不动产测绘中倾斜摄影测量技术的应用探索

贾玉林

（苍穹数码技术股份有限公司）

1 引言

传统的不动产调查测绘中，界址点测量方法有解析法和图解法。解析法测量精度高，但施测速度慢，需要不断搬站测量。图解法图解速度较快，但精度低。地籍图测绘方式除实测法外，还有数字摄影测量法，但数字摄影测量法对人员的职业素质要求高，需要能适应立体观测环境且保证测标能准确切准模型，其测量精度介于实测法和图解法 之间。

近年来，随着倾斜摄影测量技术的发展和三维测图系统的兴起，利用倾斜摄影技术开展不动产权籍测绘已能形成生产力，且较传统测绘，其人员入门快，成图过程短，产品种类多，精度满足要求，为不动产测绘提供了一种全新的技术手段。本文阐述了利用倾斜摄影测量技术开展不动产测绘，并对成图精度进行检查分析。

2 技术路线

采用倾斜摄影测量技术开展不动产测绘，需要在航摄前，完成摄影分区的划定和航线规划任务，同时对每个摄影分区按照事前像控的方式进行像控点的布设测量。随即对摄影分区进行航拍，形成覆盖范围完整无漏洞的多视角影像数据。随后即可利用三维建模软件按照工程创建、空三加密、密集匹配、3D TIN 构建、纹理映射及模型导出等步骤开展三维模型生产[1]。然后将模型导入至三维测图系统，进行矢量数据的采集。最后对产品精度进行检测并对发现的问题进行分析。

3 像控点的布设测量

传统航空摄影测量中，像控点的布设和测量基本为事后像控，即先进行测绘航空摄影，后进行像控点的布设和测量，除非测区环境复杂，事后可作为像控点的地面特征点极少时，需要提前布设地面标志，而利用倾斜摄影测量开展不动产测绘时情况相反，基本为事前像控。

目前，大部分区域开展不动产测绘时，成图比例尺基本在1:500，依据该成图比例尺在开展航摄时，平均基准面的地面分辨率基本维持在0.02m，可以说地面分辨率很高，地面的各种地物均能很清晰的反映在航摄影像中（有遮挡除外）。所以，利用倾斜摄影进行不动产测绘生产时，在航向和旁向以100 至150为间距，均匀布设像控点，且像控点均采用底边50cm 的红白对顶等腰三角形形式喷涂于地面。完成航空摄影后，该形式的像控点可以清晰的成像于航摄像片中。

目前，像控点的测量基本采用基于CORS 系统覆盖下的网络RTK 方式开展。测定像控点的CGCS2000 平面坐标和大地高，对于CORS 信号无法覆盖的区域可使用单基站RTK 测量模式进行补充。如需1985 国家高程基准下的正常高成果，可以采用付费解算加高程拟合的形式求解成果高程值。像控点的精度需要达到图根点的精度。

像控点编号和刺点要遵循一定规则和要求，防止后期点位刺错导致空三成果精度的超限。

4 测绘航空摄影

本次航空摄影采用的无人机飞行平台为六旋翼电动无人机，搭载五镜头倾斜相机进行航摄，其下视镜头主距为28mm，侧视镜头主距为40mm，像元大小为3.98μm。多旋翼无人机作业方式灵活，对起降场地的环境，人员操作的要求相对固定翼较低，但其作业效率 较慢。

因不动产测绘的成图比例尺基本在1:500，为了能满足界址点精度要求，测绘航空摄影的地面分辨率设计为0.02m，相对航高为140m。按照建成区域的形状特点，进行摄影分区的划分，航向重叠度和旁向重叠度均为80%，以此设计飞行航线，且需要特别注意安全飞行高度。

在外业进行航拍时，需要时刻注意无人机的续航能力，保证设备安全。

5 三维模型生产

航空摄影完成后，利用航拍数据基于Smart 3D 软件进行三维模型的构建。操作流程主要包括建立工程、空三加密、重建模型。Smart 3D 的自动化程度高，利用其进行空三加密和模型生产时人为干预少，只需前期建立好工程后，即可在集群系统的帮助下生成模型。但高质量的模型产品需要质量过硬的航摄数据，否则后期会加大修模工作量或外业补测工作量，因为利用三维测图系统进行矢量采集，主要依赖于在三维模型上采集数据，所以模型的质量关乎矢量精度。

根据长期的生产经验，三维模型的质量很大程度上依赖于前期航摄的地面分辨率、航向重叠、旁向重叠和像控布设测量的质量。地面分辨率低，重叠度低，像控分布不均匀和测量精度低，会导致生成的模型出现不同程度的拉花、变形，细节表现差，同名点错位等问题。而高分辨率，大重叠度，像控点分布合理，测量精度满足要求的情况下，生产的模型质量会有很大提高，模型精度高，能有效减少修模或外业补测的工 作量。

Smart 3D对计算机硬件配置要求高，且需要配置集群系统，否则空三后的模型生产阶段会很长，配置低会增加系统无响应等各种问题出现的概率。

按照技术设计和三维测图系统的要求，本次三维模型生产输出的成果除OSGB 模型外，还需要完整保留xml 空三文件。

6 矢量采集

目前市场上有两款较为流行的三维测图系统，分别为清华山维的EPS 和天际航的DP-Modeler。本次矢量采集采用了DP-Modeler 三维测图系统。该软件实现三维测图主要有四步，有数据准备，方案配置，矢量数据采集和成果导出。其中准备的数据主要有航拍照片和Smart3D 生成的xml 空三文件、OSGB模型数据。使用方案配置工具将空三文件及影像、OSGB 模型路径配置好后，生成影像缓冲，即完成了三维模型导入工作。

使用DP-Modeler 的采编功能，按照相应的地物编码和采集方式，即可进行矢量采集。该软件提供两种建（构）筑物采集方式，如果三维模型精度高，可以直接在三维模型上进行采集，同时也提供了一种在三维模型精度无法满足需求时，结合影像进行采集的方式。

采集完成后，可利用交换文件CAS，完成成果的输出和格式转换。

7 精度检测

矢量成果输出后，需要按照不动产权籍调查的技术规程对成果的精度进行检测，检验其是否满足权籍成果精度。按照统一要求，本次开展的农村不动产确权登记发证项目的区域内，其界址点中误差不能超过±7.5cm，允许误差为±15cm。按照测绘成果质量检查与验收的相关要求，超过±15cm 的按粗差计算，粗差在5%以内，剔除粗差后计算成果中误差，如果粗差超过5%，该成果不合格。对每个村都随机抽取40 至45 个点和边，利用测量仪器实地进行精度检测，发现成果均存在粗差，但没有超过5%。分析造成粗差的原因，主要是部分建（构）筑物结构的多样性导致内业界址点位置解析错误，致使正确的界址点和解析错误的界址点较差超限(见图1、图2)。

图1 部分界址点间距较差（中误差±2.1cm）

图2 部分界址点点位较差（中误差±4.2cm）

8 结语

本文针对不动产测绘项目，阐述了利用倾斜摄影测量技术和三维测图系统，完成测区范围内1:500 权籍测绘的成图任务，并通过实测的方式检测了利用模型数据采集的矢量成果精度。通过在项目中的实际应用加质量检查的方式，表明该方法在保证精度的前提下，确实可以有效的缩短作业周期，但其前提条件为航拍的分辨率、航拍的重叠度、像控点的布设和测量精度必须满足相应比例尺成果的要求。