无人机倾斜摄影测量技术在农村房地一体不动产确权登记中的应用

徐利明

（南京智绘星图信息科技有限公司山东分公司,山东 济南 250000）

1 引言

2019 年，中央1 号文件明确提出，要加快推进农村房地一体不动产确权登记颁证工作，力争在2020 年底完成。农村房地一体不动产确权登记，是国家推进农村宅基地“三权分置”改革的一项具体措施，对振兴乡村经济、推动农村改革、优化城乡产业布局具有重要意义[1]。不动产权籍调查测绘作为确权登记的一项基础性工作，为查清农村集体建设用地和宅基地使用权的界址、权属、面积、用途、等级等基本情况，最终形成具有法律效应的数据、图件、表册等调查资料提供了重要的数据支撑。

当前，不动产权籍调查测绘存在一些问题：①房屋测量难入户，空关户很多；②连片房屋难以分辨，容易漏测、漏画，且隐蔽点难以测量；③公示阶段-勘误澄清-权利人质疑等情况的反复核实与修正工作繁重。采用传统仪器如全站仪、GPS-RTK 等进行作业，工作效率较低、制约因素较多，难以满足不动产权籍调查测绘的需求[2]。近年来， 无人机倾斜摄影测量技术因以高效率、高精度、高清晰的方式全面感知地面复杂场景，形成的数据成果能直观反映地物的外观、位置、高度等属性而备受关注，成为测绘领域研究和应用的一项重要课题。

2 无人机倾斜摄影测量技术概述

2.1 技术原理

无人机倾斜摄影测量技术的原理是通过在无人飞行平台上搭载多种传感器，从一个垂直和四个倾斜共五个不同角度来同步拍摄地面物体的影像（如图1 所示），其中一组垂直于地面的正片用于制作传统的DOM、DEM、DSM、DLG 产品，另外四组斜片可用于获取地物的纹理信息，同时借助于全自动高性能后处理系统，快速构建具有地物准确位置和清晰纹理的高分辨率真三维场景，将大众带入贴合人眼视觉感官的真实世界[3]。

图1 无人机倾斜摄影影像获取示意图

2.2 技术流程

无人机倾斜摄影测量的技术流程主要有影像获取、像控测量、数据预处理、空中三角测量、三维模型构建、数据采集、精度检查（如图2 所示）。

2.3 应用优势

（1）无人机倾斜摄影测量技术具有高效快捷、成本低廉、操作简单、机动灵活等优势，与传统测绘手段相比，可节省大量人力、物力和财力，提高数字化成图速度。

（2）利用无人机倾斜摄影测量技术能够获取地面物体的多视角影像，弥补了正射影像只有俯视信息的不足，通过专业软件构建的三维立体模型能够更加真实地反映地物的实际情况，达到所见即所得的即视效果。将该技术应用于农村房地一体不动产确权登记中可直观清点出房屋的层数、附属设施，更易判断出屋顶材质、阳台是否封闭等情况，大大减少了外业核查的工作量[4]。

（3）不仅可以生成三维立体模型进行相关量测和可视化管理，还可以进一步生成4D 数字化测绘产品，为拓宽行业应用提供了可能。

图2 无人机倾斜摄影测量技术流程

3 应用实例

3. 1 项目概况

某农村房地一体不动产确权登记项目需要开展不动产权籍调查测绘工作，测区以丘陵地貌为主，地势高差在25 ～35 m 之间，面积约为3.5 km2，没有军事和机场等禁飞区，适合开展无人机航测作业。项目应用无人机航测系统获取地面高分辨率倾斜影像数据，再利用Context Capture 软件构建三维模型，最后利用南方三维立体数据采集软件iData 3D 快速制作不动产图件。

3.2 外业数据采集

本次作业采用了南方测绘仪器公司的天鸿T610 六旋翼无人机进行执飞，这款无人机具有操作灵活、飞行性能稳定、续航能力持久等优势，搭载5 个SONY ILCE-QXl 数码相机，航飞参数设置为：同一航线上最大与最小航高的高差小于30m，航向重叠80%，旁向重叠75%，倾斜像头的前后倾角小于40°，左右倾角小于35°。选择良好的天气进行外业航飞，共获取8234 张符合规范要求的地面倾斜影像。像控测量根据测区地形、地貌情况开展，外业人员在测区选取108 个点位作为像控点和检查点，像控点和检查点坐标采用SDCORS 网络RTK 实地采集。

3.3 内业数据处理

（1）实景三维立体模型构建

对航摄获得的所有影像进行匀色匀光、校正畸变差等预处理。从POS 系统中提取外方位元素，采取多视角联合平差方法，自动匹配各级影像上的同名点，完成空中三角测量。通过Context Capture 软件自动分析，选取能够匹配的影像单元，进行点云密集匹配和特征匹配，自动化完成纹理映射，最后输出测区实景三维立体模型数据（如图3 所示）。

图3 实景三维立体模型

（2）数据采集

采用南方三维立体数据采集软件iData 3D 采集内业地形地籍要素，并按照国标要求赋予图层与属性信息，再利用CASS9.1 软件对采集的矢量数据进行编辑，制作成1∶500 地籍图。

这种数据采集方式不需作业人员佩戴立体眼镜，可以同时使用平面和立体视窗，具备地形测量经验的作业员均能快速上手，降低了作业人员门槛。与传统的解析法地籍测图相比，利用倾斜航测法的工作效率显著提高。利用传统解析法，每组2 人每天最多只能调查20 户左右；而利用倾斜航测法，平均每人每天能够调查60 户以上。

3.4 精度检查

为了检测本次1∶500 地籍图成果精度，选取图形内具有明显特征的30 个房角点，利用SDCORS 网络RTK 和全站仪实地测量其坐标，与从图形上测量的坐标比对进行精度评估，统计结果如表1 所示。

点号 实测坐标（m） 量测坐标（m） 误差（m）X Y X Y ΔX ΔY ΔS F01 10934.226 56908.969 10934.244 56908.934 0.018 -0.035 0.039 F02 10905.136 56299.961 10905.103 56299.939 -0.033 -0.022 0.040 F03 10810.441 56947.627 10810.44 56947.651 -0.031 0.024 0.039 X Y X Y… … … … … … … …F29 10643.516 56245.765 10643.492 56245.74 -0.024 -0.025 0.035 F30 11582.921 56780.672 11582.909 56780.637 -0.012 -0.035 0.037

参照中误差计算公式：

公式中：MS为平面位置中误差，Δ为测量值与真实值的差值，n为检查点的个数。根据公式计算得出30 个检查点的平面位置中误差为±0.041m，满足《地籍测绘规范》中一级界址点的精度要求。

4 结束语

实践证明，无人机倾斜摄影测量技术具有高效快捷、成本低廉、操作简单、机动灵活等应用优势，大大提高了农村房地一体不动产成图的速度，有效节省了人力、物力和财力，获取的数据精度完全满足相关规范要求。实践中也发现，局部房屋密集区域的三维模型存在拉花、变形现象，无法判读出准确的界址点和地籍要素点，对于此类情况，可以采用常规仪器到实地补测，或者现场丈量部分房屋的边长[5]。相信随着硬件和软件的不断升级和完善，无人机倾斜摄影测量技术在农村房地一体不动产确权登记中具有更加广阔的应用前景。