王博奇

（山西地科勘察有限公司，太原 030001）

1 引言

利用傾斜攝影測量開展農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記項(xiàng)目已經(jīng)是一項(xiàng)成熟技術(shù)。傾斜攝影測量通過飛行平臺、飛控系統(tǒng)、傾斜攝影系統(tǒng)等，獲取上下左右與垂直角度的高分辨率影像[1]。通過實(shí)景三維模型制作軟件，經(jīng)過空三加密、像控點(diǎn)刺點(diǎn)、模型生產(chǎn)等，生成帶有地理空間位置的三維模型以、點(diǎn)云數(shù)據(jù)及正射影像圖。基于三維模型，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)加工，生成矢量點(diǎn)、線、面等地理空間數(shù)據(jù)集。根據(jù)項(xiàng)目需求，提供三維模型、三維點(diǎn)云、地理空間數(shù)據(jù)集等成果，以滿足生產(chǎn)和管理的需要。

傾斜攝影測量與傳統(tǒng)測繪方法對比，數(shù)據(jù)采集更加便捷，成果則能全面反映地理單元信息。利用三維模型，能夠在可視化虛擬環(huán)境中對地理信息空間信息進(jìn)行處理；利用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過特殊算法，能夠自動提取特定的地理要素，有效減少外業(yè)測繪工作量，提高工作效率，傾斜攝影測量成本比全野外測量要低得多[2-3]。

目前，國內(nèi)的學(xué)者和測繪生產(chǎn)單位主要利用傾斜攝影測量開展農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)測繪。對無人機(jī)傾斜攝影測區(qū)規(guī)劃、航空攝影、像控點(diǎn)測量、空三加密、三維建模、三維裸眼采集、野外調(diào)繪及補(bǔ)測、數(shù)字線劃圖編輯[4-7]等做了重點(diǎn)研究和實(shí)踐，宗地（房屋）界址點(diǎn)點(diǎn)位中誤差基本在5 cm以內(nèi)。利用三維模型采集宗地（房屋）界址點(diǎn)時，提出“內(nèi)業(yè)盡量采集，對看不清、看不到的不繪”的作業(yè)原則，對外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測提出“天天清、片片清、點(diǎn)點(diǎn)清，跑到、看到、量到、表示到”的“三清四到”原則，以保證數(shù)據(jù)精度。

針對上述問題，本文以山西省晉城市陽城縣蟒河村、泥河村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記調(diào)查為例，利用深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司的無人機(jī)M300RTK和PSDK102S V2.0傾斜攝影相機(jī)進(jìn)行傾斜攝影測量，制作權(quán)籍測量成果。

2 項(xiàng)目背景

農(nóng)村房地一體確權(quán)登記是將農(nóng)村宅基地和集體建設(shè)用地使用權(quán)及地上的建筑物、構(gòu)筑物實(shí)行統(tǒng)一權(quán)籍調(diào)查、統(tǒng)一確權(quán)登記、統(tǒng)一頒發(fā)房地一體不動產(chǎn)權(quán)證書。

農(nóng)村房地一體確權(quán)登記發(fā)證工作是一項(xiàng)重大惠民利民工程，是深化農(nóng)村產(chǎn)權(quán)制度的重要基礎(chǔ)，是提高國土管理和利用水平的重要保證，是維護(hù)農(nóng)民權(quán)益、促進(jìn)農(nóng)村和諧穩(wěn)定、促進(jìn)鄉(xiāng)村振興的重要基礎(chǔ)性舉措。通過確權(quán)登記發(fā)證，將使農(nóng)民享有的宅基地和集體建設(shè)用地使用權(quán)及房屋所有權(quán)得到法律的確認(rèn)和保護(hù)，賦予農(nóng)民更多財(cái)產(chǎn)權(quán)利，為農(nóng)民增加財(cái)產(chǎn)性收入提供產(chǎn)權(quán)保障。同時，可以有效解決土地權(quán)屬糾紛，進(jìn)一步夯實(shí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展基礎(chǔ)，有助于提高農(nóng)村治理體系和治理能力現(xiàn)代化水平。

3 項(xiàng)目外業(yè)實(shí)施

山西陽城縣擬全面實(shí)施該區(qū)域內(nèi)農(nóng)村房地一體確權(quán)登記發(fā)證工作，以便后期鄉(xiāng)村權(quán)屬調(diào)查、規(guī)劃設(shè)計(jì)等。因?yàn)閭鹘y(tǒng)作業(yè)模式效率低，所以率先選擇具有代表性的15個鄉(xiāng)村采用全新的多旋翼無人機(jī)搭載五鏡頭傾斜航測系統(tǒng)開展試點(diǎn)測試工作，以驗(yàn)證精度以及方案的可行性，能否實(shí)現(xiàn)提升作業(yè)效率、縮減項(xiàng)目工時的終極目標(biāo)。

參照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，完成測區(qū)范圍內(nèi)傾斜航空影像數(shù)據(jù)獲取工作，具體實(shí)施流程參見圖1，其中前期踏勘收集測區(qū)的基本地理情況、三維數(shù)據(jù)采集、三維數(shù)據(jù)線劃圖，生產(chǎn)處理為4個主要步驟。

圖1 項(xiàng)目實(shí)施流程

3.1 測區(qū)踏勘

此次選擇的試點(diǎn)鄉(xiāng)村在規(guī)模、環(huán)境等方面都進(jìn)行了仔細(xì)篩選，最終選擇了15個自然村落和行政村落，基本都是零散分布。測區(qū)皆背山，多處于兩山夾一溝，且山勢陡峭，溝谷狹窄，最大落差超100 m，植被遮擋嚴(yán)重。房屋多依山而建，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多石砌民居。既要考慮到飛行安全，還要保證作業(yè)精度，這給飛行任務(wù)帶來巨大考驗(yàn)。

3.2 項(xiàng)目需求

1）1∶500 地籍精度的DLG線劃圖，點(diǎn)位中誤差優(yōu)于5 cm。

2）GSD優(yōu)于2 cm的實(shí)景三維模型。

3.3 像控布設(shè)

以單一村落為獨(dú)立測區(qū)，相鄰較近的村落為聯(lián)合測區(qū)。在確保項(xiàng)目精度的前提下，獨(dú)立測區(qū)內(nèi)最少保證有5個均勻分布的像控點(diǎn)，像控點(diǎn)間距基本控制在100～150 m。像控點(diǎn)采集模式采用網(wǎng)絡(luò)加基站雙模式，最大限度減小誤差。

3.4 航飛規(guī)劃

此次試點(diǎn)項(xiàng)目采用深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司的無人機(jī)M300RTK和PSDK102S V2.0傾斜攝影相機(jī)。

1）GSD（地面分辨率）為1.5 cm，航高80 m；部分測區(qū)因地勢復(fù)雜，航高100 m。

2）航向重疊度80%，旁相重疊度80%，拍照間隔12 m，飛行速度5 m/s。

3）測區(qū)范圍在原有基礎(chǔ)上外擴(kuò)30 m，確保核心區(qū)域不至于漏拍。部分測區(qū)因靠近山體，未擴(kuò)邊。

4）單架次作業(yè)時間25 min左右，覆蓋面積0.15 km2。

4 實(shí)景三維建模及精度評定

4.1 建模

使用軟件Context Capture 4.4.8構(gòu)建模型，三維模型圖如圖2所示。

圖2 三維模型圖

4.2 精度報(bào)告

所有測區(qū)數(shù)據(jù)空三處理通過像控點(diǎn)糾正，絕對平差完成后空三的重投影中誤差為0.3～1.2個像素左右，即3～5 cm。并且所有鏡頭影像參與空三解算正常，滿足精度要求。為闡述清楚，以像控點(diǎn)N3數(shù)據(jù)為例，數(shù)值參見表1。

表1 N3像控點(diǎn)誤差統(tǒng)計(jì)表

4.3 精度驗(yàn)證

為了保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，隨機(jī)抽取其中一個測區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行第三方軟件的空三精度驗(yàn)證。N3數(shù)據(jù)在使用CC軟件測試后，利用航天遠(yuǎn)景的軟件再次對其進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)航天遠(yuǎn)景軟件驗(yàn)證，空三精度滿足生產(chǎn)要求（見表2）。

表2 空三精度驗(yàn)證數(shù)據(jù)

5 DLG生產(chǎn)及精度評定

本項(xiàng)目DLG繪制使用GCP 3D慧圖軟件，GCP 3D慧圖軟件將CAD技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)圖屬庫一體化，一套數(shù)據(jù)同時滿足制圖和信息化入庫要求。房屋部分的繪制使用裸眼測圖模塊，基于三維傾斜模型，運(yùn)用5 cm精度控制帶、房屋批量切割、智能生成邊面、拓?fù)渎?lián)動等工具高效、高精度完成。與原有外業(yè)實(shí)測坐標(biāo)與邊長作對比檢測DLG的平面精度，經(jīng)檢驗(yàn)GCP 3D軟件成圖精度滿足地籍測量一級界址點(diǎn)中誤差5 cm的要求，參見表3。

表3 邊長精度對比表

6 成果質(zhì)量

通過對空三精度、模型精度的把控，最終得到了高精度的DLG線劃圖，通過對線劃圖邊長精度的抽樣檢查，最終的邊長中誤差為0.027 540 879 m，優(yōu)于《山西省農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查技術(shù)細(xì)則》中要求的邊長精度優(yōu)于5 cm的基本要求。而且相較于傳統(tǒng)的解析法，傾斜攝影測量在得到最終高精度的DLG線劃圖的同時，還得到了高分辨率的正射影像圖以及實(shí)景三維模型，對下一步振興鄉(xiāng)村戰(zhàn)略的布局做好了充分的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的儲備。

7 結(jié)語

農(nóng)村“房地一體”調(diào)查中，1∶500地籍精度的DLG線劃圖占整體工作量的比重較大，如何有效提高地籍圖及房產(chǎn)測量的效率，是提高整個農(nóng)村“房地一體”調(diào)查的關(guān)鍵。通過在項(xiàng)目中采用傾斜攝影測量這一先進(jìn)技術(shù)方法進(jìn)行地籍圖和部分房屋邊長丈量，與傳統(tǒng)解析法測量比較，發(fā)現(xiàn)可有效提高外業(yè)測量的效率。傳統(tǒng)的解析法每組每天測量工作量約為20戶，傾斜攝影測量法測量平均綜合效率可達(dá)60戶以上。除效率提高外，傾斜攝影測量法測量還具有視覺直觀，模型效果與實(shí)地一致，容易判斷，能減少外業(yè)核查工作量；屋頂材質(zhì)、房屋層數(shù)可直觀清點(diǎn)；房屋附屬等可直觀區(qū)分；對內(nèi)業(yè)作業(yè)人員要求較低，經(jīng)簡單培訓(xùn)可參與生產(chǎn)；有正射影像圖和實(shí)景三維模型等副產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)。