摘要：將基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)建成的三維模型場(chǎng)景用于不動(dòng)產(chǎn)登記業(yè)務(wù)工作中，能將復(fù)雜的不動(dòng)產(chǎn)信息借助三維模型進(jìn)行準(zhǔn)確、真實(shí)表達(dá)。利用ContextCapture軟件進(jìn)行三維模型構(gòu)建，以廣西某自然村落為例構(gòu)建模型，在三維模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行房產(chǎn)數(shù)據(jù)采集，同時(shí)采用傳統(tǒng)測(cè)量方式采集控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行精度對(duì)比分析。結(jié)果表明，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以滿足1∶500不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪精度要求。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪精度評(píng)價(jià)模型精細(xì)度

中圖分類號(hào)：P231

ResearchonRuralRealEstateSurveyingandMappingBasedonDroneTiltPhotographyTechnology

ZHANGXuexin

HezhouInstituteofNaturalResourceSurveyingandMappingandGeographicInformationPlanning，Hezhou，GuangxiZhuangAutonomousRegion，542600China

Abstract：Theuseofthe3Dmodelscenebasedonobliquephotogrammetrytechnologyinrealestateregistrationbusinesscanaccuratelyandrealisticallyexpresscomplexrealestateinformationwiththehelpofthe3Dmodel.ThispaperusesContextCapturesoftwaretoconstructthe3DmodelandtakesanaturalvillageinGuangxiasanexampletoconstructthemodel.Itcollectsrealestatedatabasedonthe3Dmodel，usestraditionalmeasurementmethodstocollectcontrolpointdata，andmakesthecomparisonandanalysisofaccuracy.Theresultsindicatethatdroneobliquephotogrammetrytechnologycanmeettheaccuracyrequirementof1∶500forrealestatesurveyingandmapping.

KeyWords：UAVtiltphotogrammetry;Realestatesurveyingandmapping;Accuracyevaluation;Modelfineness

傳統(tǒng)的不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪，需要測(cè)繪人員在外業(yè)現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)相關(guān)儀器（GPS+全站儀+測(cè)距儀），存在數(shù)據(jù)采集效率低、外業(yè)時(shí)間長、人工投入大、成本高、安全保障等問題[1]。傳統(tǒng)的垂直航攝技術(shù)提高了數(shù)據(jù)采集效率，但要獲得完整的房屋建筑側(cè)面信息難度較大，而且需要大量的外業(yè)調(diào)繪工作。無論是精度還是效率都很難達(dá)到1∶500的不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪要求。基于傾斜實(shí)景三維模型，在效率、精度等方面都有較好優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)三維模型快速重建，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和意義更大[2]。

1無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是獲取地球表面信息的一種新的技術(shù)手段，在獲取數(shù)據(jù)時(shí)，與以往的垂直航空攝影不一樣，一般通過在飛行器上搭載相機(jī)，在與地面成一定角度的情況下拍攝影像。無人機(jī)和傾斜攝影測(cè)量技術(shù)近年來日趨成熟，無人機(jī)數(shù)據(jù)獲取具有快速、高清、靈活、多角度等特性，彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感技術(shù)等傳統(tǒng)航攝只能獲得正射影像的缺陷[3]。通過多角度獲取地面的紋理信息，為三維模型的建立提供充足的數(shù)據(jù)源，使得利用傾斜攝影技術(shù)快速自動(dòng)地構(gòu)建大范圍精細(xì)三維模型成為可能。

利用無人機(jī)作為搭載攝影平臺(tái)，安置多個(gè)傳感裝置和攝影鏡頭，對(duì)測(cè)繪對(duì)象進(jìn)行全方位、多角度的拍攝從而獲取目標(biāo)信息，通過無人機(jī)搭載的高分辨率相機(jī)進(jìn)行外業(yè)航拍收集影像數(shù)據(jù)[4]。傾斜攝影測(cè)量從正向和前后左右5個(gè)方面進(jìn)行拍攝，可以獲得清晰直觀、高分辨率的影像資料。獲得的正射、傾斜相片重疊起來合成最終影像（圖1）。

2基于無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪

2.1測(cè)區(qū)概況

目標(biāo)區(qū)域位于廣西某自然村落，地形以低山、丘陵為主，大部分地區(qū)海拔250～450m，總面積約1.2km2。測(cè)區(qū)范圍內(nèi)主要地物信息為房屋建筑、道路等。

2.2數(shù)據(jù)獲取

本項(xiàng)目采用大疆M600Pro六旋翼無人機(jī)搭載蒼穹Q－CAM5傾斜攝影相機(jī)和POS模塊，影像分辨率為0.02m，飛行相對(duì)高度為127m，航向和旁向重疊度均為80%。航線示意圖如圖2所示。

在測(cè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行像控點(diǎn)布設(shè)，無人機(jī)傾斜攝影前布設(shè)地面標(biāo)志點(diǎn)，地標(biāo)點(diǎn)盡量布設(shè)在高程變化小、四周開闊、無建筑及構(gòu)筑物投影遮擋、硬化過的地面且不易被破壞區(qū)域。

像控點(diǎn)布設(shè)平均間距為150m，共布設(shè)像控點(diǎn)46個(gè)。項(xiàng)目區(qū)像控點(diǎn)為航攝前噴繪“L”形地面標(biāo)志點(diǎn)，“L”標(biāo)圖形長80～100cm、寬25cm，并同時(shí)噴繪點(diǎn)號(hào)，坐標(biāo)采集在L標(biāo)外角處。用網(wǎng)絡(luò)RTKCORS測(cè)量像控點(diǎn)坐標(biāo)信息。

2.3實(shí)景三維建模

將傾斜攝影測(cè)量數(shù)據(jù)及相機(jī)對(duì)應(yīng)的輔助數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)等導(dǎo)入到ContextCapture軟件中，通過計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算，結(jié)合pos信息進(jìn)行空三處理，生成點(diǎn)云，點(diǎn)云構(gòu)成格網(wǎng)，格網(wǎng)結(jié)合照片生成富有紋理的三維模型。生產(chǎn)路線圖如圖3所示。

2.4內(nèi)業(yè)地籍要素采集

基于已建立的傾斜攝影三維模型場(chǎng)景成果數(shù)據(jù)，采用EPS三維測(cè)圖系統(tǒng)進(jìn)行房屋及宗地界址點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集。EPS三維測(cè)圖系統(tǒng)可以通過osgb數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能將Smart3D軟件生成的傾斜攝影三維模型成果的data文件目錄（瓦片數(shù)據(jù)）與metadata.xml文件生成DSM實(shí)景表面模型，在三維窗口加載DSM模型數(shù)據(jù)，進(jìn)行地物繪制。為了提高精度，可以使用空三影像進(jìn)行多窗口多視角光標(biāo)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行參考[5]。

EPS三維測(cè)圖系統(tǒng)繪制的所有地物和注記，對(duì)象的表達(dá)以要素類型為基礎(chǔ)，用不同的要素編碼表達(dá)，繪制地物需選擇相應(yīng)的編碼，如圖4所示。要素繪制結(jié)束后，進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢查、空間關(guān)系檢查、空間關(guān)系修復(fù)、等高線檢查、測(cè)點(diǎn)精度檢查、量邊精度檢查等一系列檢查，看成果是否符合要求，然后進(jìn)行成果輸出。輸出格式主要有cass、dwg、mdb、shp等。

將采集成果進(jìn)行檢查，并根據(jù)《地籍調(diào)查規(guī)程》增加對(duì)應(yīng)的圖面整飾，形成標(biāo)準(zhǔn)地籍圖。結(jié)合權(quán)屬檔案數(shù)據(jù)，基于三維實(shí)景模型對(duì)土地權(quán)屬界線、房屋權(quán)屬界線進(jìn)行內(nèi)業(yè)指界，對(duì)于權(quán)屬界線清晰、不存在爭(zhēng)議的情況，直接記錄登記單元的調(diào)查數(shù)據(jù)[6]。如果權(quán)屬界線存在爭(zhēng)議，再進(jìn)行外業(yè)實(shí)地調(diào)查，與所有者代表劃定清晰的權(quán)屬界線。最終形成具有三維空間地理信息的不動(dòng)產(chǎn)登記權(quán)籍基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3精度評(píng)價(jià)

3.1模型精細(xì)度

精準(zhǔn)選取控制點(diǎn)和檢核點(diǎn)。在測(cè)區(qū)內(nèi)部，根據(jù)具體的地形科學(xué)合理地埋設(shè)相應(yīng)數(shù)量像片控制點(diǎn)46個(gè)，采用GPSRTK來精準(zhǔn)獲取控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)。結(jié)合房屋分布的具體情況，有效選擇控制點(diǎn)36個(gè)（見表1），其他10個(gè)控制點(diǎn)用于檢測(cè)三維模型精度的可靠性?？刂泣c(diǎn)的平面中誤差為7.9cm，高程中誤差為13.1cm，最大平面殘差為11.3cm，最大高程殘差為18.0m；檢查點(diǎn)的平面中誤差為10.1cm，高程中誤差為30.2cm，最大平面殘差為22.4cm，最大高程殘差為30.7cm。滿足影像的地面分辨率應(yīng)優(yōu)于0.012m，個(gè)別地形起伏落差較大區(qū)域優(yōu)于0.015m的要求。部分房屋門斗、陽臺(tái)存在拉花扭曲現(xiàn)象，有少量地物表達(dá)不全?？傮w來說，影像清晰，反差適中，顏色飽和，色彩鮮明，色調(diào)一致，有較豐富的層次，能辨別與地面分辨率相適應(yīng)的細(xì)小地物影像，滿足外業(yè)全要素精確調(diào)繪和室內(nèi)判讀的要求。

3.2檢驗(yàn)數(shù)據(jù)成果精準(zhǔn)度

為了檢驗(yàn)本測(cè)區(qū)房屋采集平面精度，采用全野外實(shí)測(cè)的方式對(duì)房屋界址點(diǎn)進(jìn)行精度檢核。在模型上采集同名地物點(diǎn)的坐標(biāo)，與實(shí)地檢測(cè)的同名點(diǎn)計(jì)算坐標(biāo)差，本次共檢核68個(gè)房角點(diǎn)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，房角點(diǎn)平面最大誤差為0.050m，最小誤差為0，平面中誤差為±0.031m。其中，平面小于1倍中誤差的點(diǎn)有38個(gè)，占比56%；大于1倍且小于2倍的中誤差的點(diǎn)有30個(gè)，占比44%。且檢核點(diǎn)坐標(biāo)校差均小于《地籍調(diào)查規(guī)程》對(duì)界址點(diǎn)相對(duì)于鄰近控制點(diǎn)點(diǎn)位誤差小于5cm的規(guī)定，達(dá)到一級(jí)界址點(diǎn)精度要求。

3.3房屋邊長精度分析

為檢核模型采集房屋邊長精度，采用手持測(cè)距儀對(duì)房屋邊長進(jìn)行實(shí)地丈量，共丈量73條房屋邊長，根據(jù)影像構(gòu)建三維模型與外業(yè)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，最大誤差為0.3m，最小誤差為0.012m，大于0.05m且小于0.1m的邊長有4條，占比5.5%；大于等于0.1m的邊長有1條，占比1.4%；小于0.05m的邊長有68條，占比93.1%；特征邊中誤差為4.9cm，排除一個(gè)超限的粗差點(diǎn)，均較好地滿足了農(nóng)村房地一體測(cè)繪精度要求。

4結(jié)語

通過傾斜攝影測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多方位的數(shù)據(jù)采集，獲取了有效的地表建筑物側(cè)面紋理信息；通過3D建模，利用EPS裸眼測(cè)圖軟件實(shí)現(xiàn)房屋邊長、樓層數(shù)據(jù)信息的采集。與傳統(tǒng)調(diào)查測(cè)量模式相比，該方法極大提高了工作效率，降低了外業(yè)工作強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，經(jīng)實(shí)地測(cè)量檢驗(yàn)，成果精度滿足相關(guān)規(guī)范要求。

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