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用過程中,系統(tǒng)主要是由相機主機、主控制系統(tǒng)、POS系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、信息存儲系統(tǒng)等部分組成。技術(shù)的主要載體為無人機,利用無人機飛行高度的優(yōu)勢,對區(qū)域內(nèi)房屋基本情況進行采集。所有采集的數(shù)據(jù)信息以影像和照片為主,數(shù)據(jù)會實時傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)中進行處理,整個過程的便捷性較強,無須過多人員參與。在自動化技術(shù)的應(yīng)用下,降低了人為操作過程的容錯率,提高了數(shù)據(jù)采集結(jié)果的準確性。
在傳統(tǒng)農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查工作開展期間,使用的測量儀器主要有全站儀、棱鏡、直尺等,其工作量與農(nóng)村房屋聚散程度有直接聯(lián)系,采用傳統(tǒng)測量方法會消耗大量的時間成本,容錯率相對較高,易出現(xiàn)誤差累積的情況。傾斜攝影技術(shù)的使用,采用了可全方位采集數(shù)據(jù)的相機,可大幅度提高測繪結(jié)果的全面性。無人機的飛行速度較快,可以在較短時間內(nèi)完成影像資料采集,提升了測繪工作效率。
傾斜攝影技術(shù)在使用過程中,具備應(yīng)用成本較低的應(yīng)用優(yōu)勢。從綜合應(yīng)用成本來看,該技術(shù)所需要消耗的人力成本、時間成本較低,且采集數(shù)據(jù)的完整性較強,可以降低后期返工補測的概率。相比傳統(tǒng)的全站儀測繪技術(shù),采集的數(shù)據(jù)信息可以進行重復(fù)使用,循環(huán)性較強,降低了其應(yīng)用成本,具備較強的可推廣性。
開展農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查測量工作時,基礎(chǔ)任務(wù)內(nèi)容是確定測繪活動的工作范圍,是提高測繪結(jié)果準確性和完整性的前提條件。根據(jù)測繪項目要求確定本次測繪工作的具體測量范圍。為了便于后續(xù)數(shù)據(jù)信息采集,利用GPS系統(tǒng)在邊界線上設(shè)置若干基準點(數(shù)量結(jié)合待測區(qū)域地形復(fù)雜情況進行合理選擇),是后期進行數(shù)據(jù)處理時的主要參考。借助設(shè)置的基準點完成測量范圍的圈定,生成相應(yīng)的地形圖,且在其中融入一些明顯的地理要素,如道路、河流、樹木等,便于攝影數(shù)據(jù)采集后快速地進行幾何圖形校正,縮短數(shù)據(jù)采集和結(jié)果成圖之間的時間間隔,提高系統(tǒng)本身的工作效率。
完成測量范圍的確定工作后,進入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集工作中,應(yīng)注意以下幾部分內(nèi)容:(1)做好無人機飛行參數(shù)的管理工作,目前在數(shù)據(jù)采集中,使用較多的組合為六旋翼無人機+傾斜攝影相機組合。為了避免樹木、電線對于測繪的干擾,無人機的飛行高度應(yīng)控制在80~100 m,將影像分辨率設(shè)置在0.01~0.02 m,側(cè)視鏡頭在使用前需要將角度調(diào)整為45°,借此確保采集數(shù)據(jù)的精準度和完整度。(2)在數(shù)據(jù)采集的過程中,圖像主要有彩色影像與黑白影像兩種,同時對于一些特殊性建筑也會進行拍照,將數(shù)據(jù)格式調(diào)整為TIF格式。在后續(xù)數(shù)據(jù)分析中,可以減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和兼容問題,提升數(shù)據(jù)處理過程的有序性。(3)采集影像數(shù)據(jù)后,需要對圖像資料進行預(yù)處理,查看數(shù)據(jù)采集期間是否存在漏拍或者曝光度過高的情況,如果影像質(zhì)量不滿足要求,需要及時進行補飛。由于起飛時間的差異性,在飛行過程中存在光度不均勻的情況,需做好勻光、勻色的調(diào)整工作,提高采集數(shù)據(jù)的實用性。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集完成后,進入采集數(shù)據(jù)的修正處理階段。在傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用過程中,受到設(shè)備飛行高度、飛行速度等因素干擾,所采集的一些應(yīng)用數(shù)據(jù)會與實際應(yīng)用數(shù)據(jù)之間存在一些偏差,需要借助科學(xué)手段對其進行修正,提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的有效性。一般情況下,會利用軟件自帶功能完成處理,選擇地面控制測量點數(shù)據(jù),個數(shù)為6~10個,參考這些數(shù)據(jù)建立用于影像偏差修正的模型。在調(diào)整其偏差值之后,代入其他的應(yīng)用數(shù)據(jù),得到準確度較高的數(shù)據(jù)信息。在圖形修正處理的同時,需做好數(shù)據(jù)信息的細化處理工作,如根據(jù)村莊內(nèi)不同地理要素的分布特點,對一些殘點數(shù)據(jù)進行處理,利用不同顏色標記地理要素,提升采集內(nèi)容的實用性。
從目前的應(yīng)用情況來看,在三維模型重建環(huán)節(jié)已基本實現(xiàn)了自動化建設(shè)。具體的建設(shè)過程中,應(yīng)注意以下幾部分內(nèi)容:對于采集的相片姿態(tài)數(shù)據(jù)進行整合,其坐標信息需要依靠GPS模塊完成。同時建立2000國家大地坐標系,對于平面坐標內(nèi)容進行處理,隨后將數(shù)據(jù)信息和攝像頭上的數(shù)據(jù)進行匹配,明確像素、焦距、相機方向等內(nèi)容,為三維建模提供參考;做好空中三角測量工作,利用Context Capture(實景三維建模軟件)進行建模,將整理好的相片導(dǎo)入軟件中,參考像素、焦距、相機方向等內(nèi)容,對其中的特征點進行匹配,隨后對控制點進行平差計算,得到計算后數(shù)據(jù)結(jié)果;完成數(shù)據(jù)處理整合工作后,軟件會自動進行建模,一般情況下會將滿足精度要求的數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模軟件中,經(jīng)過視覺匹配、網(wǎng)格劃分、紋理映射等環(huán)節(jié)后,完成結(jié)構(gòu)的建模處理。
在對房屋參數(shù)進行數(shù)據(jù)收集時,會使用三維裸眼采集,即利用散點正交原理來進行實體房屋參數(shù)的收集。在具體應(yīng)用中,需要提取建筑物側(cè)面的平整區(qū)域,可以確保高度數(shù)據(jù)采集結(jié)果的可靠性。在此過程中,須對模型中mesh面的數(shù)據(jù)誤差進行合理控制,消除應(yīng)用誤差的問題,提高數(shù)據(jù)采集結(jié)果的準確性。為了進一步提高三維建模結(jié)果的可靠性,在建模處理的過程中,應(yīng)利用EPS系統(tǒng)輔助開展數(shù)據(jù)采集工作,能夠在大幅度提高二維和三維操作界面的聯(lián)動性,充分體現(xiàn)三維模型的應(yīng)用優(yōu)勢,提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可靠性。
完成上述工作內(nèi)容后,整個系統(tǒng)進入三維圖形繪制階段。在該環(huán)節(jié)的工作開展中,應(yīng)注意以下幾部分內(nèi)容:第一,進行一些專題圖形的繪制,為了方便后續(xù)土地征用、土地開發(fā)工作的進行,可以在采集的數(shù)據(jù)信息中,提取出幾種地理要素,將其他地理要素進行隱藏,直觀展示突出的元素,提高分析結(jié)果的實用性。第二,根據(jù)采集的基礎(chǔ)信息同步進行統(tǒng)計報表的繪制,導(dǎo)出房屋總面積、總戶數(shù)等信息進行,所導(dǎo)出的數(shù)據(jù)需根據(jù)要求對其進行校核,把一些不合規(guī)數(shù)據(jù)替換成合規(guī)數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可靠性。第三,在數(shù)據(jù)分析處理過程中,應(yīng)做好數(shù)據(jù)信息的評估工作,提取有效的數(shù)據(jù)信息,為后續(xù)工作的繼續(xù)推進奠定基礎(chǔ)。
傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用過程中,首要工作內(nèi)容是做好儀器設(shè)備的選擇工作,系統(tǒng)主要是由相機主機、主控制系統(tǒng)、POS系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、信息存儲系統(tǒng)等部分組成。因此,在對應(yīng)用到的儀器設(shè)備進行選擇時,需明確待測區(qū)域的具體規(guī)模、氣候條件等內(nèi)容,基于這些應(yīng)用內(nèi)容開始進行無人機型號、傳感器、相機等設(shè)備應(yīng)用參數(shù)的設(shè)計[1]。在設(shè)備應(yīng)用前應(yīng)根據(jù)既定要求完成儀器設(shè)備的調(diào)試工作,在儀器設(shè)備使用后及時進行儀器設(shè)備的養(yǎng)護操作,使其可以恢復(fù)到最佳的工作狀態(tài),起到延長設(shè)備使用壽命的作用。
為確保所采集數(shù)據(jù)信息的完整性,需擬定相應(yīng)的飛行計劃,在計劃中明確飛行次數(shù)、飛行高度、相機焦距、分辨率等內(nèi)容。在擬定飛行計劃的過程中,應(yīng)對當?shù)貧夂驐l件進行了解,傾斜攝影技術(shù)在應(yīng)用時,對光照強度、空氣濕度、風力強度的要求相對較高。因此,擬定飛行計劃時應(yīng)兼顧這些內(nèi)容,在確保飛行器安全的情況下,加快數(shù)據(jù)采集速度[2]。規(guī)劃飛行線路,一般采用東西向或南北向直飛的方式進行數(shù)據(jù)采集,且起始位置與終止位置需要適當偏離作業(yè)區(qū)域的邊界線,提高數(shù)據(jù)采集結(jié)果的完整性。
除了上述應(yīng)用內(nèi)容外,還需做好數(shù)據(jù)整合處理的相應(yīng)工作。在具體的應(yīng)用過程中,應(yīng)完善相片姿態(tài)數(shù)據(jù)的整合工作,依靠GPS模塊、2000國家大地坐標系完成相片信息的處理,將數(shù)據(jù)信息和攝像頭上的數(shù)據(jù)進行匹配,得到所需的應(yīng)用數(shù)據(jù)。再做好數(shù)據(jù)修正工作,對影像偏差數(shù)值進行修正。對于已整合處理完的數(shù)據(jù),將其導(dǎo)入GIS系統(tǒng)中進行分類存儲。除此之外,在后續(xù)需使用該數(shù)據(jù)時,可以直接從系統(tǒng)中將所需數(shù)據(jù)進行導(dǎo)出,提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的實用價值。
隨著傾斜攝影技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,傾斜三維測量圖的優(yōu)勢更加突出,會逐漸取代傳統(tǒng)立體測圖。使傾斜測量技術(shù)在城市規(guī)劃、國土調(diào)查以及應(yīng)急保障等方面得到更加廣泛的應(yīng)用。相關(guān)的研究人員應(yīng)根據(jù)不斷更新的技術(shù)對傾斜攝影技術(shù)中存在的問題進行深入研究,提升傾斜攝影技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的可靠性與精準度,促進傾斜攝影技術(shù)的有利發(fā)展。