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（三和數(shù)碼測繪地理信息技術有限公司，甘肅 天水 741000）

地籍測繪主要分為測繪位置和量測邊長，傳統(tǒng)的位置測繪，主要采用全站儀、GPS-RTK 等設備進行，利用全站儀進行房屋、宗地界址點采集，精度高，但是要求通視，不然會因設站太多而導致作業(yè)效率低[1-2]；GPS-RTK 采集界址點精度較低，且在實際作業(yè)的過程中，由于墻面等因素的影響，氣泡很難居中，因此采集的點位和實際點位總是存在一定的偏差，這種偏差進一步降低了采集成果的精度[3-5]。上述方法全程都是外業(yè)工作，對于宗地內部的房屋，需要入戶進行采集，不但風險高，而且有時家中無人，無法入戶進行采集，影響了作業(yè)效率[6]。隨著無人機技術，特別是傾斜攝影技術的出現(xiàn)，測繪開始應用傾斜攝影建模，然后利用模型進行地籍圖采集成為了不動產(chǎn)測繪的一個主要作業(yè)方案。本研究以實際生產(chǎn)項目為例，對無人機傾斜攝影技術在不動產(chǎn)測繪中的應用進行了探究，并對最終的地籍圖成果精度進行了檢測，成果能夠滿足地籍規(guī)范要求，并且主要工作量都是在內業(yè)完成，較傳統(tǒng)的作業(yè)方式，效率更高，風險更低。

1 傾斜攝影技術

傾斜攝影是指在飛行平臺上同時搭載多臺航攝儀，由飛控控制多臺航攝儀同時對地面進行影像數(shù)據(jù)獲取的技術[7-8]。通常見到的多臺航攝儀主要有搖擺2 鏡頭、3 鏡頭和固定5 鏡頭，其中以固定5 鏡頭最為常見。5 鏡頭由1 個下視航攝儀和4 個側視航攝儀組成，其下視航攝儀在作業(yè)時，主要采集建構筑物頂部的紋理信息，而側視航攝儀則主要獲取建構筑物側面紋理信息[9-10]。在獲取影像數(shù)據(jù)和相機曝光時的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)后，就可以利用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件進行模型生產(chǎn)了，并基于模型進行地籍圖生產(chǎn)，其主要流程如圖1 所示。

圖1 基于傾斜攝影技術生產(chǎn)地籍圖流程圖

2 項目驗證

本次選取甘肅省天水市某縣區(qū)一村莊作為實驗對象，該村莊面積約2 km2，有住戶約300 戶，房屋分布較集中，地勢平坦，房屋主要以1 層2 層為主，整個范圍內高差約15 m，采用常規(guī)傾斜攝影方式就可以完成影像數(shù)據(jù)的采集。該村之前已完成宗地普查和農(nóng)村土地確權項目，已有較齊全的材料，因此本次入戶調查工作量較小，主要工作是地籍圖的測繪。實驗區(qū)非禁飛區(qū)域，因此在確保飛行安全時，可以不進行空域申請。

2.1 控制點采集

主要包括點位的布設、選取、噴涂與采集。點位的布設按照150 m 的間距在范圍線內均勻選取，外業(yè)根據(jù)內業(yè)布設的點位分布在現(xiàn)場進行點位的選取，并利用紅色油漆進行點位的噴涂，在噴涂時，利用模板噴L 形狀點位，大小為80 cm，這樣在內業(yè)可以清晰地對點位進行判斷。利用GPS-RTK 采集L形狀的內三角，在采集的過程中，確保儀器是經(jīng)過檢校合格的，且氣泡居中，平滑3 次，且較差均在1 cm內，所有采集的坐標均要求為固定解，并通過遠景、近景采集現(xiàn)場照片，便于后期在轉刺點位時，準確對點位進行判斷。在采集完成后，對坐標成果和現(xiàn)場照片成果進行整理提交。在完成控制點的采集后，隨機均勻選取范圍線內的房屋、宗地的界址點進行采集，采集要求和控制點采集一樣，共采集特征點31 個，這些點主要用來對后期的地籍圖成果精度進行檢測，外業(yè)實地噴涂的靶標如圖2 所示。

圖2 實地噴涂靶標

采集完檢測點，利用鋼尺對宗地邊長和房屋邊長進行丈量，共量取檢測邊長15 條，其長短不一，具有一定的代表性，基本上可以反映本次成果的整體精度。

2.2 航線規(guī)劃

結合實驗區(qū)的特點，本次選用SH-30X 無人機進行作業(yè)，考慮到飛機的續(xù)航時長，對任務區(qū)進行劃分，共劃分為4 架次，每架次有100 m 的重疊區(qū)域，確保在數(shù)據(jù)采集的時候，能夠有效采集架次邊緣的影像數(shù)據(jù)，并在后續(xù)數(shù)據(jù)處理時，能夠保證邊緣區(qū)域模型的完整性。

結合地籍精度要求，本次航線規(guī)劃地面采樣分辨率為1.3 cm，航向和旁向重疊度設置為85%和80%，相對航高為80 m，按照東西方向進行架次劃分。為了有效保障測區(qū)邊緣后期成果的可用性，在規(guī)劃航線的過程中，對邊緣區(qū)域航線進行外擴，航向外擴3個展點，旁向外擴2 條航線，這樣按照航線飛行，可以保證后期任務區(qū)邊緣的模型是完整的。

2.3 影像采集

影像采集在2 d 內完成，且是在上午十點到下午兩點之間，這樣可以減少陰影區(qū)域，提高影像的質量。每次作業(yè)時，在起飛前，均對無人機進行2 次檢查，確保各連接正確，檢查電池電量，并在地面進行試拍，確保內存卡可以正常讀寫數(shù)據(jù)，確保相機未發(fā)生變焦，在一切檢查完成后，進行起飛采集影像數(shù)據(jù)。在采集的過程中，通過地面站時刻關注無人機在空中的飛行狀態(tài)，確保飛機是按照航線進行正常作業(yè)，在采集完成后，完成無人機的降落，然后進行更換電池和下載數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行快速檢查，確保數(shù)據(jù)成果的可用性。剔除地面試拍影像和POS（定位定姿系統(tǒng)）數(shù)據(jù)，本次共采集有效影像25 785 張，5 鏡頭POS 共用，因此采集POS 位置5 157 個。

2.4 新建工程

本次數(shù)據(jù)解算選用上海瞰景科技的Smart 3D軟件，4 架次數(shù)據(jù)合在一起進行解算。新建工程主要是設置工程名和工程路徑，并設置集群作業(yè)時的任務讀取路徑，在設置完成后，加載影像數(shù)據(jù)和POS數(shù)據(jù)，并手動輸入相機參數(shù)，主要是焦距和像元大小，在完成數(shù)據(jù)的輸入后，復制空三任務，并在復制的空三基礎上提交空三任務，進行空三數(shù)據(jù)的解算。

2.5 空三加密

空三加密是對所有影像進行特征點提取和匹配的一個過程，并結合輸入的POS 數(shù)據(jù)，對匹配出來的同名點進行平差調整，剔除誤匹配的點和殘差較大的點。本次數(shù)據(jù)解算完成后，通過人機交互方式對加密成果進行查看，解算過程中，丟掉13 張影像，但是位于測區(qū)邊緣，不會對后期成果帶來影響，因此可以忽略?？杖晒闯霈F(xiàn)分層和彎曲現(xiàn)象，并且查看加密報告可以得到其加密點重投影中誤差為0.41 pix，精度滿足2/3 個像元大小，成果可用。

2.6 刺點平差

目前無人機上安裝的定位裝置，通常定位精度在數(shù)十米，只是一個相對坐標，并不能直接用于測繪精度，因此需要轉刺像控點。本次采集的像控點成果，其坐標是2 000 國家大地坐標系，主要的作用是通過局域網(wǎng)平差，將POS 坐標系下的成果，轉換到控制點對應的坐標系統(tǒng)下，以實現(xiàn)成果的絕對坐標。將整理好的控制點引入軟件中并進行轉刺，這樣就對照片進行位置的約束，然后利用區(qū)域網(wǎng)平差算法對空三成果進行平差調整，得到精度可以滿足地籍圖測繪精度要求的空三成果。在轉刺的過程中，對于點位位于照片邊緣的照片進行剔除，不進行點位轉刺，這樣可以有效降低影像畸變帶來的誤差影響。通過刺點平差，本次的控制點中誤差為0.003 m，精度完全可以滿足地籍精度要求。

2.7 三維重建

三維重建是基于空三成果的基礎上，通過多視影像密集匹配和不規(guī)則三角網(wǎng)的構建算法進行三維密集點云的生成和白膜的生成，然后結合紋理和坐標之間的關系，對白膜進行紋理的優(yōu)化選取和映射，得到最終的帶有紋理信息的三角網(wǎng)，并按照后續(xù)需求輸出OSGB 格式的三維模型。首先需要選擇輸出框架，在這里選擇和控制點對應的框架即可。由于數(shù)據(jù)量較大，在輸出的過程中，對整個范圍內的模型進行劃分，結合集群電腦的配置，最小內存為32 G，按照100 m 的間距，采用水平規(guī)則格網(wǎng)的方式進行瓦片的劃分，預計需要內存15 G，小于電腦內存的一半，可以確保模型能夠正常輸出。輸出格式選擇OSGB，輸出坐標系選擇控制點一致的坐標系統(tǒng)，其余參數(shù)默認即可，最終得到100 m×100 m 的瓦片成果共245 個。

2.8 地籍圖測繪

本次地籍圖測繪選用EPS 裸眼測繪軟件，首先對OSGB 格式的模型進行索引創(chuàng)建，得到EPS 軟件能夠識別的DSM 文件，然后加載三維模型和正射影像，根據(jù)不同的地物選擇，不同的圖層命令進行房屋和宗地的采集，并對屋檐進行改正，在采集的同時完成房屋類型、層高等屬性的完善。對于采集完成的成果，可以套合正射影像進行檢查，找到采集錯誤地進行修改，使采集的成果可用。對于遮擋嚴重、模型變形嚴重區(qū)域，利用全站儀和GPS-RTK 進行外業(yè)補充采集，對于內業(yè)無法判斷的房屋類型和材質進行外業(yè)調繪，對內業(yè)成果進行修改和完善，最后對內外業(yè)采集的成果進行整合，得到最終的地籍圖成果。

3 精度統(tǒng)計分析

將外業(yè)采集的31 個特征點導入到EPS 軟件中，利用EPS 軟件中精度檢測工具，通過人機交互的方式，對采集的地籍圖成果精度進行檢測，結果見表1。

通過表1 可以看出，本次31 個檢測點中，平面較差最大為7.1 cm，最小為3.5 cm，按照同精度中誤差計算公式可以得到31 個點的平面點位位置中誤差為3.6 cm，成果精度可以滿足地籍規(guī)范二級精度要求，成果可用。

表1 地籍圖界址點精度檢測統(tǒng)計表

將采集的15 條檢測邊長轉為dxf 格式加載到CASS 制圖軟件中，量取每條檢測邊長對應的地籍圖的實際距離，然后求出二者之間的較差，具體的檢測結果見圖3。

圖3 檢測邊長精度統(tǒng)計圖

通過圖3 可知，15 條檢測邊，其較差基本上分布在5～9 cm，成果精度可以滿足地籍精度要求。

4 結束語

通過本次實驗可知，采用傾斜攝影方式生產(chǎn)的地籍圖，精度可以滿足地籍規(guī)范要求，且較傳統(tǒng)方式而言，工作量主要集中在內業(yè)的建模和采集環(huán)節(jié)，這樣就大大降低了出外業(yè)的風險，且效率得到了有效地提升，可以作為農(nóng)村不動產(chǎn)測繪的一種新的作業(yè)方法進行推廣使用。