何湘平,梁運強,黎志堅,符惠偉,廖超明@

(1.平南縣不動產(chǎn)登記中心，廣西 平南 537300;2.桂平市 江口鎮(zhèn)綜合行政執(zhí)法大隊，廣西 桂平 537229;3.南寧師范大學 自然資源與測繪學院，廣西 南寧 530001))

中國政府正在全面開展農(nóng)村不動產(chǎn)確權登記發(fā)證工作。傳統(tǒng)的不動產(chǎn)測量方法是使用全站儀測量技術、GNSS-RTK測量技術進行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，然后內(nèi)業(yè)編繪成圖,這種作業(yè)模式需要投入大量的人力、物力，工作效率低、成本高[1]。加上本輪農(nóng)村房地一體化項目建設時間緊、任務重，采用傳統(tǒng)全野外測量方法是難以在規(guī)定的時間內(nèi)完成工作任務。

無人機傾斜攝影測量技術具有成本低廉、時效性強、工作效率高等優(yōu)勢[2]，已被逐步應用到不動產(chǎn)權籍調(diào)查工作中。采用無人機傾斜攝影測量技術開展農(nóng)村房地一體化生產(chǎn)，關鍵技術環(huán)節(jié)包括：無人機影像數(shù)據(jù)獲取、像控點布設與測量、空中三角測量、實景三維建模、不動產(chǎn)測繪要素數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核與入庫。

本研究以廣西某農(nóng)村房地一體化項目為例，探索無人機傾斜攝影測量技術在農(nóng)村房地一體化測量中的應用，并采用傳統(tǒng)全野外測量技術來抽樣檢驗該技術所得到的測量成果精度，以期為同行提供有益的技術參考依據(jù)。

1 無人機傾斜攝影測量數(shù)據(jù)獲取

1.1 測區(qū)概況

以廣西某農(nóng)村房地一體化試點項目為例，研究區(qū)域地形以平原為主，地勢平坦，測區(qū)面積大約0.4km2。研究區(qū)域內(nèi)主要地物為房屋、農(nóng)田、鄉(xiāng)村道路、水系、果樹等，其中房屋多數(shù)為1～3層的磚混房屋，房屋排列相對整齊。

1.2 外業(yè)數(shù)據(jù)獲取

試點項目設計采用大疆M600無人機搭載SONY-A7RII五鏡頭傾斜相機進行無人機影像數(shù)據(jù)采集，航線高度設置為100m，航向重疊度設置為80%，旁向重疊度設置為75%。最終獲取的無人機影像數(shù)據(jù)地面分辨率達到0.019m。

像控點測量是傾斜攝影測量的一個重要環(huán)節(jié)，像控點的布設數(shù)量、分布以及測量精度會直接影響到后期數(shù)據(jù)成果的精度[4]。像控點應布設在空曠、容易辨別、且便于內(nèi)業(yè)刺點的特征位置[5]，點間距宜在100～150m之間[6]。根據(jù)作業(yè)范圍和房地一體化測量項目技術要求，共布設了14個像控點。外業(yè)采用GXCORS網(wǎng)絡RTK賬號開展像控點測量，獲得CGCS2000坐標系下的三維坐標(B,L,H),同時利用廣西區(qū)域似大地水準面模型將GNSS大地高H轉(zhuǎn)換為1985國家高程基準下的正常高h85。按照《全球定位系統(tǒng)實施動態(tài)測量(RTK)技術規(guī)范》(CH/T2009-2010)要求，對每個像控點進行5次觀測，取其平均值作為像控點三維坐標成果，確保平面精度優(yōu)于±3cm，高程精度優(yōu)于±5cm[7]。

2 實景三維建模及不動產(chǎn)測繪要素數(shù)據(jù)采集

2.1 實景三維模型構建

空中三角測量是實景三維建模的關鍵環(huán)節(jié)[8]。首先，將經(jīng)過預處理的無人機影像數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)、像控點數(shù)據(jù)、相機屬性參數(shù)導入Context Capture軟件，進行空中三角測量?？罩腥菧y量中涉及像控點刺點環(huán)節(jié)，要求像控點的刺點精度要達到亞像元?？杖用芎细窈?，通過TIN構建、TIN濾波等處理，利用處理后的TIN創(chuàng)建白模三維模型，進行紋理自動映射，最終生成實景三維模型[9]。為了更好地利用低配置計算機資源，節(jié)省建模時間，對瓦片分塊切割處理選擇OSGB格式進行實景三維模型建模與輸出，所得到的實景三維模型整體上質(zhì)量良好。局部實景三維模型如圖1所示。

圖1 測區(qū)局部實景三維模型效果示意圖

2.2 不動產(chǎn)測繪要素數(shù)據(jù)采集

采用清華山維公司研發(fā)的EPS測圖軟件進行不動產(chǎn)測繪要素數(shù)據(jù)采集。首先，將Context Capture軟件生成的OSGB格式轉(zhuǎn)換為EPS測圖軟件識別的DSM格式。然后，加載DSM格式數(shù)據(jù)進行不動產(chǎn)測繪要素內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集，主要采集測區(qū)內(nèi)的房屋、道路、水系、植被、獨立地物等。內(nèi)業(yè)不動產(chǎn)測繪要素采集過程中，對受到樹木遮蔽的實景三維模型，需要安排外業(yè)調(diào)繪和補測工作，確保不動產(chǎn)測量數(shù)據(jù)采集的精度。

3 房地一體化測量成果精度分析

界址點測量誤差和房產(chǎn)面積測量誤差是衡量不動產(chǎn)測量精度的重要技術指標。其中，界址點誤差包括界址點點位誤差、界址點或房角點間距誤差[10]。為了驗證試點區(qū)域農(nóng)村房地一體化測量成果的準確性，從界址點點位精度、界址點或房角點間距精度、房產(chǎn)面積精度三個技術指標，通過相對均勻地選擇外業(yè)實測數(shù)據(jù)，對試點項目的房地一體化測量成果進行精度驗證分析。

《廣西農(nóng)村“房地一體”不動產(chǎn)權籍調(diào)查技術細則》要求基于無人機傾斜攝影測量方法所得到的測量成果達到如下精度指標：二級界址點點位殘差中誤差、界址點或房角點間距殘差中誤差為±5cm，允許誤差為±10cm；三級界址點點位殘差中誤差、界址點或房角點間距殘差中誤差為±7.5cm，允許誤差為±15cm；房產(chǎn)測量面積要求農(nóng)村地區(qū)執(zhí)行三級精度指標，具體詳見式(2)。同時，明確了對于一般農(nóng)村房屋的界址點測量誤差執(zhí)行三級精度指標。

3.1 界址點點位精度分析

《地籍調(diào)查規(guī)程》(TD/T 1001-2012)有關界址點點位中誤差、界址點或房角點間距中誤差計算式[11]：

(1)

式中：M為界址點點位中誤差、界址點或房角點間距中誤差；n為檢測點的數(shù)量；△為同名界址點點位殘差、同名界址點或房角點間距殘差。

根據(jù)測區(qū)房屋分布情況，相對均勻地選擇了45個界址點并利用全站儀進行實地測量，將實測數(shù)據(jù)與無人機傾斜攝影測量成果進行對比分析。界址點點位殘差統(tǒng)計結果如圖2所示，界址點點位誤差統(tǒng)計如圖3所示。

圖2 界址點點位殘差統(tǒng)計圖

圖3 界址點點位誤差統(tǒng)計圖

根據(jù)式(1)，利用圖2的45個界址點的點位殘差值計算得到界址點點位殘差中誤差為0.061m。由圖3的45個界址點點位誤差統(tǒng)計圖可知最小點位誤差為31號點，誤差值達到0.019m；最大點位誤差為20號點，誤差值達到0.090m?？芍?，通過45個外業(yè)實測界址點點位誤差統(tǒng)計分析，證明試點項目所得的界址點點位精度達到了三級精度指標要求。

3.2 界址邊長精度分析

界址點或房角點間距誤差是衡量不動產(chǎn)測量精度的另一個指標。在測區(qū)內(nèi)相對均勻地選取了72條界址邊長，利用手持激光測距儀測量界址點間距邊長，與無人機傾斜攝影測量成果進行對比分析。界址點間距邊長測量殘差統(tǒng)計結果見表1。

表1 界址點間距邊長誤差統(tǒng)計表 單位：m

根據(jù)式(1)，利用表1檢核數(shù)據(jù)計算得到界址點間距殘差的中誤差為0.038m。其中，最小界址間距殘差為0.01m，共有18條邊；最大界址間距殘差為54號邊，為0.08m。通過72條外業(yè)實測界址點間距邊長的殘差統(tǒng)計分析，證明試點項目測量所得到的界址邊長精度達到了二級精度指標要求。

3.3 房產(chǎn)面積精度分析

《房產(chǎn)測量規(guī)范第1單元：房產(chǎn)測量規(guī)定》(GB/T 17986.1-2000)規(guī)定房產(chǎn)測量以房產(chǎn)面積殘差中誤差作為精度評定技術標準，并且以2倍中誤差作為限差[12]?！稄V西農(nóng)村“房地一體”不動產(chǎn)權籍調(diào)查技術細則》要求農(nóng)村地區(qū)房產(chǎn)面積測量達到三級精度指標，其計算式：

(2)

式中：M為房產(chǎn)面積中誤差；S為房產(chǎn)面積，單位為m2。

在測區(qū)內(nèi)相對均勻地選擇了35棟房子進行外業(yè)實地測量，用式(2)進行房產(chǎn)面積計算，得到房產(chǎn)面積精度統(tǒng)計結果見表2。

表2 房產(chǎn)面積精度統(tǒng)計表 單位/m2

分析表2可知，利用35棟實測數(shù)據(jù)計算得到房產(chǎn)面積殘差中誤差為0.56m2；房產(chǎn)面積殘差在1倍中誤差范圍內(nèi)的有26棟，在2倍中誤差范圍內(nèi)的有9棟。其中，房產(chǎn)面積殘差最小值為0.02m2(M18)，最大值為1.32m2(M10)，為。由此可見，本次檢測的35棟房子的房產(chǎn)面積測量成果全部達到了三級精度指標要求。

4 結 語

本研究以廣西某農(nóng)村房地一體化測量項目為例，基于無人機傾斜攝影測量技術開展房地一體化生產(chǎn)。以《廣西農(nóng)村“房地一體”不動產(chǎn)權籍調(diào)查技術細則》制定的精度指標作為技術要求，采用傳統(tǒng)測量方法對該技術所獲得的測量成果進行了精度驗證與分析。研究結果表明：

(1)采用無人機傾斜攝影測量技術開展農(nóng)村房地一體化測量，完全能夠達到《廣西農(nóng)村“房地一體”不動產(chǎn)權籍調(diào)查技術細則》所提出的(農(nóng)村地區(qū))三級精度指標要求。其中，界址點點位誤差達到了三級精度指標，界址邊長誤差達到了二級精度指標，房產(chǎn)面積測量誤差達到三級精度指標。

(2)基于無人機傾斜攝影測量技術開展農(nóng)村房地一體化項目生產(chǎn)，要針對各主要技術環(huán)節(jié)做好質(zhì)量控制，確保每一步流程的測量成果均達到相應精度指標要求。只有嚴格控制各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，才能夠保證最終的農(nóng)村房地一體化測量成果達到精度指標要求。

(3)無人機傾斜攝影測量技術與全野外測量技術相比，在很大程度上減少了外業(yè)測量人力、物力的投入，極大縮短了外業(yè)工期。同時，在項目實施過程中所獲得的實景三維模型能夠輔助外業(yè)指界工作，改進了不動產(chǎn)權屬調(diào)查作業(yè)流程，進而提高農(nóng)村房地一體化測量的工作效率?？梢?，基于無人機傾斜攝影測量技術開展農(nóng)村房地一體化測量，具有良好的推廣條件和很高的應用價值。