韋曉玲

（汕頭市自然資源測繪院，廣東汕頭 515041）

農村“房地一體”確權登記是將農村地籍測量和房地產測量工作同步開展，采用統(tǒng)一的標準、統(tǒng)一的空間坐標系以及統(tǒng)一的成果形式對農村房屋的權屬、面積以及界址進行調查。在原地籍調查的基礎上，查明和核實宅基地、集體建設用地上的永久房屋（不包括簡易房、農具房、棚房等）的具體情況，以房屋為基本單元，建立“房地”一體的調查數據庫。傳統(tǒng)的地籍測量多采用全站儀、RTK或CORS系統(tǒng)等技術開展測量工作，可以實現(xiàn)精度較高及滿足工作需求的基本要求，但外業(yè)工作量較大，耗費人力、物力且時間成本相對較高。隨著計算機技術和無人機技術的高速發(fā)展，無人機傾斜攝影測量技術也被廣泛應用于測量工作[1]。無人機傾斜攝影測量技術能夠實現(xiàn)大場景物體三維立體模型的快速建立，大量工作可以在內業(yè)完成，具有節(jié)約時間和成本等優(yōu)勢，分辨率也滿足房地一體測量的精度要求[2]。無人機傾斜攝影測量技術被廣泛應用于農村宅基地房地一體化測量工作中。本文以廣東省佛山市某村作為試點區(qū)域，提出開展基于無人機傾斜攝影測量技術的農村房地一體化測量工作，為農村宅基地調查提供快速、高效的技術手段。

1 無人機傾斜攝影技術

無人機傾斜攝影測量系統(tǒng)是將攝影測量系統(tǒng)搭載到無人機上進行測量的一種技術，一般包含飛行臺、POS系統(tǒng)和傾斜相機三部分。測量過程中可獲得1個垂直角和4個傾斜角度的目標物的影像[3]，獲取目標物頂面和側面的紋理影像。通過處理內業(yè)數據處理可建立目標物的三維立體模型。

1.1 無人機飛行平臺

測量區(qū)域為丘陵地區(qū)，村莊東西向測量距離為800 m，南北向距離為960 m，村莊內房屋密集度較高，綜合考慮測量區(qū)域的特征和權衡測量成本后，選用了效率高、穩(wěn)定性高的四旋翼小型無人機設備，搭載的飛行平臺可以記錄無人機飛行期間的位置、姿態(tài)等信息，基本參數如表1所示。

表1 無人機飛行平臺參數

1.2 傳感器

無人機傳感器主要包括加速度計、磁羅盤以及導航定位系統(tǒng)等部件，可以確保無人機的正常飛行。加速度計為無人機提供三個旋轉軸方向的加速度，能夠確保無人機在靜止狀態(tài)下保持穩(wěn)定的傾斜狀態(tài)[4]。加速度計可以對無人機各方向承受的力進行控制和計算，確保正常飛行需要的力的大小和方向。磁羅盤為無人機提供飛行的方向，根據磁北方向角計算X、Y、Z軸上的磁場數據，根據計算數據得出地理方位。陀螺儀是重要的傳感器，通過對角速度的測試維持無人機的穩(wěn)定，防止其劇烈晃動。導航定位系統(tǒng)可以獲取無人機的具體位置信息，接收多種衛(wèi)星信號，設置航線實現(xiàn)自動飛行。

1.3 數據處理

完成無人機作業(yè)后，需要對測量數據進行內業(yè)整理，包括影像的測區(qū)完整度檢查、影片質量檢查、獲取的POS數據完整性檢查等[5]。根據影像獲取的鏡頭方向進行分類存儲，存儲的路徑不能有中文，使用Pix4d mapper軟件對影像進行處理，形成帶紋理的三維模型。

2 技術路線

傾斜攝影測量技術流程如圖1所示。

圖1 傾斜攝影測量技術流程

以佛山市農村宅基地及房屋權籍調查項目為例，將臥龍鎮(zhèn)屠巷村選為傾斜航飛試驗區(qū)，攝區(qū)面積為0.8 km2，利用傾斜攝影測量技術進行調查，測量和了解房屋等建筑物、構筑物的基本權屬情況，查明集體土地權屬、界址、面積和利用狀況，繪制出詳細、真實、準確的地籍圖、房產分區(qū)分戶圖，替代傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場采集方式。

為實現(xiàn)對無人機傾斜攝影技術在農村宅基地測量中的應用可行性的驗證，本研究將無人機傾斜攝影技術作為數據獲取手段，以RTK、全站儀測量為測量控制，輔助數據自動編輯處理軟件，進行高分辨率傾斜攝影建模與大比例尺測圖生產試驗。外業(yè)傾斜航飛數據采集、內業(yè)傾斜影像三維模型重建、CASS數據采集編輯成圖。

3 應用分析

3.1 數據獲取

此次攝影測量要求獲取的遙感影像圖片地面分辨率為0.2 m，設計航線航向重疊率為80%，旁向重疊率為65%。采用大疆M600pro無人機飛行高度為2 500 m，飛行一條航線的面積約為0.4 km2，航線布設為東西走向。采用CORS系統(tǒng)在村莊十字路口處選取控制點，保證獲取飛行數據的精度。

3.2 三維建模

采用外業(yè)飛行獲取的POS數據、控制點檢查測區(qū)范圍內影像的航向重疊率和旁向重疊率，并對獲取的遙感影像和照片進行質量檢測，對于不符合測量要求的影像重新補測，以確保數據真實可靠。

采用smart3D軟件對預處理過的數據進行三維建模，經多視角影像聯(lián)合平差、多視角影像密集匹配、DSM高密度云生成、紋理映射等過程，最終生產出三維立體數據。

三維立體模型如圖2所示。

圖2 三維立體模型

3.3 精度分析

采用CORS系統(tǒng)和全站儀獲取16個測區(qū)內的房屋拐角、水泥硬化路拐角以及花壇拐角等特征點進行驗證，采用多次觀測的方式獲取點的點位坐標，取平均值作為點的最終坐標值。根據《地籍調查規(guī)程》（TD/T 1001—2012）中的規(guī)定，界址點相對于臨近的控制點的點位誤差不得大于10 cm，并且其中誤差不得大于5 cm。將實測界址點坐標與三維獲取的點位坐標進行對比，結果如表2所示。

表2 界址點對比表

由表1可知，最大的點位誤差為0.058 m，中誤差超過0.05的共計3個點，均小于2倍中誤差，所有的點都在限差范圍內，因此三維立體測量獲取的點位坐標精度滿足農村房地一體化測量要求。

4 結語

本文針對農村房地一體測量項目，采用無人傾斜攝影測量三維建模技術，詳細闡述了采用無人機傾斜攝影測量開展三維立體測圖的便捷性與準確性。改變了傳統(tǒng)采用全站儀或RTK技術開展地籍調查的局限性，實現(xiàn)了房地一體調查大部分采用內業(yè)數據處理的方式開展工作，節(jié)約了大量的外業(yè)工作量，節(jié)省了人力資源，縮短了測量工期。對測量的數據進行精度分析，驗證了三維立體模型的精度，符合試驗區(qū)項目的工作要求，為農村房地一體化測量提供參考的技術方法。