应用倾斜摄影测量的贵阳某村房地一体化调查研究

刘婵娟

摘  要：农村房地一体调查是农村宅基地使用权及其地上房屋所有权和集体建设用地使用权及其地上建筑物所有权的一体化调查。该文提出基于倾斜摄影测量的调查方案，先在调查区域内布设像控点，然后利用 RTK 测量出这些像控点和具有代表性的检查点坐标，设计一种外业飞行方案，利用通过该方案获取的影像数据制作 DOM 和三维模型并在三维模型上采集成果数据，通过成果数据与检查点的实测数据精度分析精度是否满足要求。

关键词：倾斜摄影测量  宅基地  一体化调查  精度

中图分类号：P231           文献标识码：A            文章编号：1672-3791（2021）02（c）-0077-03

Investigation and Research on the Integration of Real Estate and Land in a Village of Guiyang Based on Oblique Photogrammetry

LIU Chanjuan

（Guizhou Qianmei Institute of Surveying and Mapping， Guiyang， Guizhou Province， 550000 China）

Abstract： The integrated investigation of rural housing and land is the integration of rural residential land survey and rural housing survey. This paper proposes an investigation scheme based on inclined photogrammetry. First， image control points are set in the survey area， and then RTK is used to measure the coordinates of these image control points and representative inspection points. A field flight scheme is designed. Dom and 3D model are made by using the image data obtained by the scheme and the result data are collected on the 3D model. Whether the accuracy meets the requirements is analyzed through the accuracy of the result data and the measured data of the checkpoint.

Key Words： Tilt photogrammetry; Homestead; Integrated survey; Precision

农村房地一体权籍调查是一项保障农民权益的惠民政策，是国家了解农民住宅情况的重要手段，是科学编制新农村发展规划的基础数据来源[1]。对于农民而言，进行房地一体权籍调查是将个人的宅基地及集体建设用地房屋财产合法化、权益化的有效途径[2]。这里的农村房地一体权籍调查是农村宅基地和农村房屋的一体化调查，其中农村宅基地调查是以每一宗地为调查单元，测定其界址点，绘制界址线，查清权属以及用途搞清楚其四至关系等;农村房屋调查是调查宅基地内部房屋的坐落、面积、层数、权属、建筑结构以及利用状况等基本情况，在这里可以看出农村房屋调查是对农村宅基地调查的进一步细化调查，两者都涉及到房屋界址点的测量[3]。不管是农村宅基地调查还是农村房屋调查，现在采用的测量技术仍然是借助全站仪和RTK的传统测量技术或者传统摄影测量的技术。近些年来，无人机倾斜摄影测量技术有了快速的发展，已经突破了传统三维建模技术建模效率低、手工贴图、三维模型精度无法满足测量需求的局限，实现了可以通过高重叠度的影像快速建出较高精度的三维模型，而且由于纹理贴图算法的改进，可以将二维纹理图片自动贴到三维模型的位置上，三维模型能够很好地反映拍摄区域内的真实信息，可以加载三维模型并且在其上面矢量化的软件平台已经存在。

1  研究的基本思想和技术流程

农村房地一体测量的内容包括测量宅基地界址点、农村房屋房角点和绘制地籍调查底图[4]。该文所研究的基本思想是先在调查区域内布设像控点，然后利用RTK测量出这些像控点和具有代表性的检查点坐标，设计一种外业飞行方案，利用通过該方案获取的影像数据制作DOM和三维模型并在三维模型上采集成果数据，通过成果数据与检查点的实测数据精度对比来验证方案的可行性。其技术路线如图1所示。

2  调查区域

该实验区域是凯坝村，位于贵阳市花溪区，该地区属于平原地区，面积约为2.3 km2，村中建筑物较为集中，房屋以砖房为主。

3  外业飞行方案

外业飞行方案设计包括飞行系统的选择和航线规划方案设计，飞行方案的设计直接影响影像的质量和外业飞行效率，因此，合理设计外业飞行方案是将倾斜摄影测量技术应用到农村房地一体测量中的关键步骤。

3.1 飞行系统的选择

飞行系统的选择是根据拍摄区域的范围和特点来选择的，农村房地一体测量主要是一个村为单位，测量的面积比较小，其位置分布散乱且范围较广，不适合选用大面积倾斜摄影测量飞行系统。因此，轻小型旋翼无人机和单镜头的飞行系统更有优势[5]，具体如下。

（1）小型旋翼无人机飞行系统硬件设备重量较小，便于携带。

（2）单架次作业面积可达到0.5km2，完全能够满足农村房地一体测量的施测范围需求。

（3）单镜头云台系统相对于五镜头云台系统更加灵活，云台角度可以根据测区建筑物的高度与建筑物之间的间隔自由设置。

（4）小型旋翼无人机飞行系统价格低廉，飞行安全系数较高，更加适合低空摄影测量作业。

所以，该文选用轻小型旋翼无人机飞行系统作为外业飞行系统。

3.2 航摄区域的确定

航线规划方案的设计首先要确定航摄区域，该文选择区域如图2所示。

3.3 航线规划方案参数的确定

根据上述的几个数学关系及地籍测量规范的要求，并结合航摄区域的特点，该文设计一种航线规划方案，其参数如表1所示。

3.4 各架次航线的生成

根据确定的航摄区域，在航向规划软件中调整航摄区域的边界线，并且输入设计的各项参数，依架次设置主航线角度并生成航线。

4  精度分析

4.1 飞行质量检查

飞行质量检查的主要内容包括影像重叠度检查、最大与最小航高之差检查、航线弯曲度检查及影像清晰度检查4个方面。

为了建立高精度的三维模型，该文将航向和旁向重叠度分别限制在70%和60%以上。一条航线的相邻像片的航高之差限制在5 m之内，航高的最大值与最小值之差限制在10 m之内，航线弯曲度在3%之内。通过观察，所有飞行的影像较为清晰，色彩和色调的反差适中，没有出现重影模糊的现象，所以该实验区影像合格，可以进行下一步验证。

4.2 实验数据分析

为了验证在三维模型采集的数据成果是否满足农村地籍测量规范的精度，在实验区域二选取了17个房角点（点f1～f17），它们都是宅基地的边界点而且均匀地分布在实验区域内，利用RTK测量这17个检查点坐标，它们的分布如图3所示。

为了减少偶然误差对实验结果的不利影响，分别对每个检查点采集10次数据，以实测的坐标值作为真值，结合10次的量测坐标值求取每个方案的检查点点位中误差，其计算公式为[6]：

（1）

式中，xi、yi为在三维模型上第i次采集的平面坐标值;X，Y为检查点的实测值，n为采集的次数;m为该检查点点位中误差;该文以各检查点点位中误差的平均值作为衡量各方案三维模型整体精度指标，检查点平均点位中误差为0.063 m，检查点最大点位中误差为0.097 m。

4.3 精度评价

农村房地一体测量的对象可以分为以下3类。

（1）测量界址点，以此绘制地籍要素（宅基地界址范围线和宗地），精度要求最高。

（2）测量宅基地内部的房角点，以此绘制宅基地內部的房屋坐落。

（3）地物要素，例如道路水渠或其他地物等。

依据地籍测量规范CH5002-94规范，界址点的精度分为三级，测量成果精度可达到地籍测量二级界址点的要求（±0.10 m）。

5  结语

传统测量的办法进行农村房地一体测量效率较低，而且有大量的外业工作，为了提高房地一体测量的效率，结合无人机倾斜摄影测量的优势，该文提出基于无人机倾斜摄影测量的农村房地一体测量。拍摄地面分辨率为0.022 cm，航向和旁向重叠为80%和70%的无人机影像，在其建立的三维模型上解译的房地一体成果精度分别满足地籍测量规范二级要求，因此倾斜摄影测量技术可以在农村房地一体测量中推广应用。

参考文献

[1] 张远.农村房地一体确权登记关键问题的研究[D].江西理工大学，2019.

[2] 赵元务.无人机倾斜摄影测量在农村房地一体测量中的应用研究[D].西安科技大学，2018.

[3] 赵哲军，廖晓红.不动产测绘中测绘工程技术的应用分析[J].江西测绘，2019（4）：61-64.

[4] 王进国，陈永立.房地一体权籍测量中的基础控制测量问题研究[J].测绘与空间地理信息，2017， 40（8）：190-192.

[5] 刘开红，康雅丽.倾斜摄影测量在房地一体农村地籍测量的应用[J].江西煤炭科技，2019（1）：160-162.

[6] 卢加华.无人机倾斜摄影测量技术在农村房地一体中的应用[J].地矿测绘，2020，36（1）：44-47.