探讨无人机技术在房产测绘中的具体应用

张 通，孙仁晓，李俊昌

（山东省核工业二四八地质大队，山东 青岛 266041）

0 引言

随着无人机技术的研发和发展，卫星遥感测绘、无人机航拍等一大批先进技术得到广泛应用，随着应用范围不断扩大，推动了科技力量的高效发展。其中，无人机航拍技术以其高灵活性、高效率、高精度为各行业提供精准测绘数据，为各行业发展做出巨大贡献。在房地产测绘方面，应用传统发测绘方法工作效率低，测绘数据的准确性不高。这些问题严重影响了房产测量和制图工作的效率和质量。因此，相关部门已开始将无人机测绘技术应用到房地产测绘中，并取得了较好的应用效果。

1 无人机技术概述

1.1 无人机技术概念

无人机信息技术即无人机遥感技术，是一项将无人机信息技术、遥感技术、通信技术与全球定位系统（GPS）技术相结合，并广泛应用于地理信息测绘与计量中，具有一定的自动化、智能化和专业化特征。目前，该技术已经应用在国土资源测量领域，并已经成为世界各国重点研究的对象和内容，同时，无人机技术也是未来遥感技术发展的主要方向。无人机技术可以不断更新、调整和更新实时地面测量数据和地理空间测量数据，并为政府部门和企业提供更新的地理信息数据，为环境卫生、土地利用以及国土管理工作提供重要的信息保障。随着经济的发展繁荣，传统的地理遥感技术已无法适应人们日益增长的生活需要，许多老建筑物、城市景观出现了巨大的改变，火车站、飞机场、海港和市政工程建设需要更详尽的地理信息。因此，应用无人机技术尽测量和收集更详尽的信息数据至关重要。

1.2 无人机技术的系统结构以及特征

无人机技术的基本体系结构一般由以下4 个部分组成：微型无人机平台、高分辨率数字传感器、导航定位系统与数据处理系统。它是一个集计算机、GPS 技术、行动通信技术与信息处理技术为一体的综合性技术。该技术具备的主要特征如下：①数据更新速度较快。一般情况下，无人机采取低空飞行的方式，对空中领域的条件约束条件较少，只要天气条件适宜，就可以立即起飞，明显提高了数据收集与更新的速度。②实现高分辨率数据处理。无人机上搭载的高分辨率传感器，能够获得米级图像数据，有效解决了传统技术所无法比拟的不同尺寸的测绘要求。③应用成本较低。无人机操控比较简便，操作成本低、性能高，涉及的工作人员少，能够提升经济效益[1]。

1.3 无人机类型介绍

无人机分为以下5 种类型。

（1）固定翼无人机，这种类型的无人机属于微型机，大部分是电池供电的，所以电源噪声也相对少，而且伪装性能也良好，更适于使用高分辨率数码相机航空摄影测绘。

（2）多旋翼无人机，在机身上均匀分布有多个螺旋桨的飞行器。同时也有四旋翼、六旋翼、八旋翼，这种类型的无人机也适合航拍，不过它的功能是悬停，并在悬停时拍摄照片和采集信息。

（3）无人直升机，无人直升机不需要发射系统，由于自身具备垂直起降、自由悬停和高机动性等特征，能够沿着飞行剖面的航线飞行，能够给拍摄和采集信息带来很多方便。多年来，西方国家一直致力于无人直升机的研发，并将无人直升机应用于地质测绘工作中。

（4）无人飞艇是使用比空气轻的气体产生升力的飞行器。飞艇是最有价值的军用设备，同时也是最精密的军用武器设备之一。需要注意的是，飞艇和系留气球的区别是其自身的动力系统，飞艇可以实现自行控制飞行。

（5）伞翼无人机是以伞为翼型的固定翼飞行器。它最大的特点是它的机翼为一种伞状纤维织物网，形成位于机身上方的灵活翼面。伞翼无人机属于小型超轻型飞机。它的体积小、速度低、飞行海拔低。因此，其适用范围在低海拔地区，有一定的应用局限。

1.4 无人机选择性分析

在测绘过程中，无人机一般情况是正射影像，即由具有英里网格、轮廓、室内装饰和注释的正射影像组成的平面图。正射影像是什么？比如，在飞机上拍摄的照片时，在飞机上任何一点拍摄的地面照片只能称为照片，这种照片不适用于土地测量或测绘目的。一个地方的形状不是绝对的正射影像，如果有畸变，整个影像是不成比例的。相反，整幅图像可以缩放，整幅图像在任何地方都不会失真，因此可以称为正射影像[2]。

2 无人机测绘的主要工作类型及技术

近年来，我国无人机产业发展取得了很大的成效，一些无人机产品也出口海外。总之，航空摄影遥感技术更适用于低空飞行，是我国从遥感技术的基础应用上发展起来的新兴科技。航空遥感技术使用无人机或安装数字航拍相机，并使用惯性测量单元（inertial measurement unit,IMU）、GPS 等技术，实现了 1km 以内的中低空飞行导航。由于大气遥感测量技术的广泛应用，大气遥感测量技术已作为救灾、数字城市建筑、国土资源调查、矿井监测、海洋环境监测等国家重大工程的关键科技工具与保障，积累的大量宝贵科技资料为国家社会经济的发展作出了贡献。不过，从房产测绘技术的角度看，我国当前已大量应用航拍技术。尤其是在建设数字城市和探索新型土地资源时，应用无人机进行测绘就非常关键，具体用途如下。

（1）地形图测绘。根据地形图的精度要求，调整无人机图像的比例尺、分辨率和重叠度。正射影像图准备好后，可以使用测绘软件对地图进行矢量化，然后在现场检查准确性，然后进行控制测量并绘制全图以确定整个现场的坐标系图。

（2）新农村建设测绘。测绘的主要内容是住宅建筑、交通、电力和供水系统。为了测量的准确性，有必要在检查时需要现场实地拉边长，并在现场进行校正。基本测绘标准也应参照《新型房产测量服务与农村建筑测绘支持技术方案》执行[3]。

（3）征地测量。征地测绘是将集体土地变为国有土地的重要环节，是全国农村土地整治工作和经济建设发展的重要数据保证。正常情况下，征地时，由于土地测量问题，村民与村民之间、村民与集体之间存在的争议，当用航拍和正射影像进行拍摄，记录现场情况，就会避免出现村民之间的争议和因区域认定而引起的相关问题。

3 无人机技术在房产测绘中的应用优势

3.1 检测效率高

由于无人机技术的高探测效率，工作人员经常将无人机测绘技术应用于应急管理。无人机测绘技术不仅可以准确、快速地获取目标探测范围内的相关信息，而且可以提高测绘质量[4]。

3.2 测绘范围广

无人机的探测范围广，不仅可以探测到大范围的物体，还可以探测到小范围的物体，大大提高房地产的拍摄和测绘能力。此外，工作人员使用无人机可以确定目标区域的情况，可以获得清晰的单位图像，方便工作人员的后续工作。

3.3 处理信息速度快

无人机测绘技术能够通过信息处理系统对测绘数据进行直接处理，有效提高测绘房地产测绘的自动化水平。此外，无人机测绘技术还最大限度地提高了房地产测绘信息处理性能和房地产测绘信息采集效率。随着科学技术的发展，国内无人系统图像分辨率已达到0.5m，远高于卫星图像。此外，在测绘数据的获取和处理速度方面，无人机测绘技术也具有显著优势。因此，无人机测绘技术将在我国各个领域得到广泛应用[5]。

4 无人机摄影测量技术在房产测绘中的应用方法

应用无人机相机数据处理技术的目的就是运用现有摄影技术，在拍摄过程中保存画面信息，从而有效提高了相关数据和参数的精确度。同时通过使用数字高程模式（DEM）和数字正射影像图（DOM）技术，测量人员也能够更高效地进行所有的数据处理工作。

无人机摄影测量技术在房产测绘中的应用如下：首先，收集关键数据。在完成了数据收集工作以后，还必须充分利用大数据处理平台缓存的GPS、数字地表模型（DSM）采集的数据，以便缓存数据能够成为更深入的房产检测和制图等工作的数据基石。其次，处理缓存数据，计算机系统可以实现高速缓存的数据的智能匹配，通过平差方式对数据进行管控，从而实现了数据配对工作，并帮助确定内部地区位置与外部地区位置。最后，为更好地保障测量任务的品质，在测量过程中，还要应充分应用密集匹配技术，从相机中提取测绘用的三维DSM 云点相关信息，并完成相关的大数据分析。根据需要开展工作。最后，合理地在规范网格中获取与DEM 的有关信息，并对DEM 进行身份验证。

5 无人机技术在房产测绘中的具体应用策略

5.1 使用无人机进行倾斜摄影测绘

倾斜摄影测量是无人机测绘中比较常用的一种低空航空摄影技术。工作人员首先在同一架无人机上安装多核传感器，然后从垂直、倾斜等不同角度飞行进行采集图像，然后最后将其信息系统化整理。

5.2 倾斜摄影三维模型构建的基本流程

目前，建立透视测量3D 模型的基本过程包括两个层次，分别为外业和内业。其中，外业主要包括无人机图像数据采集和现场图像管理操作。内业层面主要包括以下3 个方面：①自动空中三角测量。工作人员必须根据测量区域内分布相对均匀的区域选择地面控制点，然后进行立体测绘。同时，工作人员还必须系统、准确地计算出编号点的平面坐标和高度。②工作人员必须根据不同图像中的共同点对加密点进行精确匹配，然后使用变换模型计算不同图像的空间数据。③空间模型数据计算完成后，工作人员必须根据它高效采集得到的图像，然后精准匹配命名点。这样，工作人员可以有效避免影响3D 模型精度的尺度和分辨率。

5.3 外业数据采集

外业数据采集需注意一下3 点。

（1）航带设计。如果工作人员想要提高房地产测绘数据的准确性，他们必须在现场勘测测量区域。此外，在初期进行测试的过程中，工作人员不得不在城中村确定测试地点，须将无人机的飞行高度控制在小于100m的范围内。

（2）科学布设控制点。利用GPS-RTK 网络技术捕获研究区域内的照片控制点，通常为中点。此外，照片所选控制点的目标图像要确保清晰、容易区分和透视。摄影路点的位置应为5~6 张重叠航向和侧面的照片，控制点应尽可能的通用。

（3）科学设置航测参数。工作人员首先要了解飞行区域的基本情况，然后确定飞行参数，最后进行不动产数据采集。在实际应用中，工作人员必须将轨道与侧面的重叠控制在70%左右。

5.4 提高业内数据处理质量

提高业内数据的处理质量，可以采取一下措施。

（1）影像处理。在完成倾斜影像拍摄之后，工作人员应仔细检查上一步拍摄的测量区域的图像质量，确保所有图像不存在失真、失真等质量问题。此外，工作人员必须对不符合要求的图像进行科学纠正或重新拍摄。完成上述工作后，员工还必须对所有图像进行编号。

（2）内业像片控制点。目前，在测控行业，测试点穿刺评估的最高精度为0.1mm。在实际工作中，工作人员必须尽可能准确地控制照片控制点的目标高度，以确保照片控制点在相同点之间和相邻照片之间清晰可见。

（3）空中三角测量加密及影像密集匹配。工作人员需要使用设置块的射线法。用射线法进行分块平差时，一般以图像的合成光线作为平差的基本单元，并以最基本的平差方程为共线中心投影方程。通过非常精确的图像匹配计算，从整个区域的所有像素中自动匹配同名点，从而使整个区域都拟合到已知的控制点的坐标系上。

5.5 无人机技术在房产测绘中应用的注意事项

在对无人机拍摄的图像进行实际处理时，应注意以下3 点：①应进行适当的处理工作，如图像均匀度、镜头畸变等。②预处理完成后，必须将图像导入Smart3D 软件，进行图像控制测量、图像密集匹配、空中三角加密、纹理映射。③应根据它创建一个3D 模型，并分析实际搭建的3D 模型。在真实的工作流程中，可以通过无人机测绘，深入了解城市内不同类型建筑的特征。此外，还可以使用EPS 软件获取全面、准确、高效的房地产测绘数据。

6 结语

综上所述，无人机技术可以有效促进各行业的发展。在房产测绘领域，无人机技术可以大大提高房产测绘的效率和水平。基于此，房地产测绘部门必须积极、全面地接纳和采用无人机技术，充分认识其在测绘领域应用的优势。工作人员要学会和应用无人机倾斜摄影测量技术，获取和处理相关数据，然后以此为基础构建3D 模型，最后应用相应的软件收集房地产测绘数据，进而实现无人机技术在房产测绘领域中的有效应用。