基于倾斜摄影测量技术的农房不动产测绘研究

高彩莲

(海天地信科技有限公司，山东 烟台 264001)

0 引 言

房地产登记,需要对房地产的产权状况、位置、界址、面积、用途等基本资料进行全面的调查。采用传统的全场测量法进行农房定产测绘,工作量大,成本高,效率低。倾斜摄影测量技术是近几年兴起的一种技术手段,该系统突破了以往只能从垂直角度拍摄正射图像的限制,将多个传感器安装于同一个飞行平台上,利用飞行平台上的传感器采集不同角度的图像,将使用者带入真实、直观、符合人类视觉的世界。采用无人机技术进行数据采集,操作简便,效率高,大大降低了操作风险和成本。无人驾驶飞机的图像可以进行几何重构,得到数字表面模型[1]。这些信息可以被广泛地应用在考古、植被监测、交通监测、灾害管理等方面。此外,倾斜摄影测量技术还具有扇形周长大、角度多、清晰度高等特点,因此利用倾斜摄影测量技术进行三维绘图是测绘领域中的一个研究方向。本文设计了一个基于倾斜摄影测量技术的农房不动产测绘方法,实验对比结果表明,此次研究的基于倾斜摄影测量技术的农房不动产测绘方法有效解决了目前存在的问题,实际应用意义强。

1 三维建模

利用倾斜摄影测量技术,对农房不动产进行三维建模。在斜度较大的图像上,传统的单元素匹配方法提出的同名点无法满足建模需要,很难进行多视觉图像的密集匹配。

高倾角摄影测量是低空航空摄影测量中的一项新技术,它能全面捕捉地面的真实情况,获得多角度的影像资料。所获图像数据可用于三维建模,以直接表达丰富的特征信息。无人驾驶飞机倾斜摄影三维建模主要涉及三个方面的内容:①图像预处理;②基于立体测图技术求得匹配加密点的平面坐标和高度;③密集匹配。无人机倾斜摄影测量的三维建模流程如图1所示。

图1 三维建模流程图

2 数据获取及测绘实现

主要采用无人机进行数据采集,在进行采集时要保证采集数据光线的均匀,并且需要保证影像满足建模的质量需求,并将质量较差的影像剔除,对影像数据预处理。依据预处理后的数据构建单位模型,利用三维模型进行房产信息的采集。

因为两幅图像的角度不同,所以同一物体在不同图像上的测量结果也不一样,所以采用空中三角测量法处理倾斜图像是不可行的[2]。基于图像间的几何变形和遮挡,引入多束区域网的平差方式,通过联合求解来保证平差结果的精度。

在大型地形图制作过程中,有很大一部分是屋檐校正,屋檐校正的精度直接关系到摄影图的平面精度。建筑物空间结构示意图如图2所示。

图2 建筑物空间结构示意

假定建筑物对侧屋檐的修正值ΔT檐相同,则有:

(1)

公式(1)中,ΔT檐1、ΔT檐2常用的方法是现场绘图人员采用滴水线法、垂线法或全站法等方法,将绘图任务交给内部编辑完成,烦琐,效率低,费时费力[3]。

应用斜片三维建模技术和垂直散射正交法原理,在不需要计算檐口校正值的情况下,直接对建筑物边缘进行檐口校正。由判断可知,如果这三个面是成对垂直的,则它们的交点也是成对垂直的。

(2)

因为定线图最终是以二维向量的形式显示顶部视觉效果的,所以交点被用来显示定线图末端的视觉效果。将O1所在高度作为基准,分别向面P1、P2引出水平线,结合上述公式可知:

(3)

依据上述过程完成屋檐的校正,以此完成基于倾斜摄影测量技术的农房不动产测绘。

3 实验对比

为验证此次研究的基于倾斜摄影测量技术的农房不动产测绘方法的有效性,进行实验分析，并将传统方法与此次研究的方法作对比,评判两种方法的有效性。

在此次实验中,选择了位于某镇东部的小杜庄村为研究区域。地理坐标为E114°18 mm,平均高度为+35 m,面积为1.88 km2,中间居住区的面积为0.525 km2。村子里的房子简朴而整洁,是该实验乡村住宅的典型代表。

此次研究的方法预先采用四旋翼无人机搭载五面镜相机进行倾斜飞行,经过2次飞行,获取了7 150幅该区域的倾斜图像,分辨率为1.5 cm。机体的飞行参数见表1。

表1 飞行参数

利用三维建模软件,生成真实场景的三维模型,最后用三维模型进行三维绘制,并直接将农舍固定流水线图与集料上的去檐图连接起来。

3.1 测绘误差对比

基于上述实验准备,进行实验分析,此次研究的方法与传统方法的测绘误差对比结果见表2。

表2 测绘误差对比

通过对比表2中的数据能够发现,此次研究的基于倾斜摄影测量技术的农房不动产测绘方法的测绘误差明显小于传统方法的测绘误差,较传统方法测绘效果好。

3.2 测绘时间对比

对比此次研究的测绘方法与传统测绘方法的测绘所用时间,结果见表3。

表3 测绘时间对比

依据表3能够发现,此次研究的方法在农房不动产测绘上,花费的测绘时间较少,明显少于传统的测绘方法。

综上所述,此次研究的基于倾斜摄影测量技术的农房不动产测绘方法较传统测绘方法测绘效果好。原因是,此次研究的测绘方法采用了倾斜摄影测量技术进行了分析,并对测绘对象进行了校正,从而获得了较好的测绘效果。

4 结束语

本文设计了一个基于倾斜摄影测量技术的农房不动产测绘方法,通过倾斜摄影测量技术建立三维模型,可实现多角度、全方位的三维测量,而传统的房地产测绘不具备此功能。此次研究的方法利用三维模型的直观性,可在室内计算机上完成现场测量工作,提高了工作效率,缩短了工期,较传统方法应用效果好。该三维模型能够较好地反映出房屋的各个楼层的信息,更加直观,而且还能反映出隐蔽区域。对居住稠密、遮挡严重的单体建筑进行倾斜摄影测量时,模型绘制问题比较突出,可采用全站仪测量解决,这是在后续研究中需要解决的问题,希望此次研究的测绘方法能够为相关领域提供一定的帮助。