高彩蓮

(海天地信科技有限公司，山東 煙臺 264001)

0 引 言

房地產(chǎn)登記,需要對房地產(chǎn)的產(chǎn)權(quán)狀況、位置、界址、面積、用途等基本資料進(jìn)行全面的調(diào)查。采用傳統(tǒng)的全場測量法進(jìn)行農(nóng)房定產(chǎn)測繪,工作量大,成本高,效率低。傾斜攝影測量技術(shù)是近幾年興起的一種技術(shù)手段,該系統(tǒng)突破了以往只能從垂直角度拍攝正射圖像的限制,將多個傳感器安裝于同一個飛行平臺上,利用飛行平臺上的傳感器采集不同角度的圖像,將使用者帶入真實(shí)、直觀、符合人類視覺的世界。采用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,操作簡便,效率高,大大降低了操作風(fēng)險和成本。無人駕駛飛機(jī)的圖像可以進(jìn)行幾何重構(gòu),得到數(shù)字表面模型[1]。這些信息可以被廣泛地應(yīng)用在考古、植被監(jiān)測、交通監(jiān)測、災(zāi)害管理等方面。此外,傾斜攝影測量技術(shù)還具有扇形周長大、角度多、清晰度高等特點(diǎn),因此利用傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行三維繪圖是測繪領(lǐng)域中的一個研究方向。本文設(shè)計了一個基于傾斜攝影測量技術(shù)的農(nóng)房不動產(chǎn)測繪方法,實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果表明,此次研究的基于傾斜攝影測量技術(shù)的農(nóng)房不動產(chǎn)測繪方法有效解決了目前存在的問題,實(shí)際應(yīng)用意義強(qiáng)。

1 三維建模

利用傾斜攝影測量技術(shù),對農(nóng)房不動產(chǎn)進(jìn)行三維建模。在斜度較大的圖像上,傳統(tǒng)的單元素匹配方法提出的同名點(diǎn)無法滿足建模需要,很難進(jìn)行多視覺圖像的密集匹配。

高傾角攝影測量是低空航空攝影測量中的一項(xiàng)新技術(shù),它能全面捕捉地面的真實(shí)情況,獲得多角度的影像資料。所獲圖像數(shù)據(jù)可用于三維建模,以直接表達(dá)豐富的特征信息。無人駕駛飛機(jī)傾斜攝影三維建模主要涉及三個方面的內(nèi)容:①圖像預(yù)處理;②基于立體測圖技術(shù)求得匹配加密點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高度;③密集匹配。無人機(jī)傾斜攝影測量的三維建模流程如圖1所示。

圖1 三維建模流程圖

2 數(shù)據(jù)獲取及測繪實(shí)現(xiàn)

主要采用無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,在進(jìn)行采集時要保證采集數(shù)據(jù)光線的均勻,并且需要保證影像滿足建模的質(zhì)量需求,并將質(zhì)量較差的影像剔除,對影像數(shù)據(jù)預(yù)處理。依據(jù)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)構(gòu)建單位模型,利用三維模型進(jìn)行房產(chǎn)信息的采集。

因?yàn)閮煞鶊D像的角度不同,所以同一物體在不同圖像上的測量結(jié)果也不一樣,所以采用空中三角測量法處理傾斜圖像是不可行的[2]?；趫D像間的幾何變形和遮擋,引入多束區(qū)域網(wǎng)的平差方式,通過聯(lián)合求解來保證平差結(jié)果的精度。

在大型地形圖制作過程中,有很大一部分是屋檐校正,屋檐校正的精度直接關(guān)系到攝影圖的平面精度。建筑物空間結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 建筑物空間結(jié)構(gòu)示意

假定建筑物對側(cè)屋檐的修正值ΔT檐相同,則有:

(1)

公式(1)中,ΔT檐1、ΔT檐2常用的方法是現(xiàn)場繪圖人員采用滴水線法、垂線法或全站法等方法,將繪圖任務(wù)交給內(nèi)部編輯完成,煩瑣,效率低,費(fèi)時費(fèi)力[3]。

應(yīng)用斜片三維建模技術(shù)和垂直散射正交法原理,在不需要計算檐口校正值的情況下,直接對建筑物邊緣進(jìn)行檐口校正。由判斷可知,如果這三個面是成對垂直的,則它們的交點(diǎn)也是成對垂直的。

(2)

因?yàn)槎ň€圖最終是以二維向量的形式顯示頂部視覺效果的,所以交點(diǎn)被用來顯示定線圖末端的視覺效果。將O1所在高度作為基準(zhǔn),分別向面P1、P2引出水平線,結(jié)合上述公式可知:

(3)

依據(jù)上述過程完成屋檐的校正,以此完成基于傾斜攝影測量技術(shù)的農(nóng)房不動產(chǎn)測繪。

3 實(shí)驗(yàn)對比

為驗(yàn)證此次研究的基于傾斜攝影測量技術(shù)的農(nóng)房不動產(chǎn)測繪方法的有效性,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，并將傳統(tǒng)方法與此次研究的方法作對比,評判兩種方法的有效性。

在此次實(shí)驗(yàn)中,選擇了位于某鎮(zhèn)東部的小杜莊村為研究區(qū)域。地理坐標(biāo)為E114°18 mm,平均高度為+35 m,面積為1.88 km2,中間居住區(qū)的面積為0.525 km2。村子里的房子簡樸而整潔,是該實(shí)驗(yàn)鄉(xiāng)村住宅的典型代表。

此次研究的方法預(yù)先采用四旋翼無人機(jī)搭載五面鏡相機(jī)進(jìn)行傾斜飛行,經(jīng)過2次飛行,獲取了7 150幅該區(qū)域的傾斜圖像,分辨率為1.5 cm。機(jī)體的飛行參數(shù)見表1。

表1 飛行參數(shù)

利用三維建模軟件,生成真實(shí)場景的三維模型,最后用三維模型進(jìn)行三維繪制,并直接將農(nóng)舍固定流水線圖與集料上的去檐圖連接起來。

3.1 測繪誤差對比

基于上述實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,此次研究的方法與傳統(tǒng)方法的測繪誤差對比結(jié)果見表2。

表2 測繪誤差對比

通過對比表2中的數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn),此次研究的基于傾斜攝影測量技術(shù)的農(nóng)房不動產(chǎn)測繪方法的測繪誤差明顯小于傳統(tǒng)方法的測繪誤差,較傳統(tǒng)方法測繪效果好。

3.2 測繪時間對比

對比此次研究的測繪方法與傳統(tǒng)測繪方法的測繪所用時間,結(jié)果見表3。

表3 測繪時間對比

依據(jù)表3能夠發(fā)現(xiàn),此次研究的方法在農(nóng)房不動產(chǎn)測繪上,花費(fèi)的測繪時間較少,明顯少于傳統(tǒng)的測繪方法。

綜上所述,此次研究的基于傾斜攝影測量技術(shù)的農(nóng)房不動產(chǎn)測繪方法較傳統(tǒng)測繪方法測繪效果好。原因是,此次研究的測繪方法采用了傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行了分析,并對測繪對象進(jìn)行了校正,從而獲得了較好的測繪效果。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計了一個基于傾斜攝影測量技術(shù)的農(nóng)房不動產(chǎn)測繪方法,通過傾斜攝影測量技術(shù)建立三維模型,可實(shí)現(xiàn)多角度、全方位的三維測量,而傳統(tǒng)的房地產(chǎn)測繪不具備此功能。此次研究的方法利用三維模型的直觀性,可在室內(nèi)計算機(jī)上完成現(xiàn)場測量工作,提高了工作效率,縮短了工期,較傳統(tǒng)方法應(yīng)用效果好。該三維模型能夠較好地反映出房屋的各個樓層的信息,更加直觀,而且還能反映出隱蔽區(qū)域。對居住稠密、遮擋嚴(yán)重的單體建筑進(jìn)行傾斜攝影測量時,模型繪制問題比較突出,可采用全站儀測量解決,這是在后續(xù)研究中需要解決的問題,希望此次研究的測繪方法能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域提供一定的幫助。