无人机倾斜摄影的农村房地一体测量应用

【摘要】在当前阶段经济和科技水平发展迅速，为了更好地突出新农村建设，满足科学规划的需求，各农村地区都在逐步进行放低一体测量。传统的测量技术存在一定的落后性，在农村房屋和宅基地调查任务的执行过程中具有一定的困难。当前无人机倾斜摄影技术应用前景广阔，特别是对于农村房地一体测量来说优势明显，有着适用性较高、灵活性较强的特点，技术优势突出。基于此，本文以某村的测量实际工程为切入点，对房地一体测量工作中该项技术的应有优势和流程进行分析，并且根据应用结果来看，该技术的应用使得农村房地一体测量速度大大提高，有效节约资源，同时也具有较高的精度，希望能给有关人员可供参考之处。

【关键词】无人机;倾斜摄影;农村房地;一体测量

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.

1、引言

無人机航摄技术是我国较为新兴的技术之一，虽然其具有十分广阔的应用前景，但是在农村房地一体测量项目中应用实践还不足够。通常来说，一体测量工作会受到多方面因素的共同影响，测量地区会涉及到较多的房屋土地，工作具有较高的复杂性，耗费大量时间。在房地一体化测量工作中应用这种新兴的无人机航摄技术，有利于更加有效的保证新形势下城乡区域建设发展以及新农村环境的保护建设，能够很大程度上帮助到农村土地建设和整理项目，优化土地配置得，不断改善农村生活条件。因此，在现阶段加大力度研究土地整理项目中无人机航摄技术的应用是十分有必要的。

2、无人机倾斜摄影

2.1倾斜摄影的原理分析

在倾斜摄影过程中，其成果的影响参数主要包括摄影角度、摄影重叠情况、摄影高度情况等，综合不同因素进行分析，从而获取和采集地面物体相关信息。对于同一物体来说，当视角存在变化时，其摄影信息也会有所差异，对摄影信息与视角差异进行换算，分析得到物体信息[1]。对此，在无人机上搭载高精度摄像器材，为视角转换提供便利。因此当前倾斜摄影技术更多地与无人机进行结合应用，将倾斜摄影作用最大程度地发挥出来。同时，通过三维模型构建以及联合平差等方式来分析处理测绘参数，为房地一体测量工作奠定测绘数据基础。

2.2房地一体测量中无人机倾斜摄影技术的优势

无人机倾斜摄影技术自身具有诸多优势，具体表现在以下几个方面：第一，由于房地一体化测量工作的形式十分丰富，引入无人机倾斜摄影技术则能够在此基础上保证工作效率高效，不受客观因素的影响，准确地对相关数据进行判断，使其符合真实情况。第二，无人机航摄技术可以直观地反映出整个项目的实施情况，将工作成果有效地展现出来，最大程度地还原真实的工作成果。

（1）直观体现农村房地实际状况

利用无人机航摄技术中所包含的正射影像图，可以清晰地观看相关房屋土地的实际状况，正射影像图的分辨率可以达到极高的水平，因此，不仅可以将整个工程的全部面貌都缩小成影像图，还能够将单个工程部分的具体施工情况进行放大。因此，不论是从整体还是部分来看，无人机航摄技术都可以对房地测量工作的成果进行直观而又准确的检验。

（2）能有效与实际情况相结合

无人机倾斜摄影技术还涉及到GPS-RTK技术的应用以及高像素数码相机的应用，通过上述两项技术获取像控点，对目标进行测绘，在借助专业软件进行数据处理，就能够做到影像空间在分辨率上与地形图测绘精度相符合，同时也能减小平面误差，满足测量需求[2]，使房地测量达到预期的要求。而且，通过提升数码相机的像素，或者降低无人机的飞行高度等方法还能进一步提高图像的分辨率，以达到更高的精度要求。

（3）丰富工作形式，提高效率

无人机倾斜摄影技术在房地一体化测量项目的应用，其主要目的在于更加精确有效的掌控房地实际状况，以便在查验环节能够以此作为有参考价值的依据。而且，在航摄工作完成后，就可以立即对影像图进行后期的软件处理与制作，极大地减少了工作时间，提高了工作效率[3]。需要注意的是，航摄内外业时间与其他方式的工作所需时间的差异较小，其对工作时间的节省主要体现在后期的项目的检查与验收中，由于倾斜摄影影像图可以清晰准确地表现出各种数据，因此在进行房地抽查时，这些有效数据可以直接作为参考，可以更加快速地进行测算，自然能够有效地提高工作效率。

（4）可以实现对突发状况的响应

通过将摄影设备搭载在无人机上，能够对迅速采集地物信息，同时将相关资料进行整合，为房地一体确权等问题提供依据，如果有突发状况发生，可以根据相应信息来进行处理，提高处理准确性和处理效率。

3、常规手段在农村房地一体调查中的难题

在当前阶段不动产权籍调查测量工作中存在以下几方面问题：第一，在房屋测量中入户较难，存在较多的空关户。第二，房屋连片较多，分辨起来困难较大，容易出现漏画、漏测等问题，同时具有较多的隐蔽点，无法准确测量。第三，公示、勘误澄清以及权利人质疑等情况繁多，工作量较大。而如果采用传统方式进行测量，则会面临着较多制约因素，效率较低，无法满足农村房地一体测量工作的质量和效率要求[4]。因此近些年来无人机倾斜摄影技术逐渐走入了人们视野，这种技术具有更高的精度、更高的效率，同时成片效果更为清晰，能够更好地适应地面复杂情况，数据真实准确，能够将地面物体的位置、外观和高度等属性直观地展示出来，成为了当前测绘领域中主要的研究和应用方向之一。

4、房地一体测绘工作中无人机倾斜摄影技术的应用

本文根据某村中房地一体测量工作为基础，分析无人机倾斜摄影技术的实际作用以及应用流程。本次测量工作按照低空高分辨率的方式进行摄影作业，同时将成果与大比例尺测绘图做进一步对比。测量工作主要有三方面，第一，对测绘数据进行采集。第二，对采集到的数据进行预处理。第三，生成相关数据。下面展开具体阐述。gzslib202204031501

4.1基本流程

农村房地一体测量主要内容包括房屋角点和宅基地界址点的测量，科学合理地布置整个范围区域的像控点。利用RTK等技术合理配合，有效检测具有代表性的检查点坐标以及像控点坐标。同时结合无人机倾斜摄影技术合理构建测量区域的三维模型。在模型中能够准确有效的采集成果数据，同时以此为基础对比实际检测数据，为房地一体化测量准确性提供可靠保障。

4.2像控点布设方案

对于外业实践来说需要布设较多得像控点，整个设置流程复杂性相对较高。在测量区域中设置无人机像控点过程中要保证设置的有效性和均匀性。特别是单张影响，其中间畸变较小，而四周畸变则会相对较大，要对当前实际情况进行合理分析。在像控点布设过程中，布设方案要考虑到自由网平差精度，做到科学合理的布设，才能有效控制现实误差。同时对像控点的布设和选择要综合分析附近色差因素以及影像重组质量问题等。一般来说必须要保证影像清晰度，只有这样才能满足识别要求。为了避免影响匹配结果的进度影响较大，在布设像控点时应当将其设置在影像便捷1到1.5厘米处。由于阴影的存在，像控点标志可能会存在不清晰问题，因此要尽量避免在阴影区域内进行像控点布设，从而保证成果数据的准确性。要时刻以实际情况为基础来布设像控点，在测量范围内保证其设置的均匀性，尽可能地将其布设在测距角部位置。再布设之前可以用腻子粉或者是油漆来将其标记出，布设方式主要采取L型或十字型。

4.3外业飞行方案设计

对于外业飞行方案来说，其设计和编制内容较多，主要包括飞行系统选择、线路规划和实际操作等等。影响质量会直接受到飞行方案的影响，因此在方案设计过程中必须以实际任务为切入，保证其科学合理，这样才能更好地突出无人机倾斜摄影测量技术的优势。在航线设计中要对航高、速度等参数进行合理设置，所以规划航线时要综合考虑到拍摄区域的实际特点，保证规划的合理性。在农村房地一体测量工程中，以村为基本测量单位，其位置上相对较为分散，并且所涉及范围较广，无法在较大面积内应用倾斜摄影测量技术。单镜头飞行系统和中小型旋翼无人具有较为明显的优势，小型旋翼无人机硬件设备重量小，方便携带和应用，同时价格较低，投入不高，具有更高的安全系数，在低空摄影测量工作中较为适宜。

4.4飞行质量检查

在飞行质量检查过程中，主要是对航高之差以及重叠度等指标进行检查，为三维模型构建的准确性和有效性提供保障。在操作过程中，要将旁向重叠度以及航向重叠度控制在60%-70%以上，航线自身相邻像片航高差保持2m以内，航高的上下范围不能超过10m，航线弯曲度保持在3%以内。

4.5数据采集

在本次一体化测量工作中，在测量区域中设置像片控制点后，对于其CGSS2000坐标测绘，在无人机搭载5镜头数据采集设备，根据设定航线进行航空拍摄，收集该村中房地不动产数据，同时要在航摄单片重叠度上满足要求。

4.6测绘数据预处理

在测量过程中根据实际的航飞布设情况以及项目需求，检查摄影成片效果，特别要注意像片的精度以及控制点位置的检查，另外还检验好POS数据，同时对测绘单片影响是否存在异常进行分析，控制好误差情况，做好数据的整理和检查。

4.7形成测绘影像与模型

4.7.1根据测绘影像与数据形成三维模型

当测绘数据整理好后将其向Smart3D软件中导入，同时配合空中三角测量技术、格网调整以及影像匹配的技术来实现该村航飞预期的三维建模工作。

4.7.2测绘区域高分辨率正射影像生成

以三维实际模型情况以及空三成果文件为基础，按照Tile单位来匹配格网正射与贴图，完成正射影像的制作。同时根据实际测绘区域中调绘POI信息制作权籍调查影像图。

4.7.3大比例尺测图

在测量中制作该村的三维实景模型、空三成果以及纠正畸变差影响，将上述数据导入到专业的测图软件当中，由专业的工作人员进行点线面测图，按照国标要求赋予图层信息和属性信息。使用南方CASS软件编辑图形数据，从而得到1：500的地籍图。

4.8成果精度检测

4.8.1控制点与检核点选取

在该次一体测量工程中，根据实际地形情况，工作人员在测量区域内设置了12个像片控制点，同时借助GPS、RTK技术进行三维坐标的控制。以实际区域中不动产的分布状况来选择控制点[5]。本次主要选择8个参与实景三维模型参数相关的采集控制点，其余点位则用于对三维模型技术进行检测。

4.8.2数据成果精度检验

在该次数据检验中主要采取了抽检的方式，同时通过人机交互与人工检查两种方法的融合来检验房地以此测绘图成果。检测过程主要分为三个部分，第一，对测量区域内的检核点以及模型上同位置点坐标，在平面精度和高程实际精度上做好控制。第二，根据测量区域内已有的测图资料，与本次测绘所得三维模型进行对比，看是否存在较大误差。第三，进行人工外业检测，在经过测量所得的三维模型中，随机选择某一部分，与实地信息数据作对比，同时分析测图所存在的误差及其存在原因，并且对其绝对精度情况进行探讨。首先是检测测量区域中参数形成模型的精度。当形成三维模型后，可以将该过程中未使用的像片控制点用于对模型绝对精度的检测，在该次测量中，经过检测，在X方向上有着0.062m的平均误差，0.053m的Y方向平均误差，0.096m的H方向上的平均误差，能够很好地满足项目对于精度的需求。其次是对测图成果进行绝对精度检测。本次工程中经过检验，具有0.102m的平面误差，能够满足平地1∶500大比例尺测图中对于0.25m误差的规范要求。高程中具有0.093m的误差，满足规范中误差小于0.15m的要求。由此可见，该次一体化测量能够满足1：500地形图测图要求。

结束语：

总而言之，通过无人机倾斜摄影技术来进行农村房地一体化测量，有利于提高工作质量和工作效率，同时保证其科学性和准确性，为测绘工作提供可靠数据参数。与传统的测量方式相比，无人机倾斜摄影能够更加方便、灵活地开展工作，并且更好的构建测量区域的可视化模型。大大减少工作人员的工作量，缩短测量周期，为农村房地一体化测量提供可靠的技术支持。

参考文献：

[1]胡月.无人机倾斜摄影测量技術在立面测量中的应用研究[J].世界有色金属，2019（7）：31-32.

[2]方忠平.基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模和精度分析[J].工程建设与设计，2019（10）：247-248.

[3]周永丹.浅谈无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].科技风，2019（15）：238.

[4]丁鸽，彭健，焦明东，等.无人机倾斜摄影测量技术在超高层建筑竣工测量中的应用[J].测绘地理信息，2019，44（3）：62-64.

[5] 黄磊，彭能舜，刘舸.一种基于无人机倾斜摄影的隐蔽界址点测量方法[J].国土资源导刊，2020，17（3）：85-88.

作者简介：

唐凯（1985.12-），男，汉，湖南，本科，工程师，研究方向：地理信息测绘。