无人机摄影测量技术在农村不动产测量中的应用

刘柱

摘要：維护农民合法权益，是“三农”工作的重要保障，而不动产地籍测量工作的质量高低将直接影响农村经济发展，切实关系农民的自身利益。近年来，无人机技术随着科学技术的发展突飞猛进，随之而来的是倾斜摄影测量凭借着无人机作业也不断在测绘行业内应用广泛，人们越来越熟练和频繁地使用该技术创建真实场景的三维模型。通过无人机倾斜摄影对农村不动产进行测量，探讨航摄的实施、像控点布设与测量、数据处理与模型构建以及制作数字线划图，为无人机倾斜测量技术的完善提供了经验和参考。

关键词：无人机摄影测量  农村不动产  数字线划图  三维模型

中图分类号：P231

Application of UAV Photogrammetry Technology in the Surveying of Rural Real Estate

LIU Zhu

（Beijing Xinxing Huanyu Information Technology Co.， Ltd.， Beijing， 102300 China）

Abstract：Safeguarding the legitimate rights and interests of farmers is an important guarantee for work related to agriculture， rural areas and farmers， and the quality of the cadastral surveying of real estate will directly affect the development of rural economy and be effectively related to farmers' own interests. In recent years， UAV technology has advanced by leaps and bounds with the development of sicence and technology， oblique photogrammetry has also been widely used in the surveying and mapping industry with the help of UAV operations， and people are becoming more and more proficient and frequent in using this technology to create the three-dimensional models of real scenes. This paper uses tilt UAV photography to measure rural real estate， and discusses the implementation of aerial photography， the layout and measurement of image control points， data processing and model construction， and the production of digital line graphics， which provides experience and reference for the improvement of oblique UAV measurement technology。

Key Words：UAV photogrammetry; Rural real estate; Digital line graphic; 3D model

农村不动产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，不动产调查是将个人的宅基地房屋财产合法化、权益化的有效途径。这里的农村不动产调查是农村土地和农村房屋的一体化调查，其中农村土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；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、建筑材料以及利用状况等基本情况。农村房屋调查是对农村不动产调查的进一步细化调查，两者都涉及不动产界址点的测量[2]。

本文在分析无人机倾斜摄影测量技术的基本原理的基础上，设计试验方案，以北京门头沟为研究对象，应用无人机低空倾斜拍摄技术对该地区开展农村不动产测量工作，评价其可行性、可靠性和应用性，从而规范农村不动产测量中无人机倾斜摄影测量技术的作业方式、操作模式，为该技术的推广和进一步发展提供参考和可行性建议。

1 无人机倾斜摄影测量技术流程

无人机倾斜摄影测量技术流程如图1所示。

2 航摄实施

本文选取红鹏六旋翼无人机AC1500作为试验仪器。这种无人机具有性能好、更换桨叶与电池方便、安装与调试容易上手等优势，并且该机型虽然设计轻便，但是面对恶劣的风雨天气也能够正常工作[3]。与此同时，针对倾斜摄影测量的研究而言，该系统各项性能参数与指标都非常合适。

为保证研究结果的科学性，本次试验设计要求无人机倾斜摄影测量外业的影像重叠度在60%～80%之间，且以5%作为分界区间。

在综合考虑完成以上几点后，根据以下操作过程完成这次航摄任务：（1）飞行准备；（2）检查设备；（3）影像采集；（4）地面控制；（5）飞行平台的降落；（6）航摄设备检查。

最后，检验航空拍摄数据的质量是否符合要求。其中包括图像的清晰度、水平度、色调和对比度；是否有明显的大面积反射、阴影和误差；此外还要看图像上是否有错位出现[4]。当出現了以上几种情况时，要按照设计任务的需求来判断是否再次飞行。

3 像控点布设与测量

3.1 像控点布设

无人机倾斜摄影测量在采集影像时，需要在测区内设置一定数量的影像控制点，而野外影像控制点的设置与数字精度相关联。影响空三坐标测量的结果有图像控制点的数量、点的选择、数据的准确性等几方面，应尽可能严格规范且准确进行像控点的选择。本次测量面积为1.07 km2，虽然面积不大，但是房屋建筑高低起伏，对本次测量存在一定影响。因此，为了更好地把控图像生成时的精度，在考虑地形和房屋分布等因素之后，布设36个影像控制点（如图2所示）。

野外图像控制点的布设应符合《低空数字航空摄影测量规范》的要求，遵循图像控制点在测区内三维均匀分布的原则，各点不应呈近似直线分布[5]。具体部署方案为：在进行飞行前必须部署图像控制点；控制点在测区内按路线统一布置，不受地图单元的约束；选择测量区内比较明显的像控点，防止其他因素干扰带来的误差；在相邻图像、路线之间设置图像控制点；在摄影范围内必须包含所有控制点；要尽量选择地面硬度好、不易损坏的位置。测量区域内图像控制点的样式如图3所示。

3.2 像控点测量

当无人机采集图像时，需要进行像控测量。它的主要工作是为航空三角测量加密提供较准确可靠的信号源，如影像控制点的大地坐标、图像上的详细刺点位置等[6]。像控点测量最主要的作用是连接大地测量成果和摄影数据。像控点的质量直接影响数据测量的精度，所以要根据现场测量规范的要求，获得较为准确的像控点三维坐标。在本工程中，获取像控点三维坐标的主要方法采用了实时动态定位系统进行测量。采用这种方法主要是为了更准确地采集数据精度，即每个像控点施测采用半分钟内成果平滑均值作为依据，像控点位采用固定解测量平面和高程坐标3次。

4 无人机倾斜摄影测量内业数据处理

4.1 数据处理与构建模型

建立三维真实模型是通过图像匹配、时空加密、纹理映射等方法生成三维模型的过程，这一过程是在无人机倾斜摄影测量数据处理的基础上完成的。当完成飞行任务后，用目视检查判断是否通过，然后再经过室内图像处理，快速建立该区域的三维模型。

当前可供选择的倾斜图像处理软件比较多，因为对测区数据的精度有不同需求，所以使用的航空影像处理软件要根据其需求进行相应的改变。在进行综合评测后，采用3D建模和现实世界数据捕捉（Smart3D Capture）软件完成数据的室内处理。操作流程如图4所示。

4.2 制作数字线划图

对农村不动产地籍进行测量的过程中，一种高效数字产品——数字线划图（Digital Line Graphic，DLG）被衍生出来。这种数字产品出现之后被频繁应用于农村不动产地籍调查工作中。在测量过程中，不动产地籍测量工作的质量直接受数字线划图的精度影响，对农民而言，数字线划图是否高质量直接影响其实际利益。数字线划图的精准度受到影像质量、像片控制点精度以及三维模型质量等多种因素的干扰，通常情况下会选择易于操作的三维测图软件制作数字线划图。

本文选用的三维绘图软件为EPS，并结合Smart3D Capture软件完成本次农村不动产无人机倾斜摄影测量项目的后期成品绘制工作。

5 DLG图质量检查

将三维测图的DLG图与实测成图的房屋图叠加，可以看出两种方法获取成果图拟合较好，其中有些特殊房屋尤其是土木结构的老房屋和遮挡物影响的部分拟合程度不太理想。整体来说，拟合程度还是满足不动产权籍测量要求，达不到精度要求的小部分可以补测和返工完善修饰数字线划图。如图5所示的通过两种方法获得的相同房地产要素的叠加分户图。

6 结语

农村不动产无人机倾斜摄影测量三维建模的影像重叠度应该在68%～75%之间，超过80%并不会有明显的效果提升。具体来说，航向重叠度在70%～75%、旁向重叠度在70%～75%时最佳。在其建立的三维模型上解译的农村不动产成果精度，满足地籍测量规范一级和二级要求，因此倾斜摄影测量技术可以在农村不动产测量中推广应用。

参考文献

[1] 金欢.无人机倾斜摄影测量技术在安徽省农村房地一体测量中的应用研究[D]. 合肥：合肥工业大学，2022.

[2] 项翩.无人机倾斜摄影测量技术在农村不动产确权登记中的应用[J].测绘与空间地理信息，2023，46（1）：205-207，210，214.

[3] 龙胜. 无人机倾斜摄影测量精细化三维建模及数字乡村可视化应用研究[D]. 成都：成都理工大学，2023.

[4] 王科燃. 无人机倾斜摄影测量技术在水利工程移民实物调查中的应用研究[D].郑州：华北水利水电大学，2023.

[5] 毛志芳，张华平.基于无人机倾斜摄影测量的精细化三维模型精度分析[J].北京测绘，2022，36（8）：1019-1023.

[6] 任旭斌，康建锋，于东海.无人机倾斜摄影测量在房屋建筑面积测算中的应用[J].测绘通报，2022（3）：116-120， 126.