无人机倾斜摄影测量技术在不动产测量中的应用

李 娜

（济南市不动产登记中心，山东 济南 250000）

无人机倾斜摄影测量技术在应用过程中，主要是借助于无人机低空多维镜头开展摄影操作，从不同角度着手，完成相关数据采集任务，保证相关人员获取到的立体影像数据处于清晰状态，并借助于相关处理软件生成三维地理信息模型，帮助无人机测绘技术展示出更好的应用效果，应用范围越来越广泛。为此，相关人员应根据实际测绘需求，将无人机倾斜摄影测量技术引入到不动产测量领域，维护相关工作顺利开展。

1 项目概况

为了进一步推进农村不动产的产权籍调查深入度，落实《关于做好不动产权籍调查工作的通知》，巩固现有的不动产确权登记工作内容，相关部门和工作人员需执行农村不动产统一登记政策，让农民土地资产得到显化，维护各地居民合法权益不受影响，某地区设定了不动产权籍调查登记和颁证程序，具体工作内容主要包括以下几方面，即不动产权属调查、不动产测量以及不动产权籍数据库的建设等等。总的来说，借助于该项研究，能够为不动产测量项目发展提供更好条件，以无人机倾斜摄影测量技术应用为主，制定出相对应的不动产权籍图，具体比例要求为1∶500。

1.1 倾斜摄影测量技术

“倾斜摄影”一词，主要来源于其搭载的航摄仪。传统的摄影测量被称为垂直摄影，主要是因为其搭载的航摄仪只有1个，且其在作业时，始终尽可能与地面垂直，即使由于姿态问题，实际采集数据的过程中，并不能完全与地面垂直，但是也是在一个很小的角度要求下的，否则，采集的影像成果是不可以被使用的。而倾斜摄影，其搭载的航摄仪较多，通常可见的有两镜头、三镜头、五镜头等，两镜头没有下视镜头；三镜头由1个下视镜头和2个侧视镜头组成；5镜头由1个下视镜头和4个侧视镜头组成。以5镜头为例，其下视镜头垂直地面采集影像数据，其主要采集的是建构筑物顶部信息和地面信息；其侧视镜头主要采集的是建构筑物侧面信息和地面信息。这种组合，不但可以获得建构筑物顶部信息和地面信息，而且可以获得丰富的建构筑物侧面信息。由于镜头多，角度多，且飞行采集数据时，其重叠度较垂直摄影方式更高，所以，获得了更多可靠的有用信息，减少了视角盲区，增加了可用信息。倾斜摄影方式的精度主要在于空三解算，而更加丰富可靠的建构筑物信息，为空三解算精度的提升奠定了基础。基于多视影像匹配算法，结合光束法约束平差，可以得到高精度的空三加密成果，为后续各种测绘产品精度满足项目需求提供了保障。

1.2 倾斜摄影建模流程

倾斜摄影测量建模流程主要分为两部分，即外业与内业，前者又细分为五点，分别是测区踏勘、已有资料收集、像控点采集、航线规划和影像数据采集；而后者则由空中三角测量解算、控制点转刺平差和实景三维模型生产三部分组成。

2 模型精度分析

2.1 常见分析内容

在无人机倾斜摄影测量技术实施过程中，工作人员会将高精度相机固定于无人机上，距离地面合适高度飞行，并拍摄分辨率较高的二维相片，之后利用合成技术将二维照片转变为三维立体模型，帮助人们更好地了解不动产测量信息。另外，本次测量工作涉及的比例尺为1：500，属于大比例尺范畴，对测量精度提出了较高要求，只有测量精度得到良好维护，才能获得更高的照片分辨率，具体参数如表1所示。

表1 无人机航飞参数表

2.2 影响模型精度的常见因素

（1）无人机的实际飞行高度。实际无人机倾斜摄影测量工作开展时，无人机飞行高度越高，得到的地面照片信息就越不清晰，即使获得的地物内容较多，但却对模型精度产生很大影响。更为重要的是，无人机飞行也容易遇到很多外在因素，如高压电杆干扰、信号问题等等。因此，在具体工作任务执行时，工作人员应合理确定无人机航飞高度。（2）照片精度。无人机倾斜摄影测量中得到的照片也被称为像片，自身精度越高，所得到的像片内容也就越清晰，能够为后续工作开展提供良好条件。（3）RTK像控点精度。像控点在测量工作中主要发挥的是固定模型框架效果。如果像控点质量得到保证，模型自然也会处于最佳位置。总的来说，1∶500比例尺下的模型建设，对应的像控点数量为10个以上。另外，工作人员在执行相关任务时需要注意，内外业像控点设定要展示出一致性特点，让内角和外角得到有效区分，油漆打点方面，以90°直角为主。（4）坐标系框架因素。由于测量区域不同，对应着不同的坐标系设计要求，尤其是在地方坐标和国家坐标确定上，如果坐标选择错误，自然会对模型精度产生影响。（5）刺点误差精度。从以往无人机倾斜摄影测量工作执行时能够看出，刺点误差越小，模型精度提升幅度就越明显。（6）建模技术因素。随着建模技术完善，为测量工作引入了很多新的算术方式，不同算术方式对应着不同的建模质量，实际技术水平与模型生成精度同样存在较高关联度，相关人员应保证硬件设备功能得到全方位满足，确定最佳的建模技术。

3 倾斜摄影的技术特点

3.1 真实反映地面物体实际情况

倾斜摄影测量通过对地表物体的三维数据进行采集和拍摄，能够真实反映地表物体的位置、外观和高度等特性，极大地提高了三维数据所构建的空间真实感，能够弥补传统人工模型建筑仿真度较低的难点，使得倾斜摄影技术能够在真实表现地表不动产外形特点的同时扩大了倾斜摄影技术应用的范围。

3.2 经济适用，性价比高

倾斜摄影测量所得的影像数据是带有空间位置等信息的，能够同时输出成多项格式的数据成果，如DLG、DSM和DOM等。并且倾斜摄影技术还能够在满足传统的无人机摄影测量的同时采集到更多的数据，并且以批量提取、贴纹理的方式，大大降低城市中三维立体建模的经济成本。并且在时间成本上，倾斜摄影测量技术也有自己不可替代的优势，比如需要两年时间完成的城市建模工作，若借助倾斜摄影测量技术，那么半年时间就可以完成。

4 不动产测绘中倾斜摄影测量技术的具体应用

4.1 测区踏勘

在应用倾斜摄影进行测量工作时首先需要做好测航工作，对天气条件多加关注，由于天气对该技术的应用效果影响较大，因此在具体应用该技术时应当避免在恶劣气象下进行测量，大风、降雨以及雾霾等天气都会影响倾斜相机的飞机难度以及成像质量，严重时甚至会损坏相关设备，因此，在应用该技术时应当时刻关注天气情况[1]。其次，提前进行飞行空域申报。倾斜摄影测量时需要依靠无人机进行工作，因此，根据相关规定，在进行飞行测量之前应当主动进行申报，并进行备案，避免由于违反相关规定导致无人机被击落扣押，影响测量进度，给后续测量工作带来困扰。最后，需要落实试飞试照，正式测绘之前应当使用设备进行试飞确保设备运行正常、拍摄条件稳定。

4.2 布设像控点

倾斜摄影测量也需要进行布设像控点的工作，应用该技术时需要对飞行计划图进行明确，根据实际测量区域做好事前设置。通常来说，像控点应当在平高点布设，且要保证布设均匀。布设顺序从测量周边开始，逐渐向区域中心靠近，布设过程中应当对成图范围进行控制。处于区域外围的点应当有效包围目标，必须在图廓线外设置自由图的点。

4.3 规划航线获取数据

在实际应用倾斜摄影测量时还需要对航线进行合理规划，通常为了确保在最大范围之内获取数据，减少数据盲区，缩小成像阴影，获得更高的成像精度，在规划航线时设置航向与旁向85%的重叠度，天气良好的情况下，应当选取上午10点之后，下午2点之前的时间进行测量，为确保数据的全面性，做好应急准备，需要进行3架次航飞。由于测量区域的边缘测量精度不高，还需要在航线规划时以缓冲的方式扩大范围线。

4.4 测量解算空中三角

应用该技术时可以利用相机与影像的相对关系对空中三角进行测量解算。测量空中三角的任务可以被Mirauge3D软件自动分割，分割数量为36块，再结合集群技术对其实施集群处理，最终获得36块成果，再使用融合算法对36块空三进行融合平差，获取加密点成果。

4.5 转刺像控点调整平差

倾斜摄影测量中使用的Mirauge3D软件需要保证像控点的名称不同，当其重名时难以将坐标引入，此时需要对像控点进行重命名，再引入坐标，设置平高点进行转刺。最先需要被转刺的像控点为中心点以及测量区域的四角点，转刺结束后进行平差，获取其他点位位置，对其进行转刺。

4.6 生产实景三维模型

确保空三成果的精度合格之后才能生产三维模型，生产模型的集群电脑需要有16G的最低配置，为了确保模型成功输出，应当以最低配置设置瓦片，使用规则平面对瓦片进行划分，瓦片的大小应当控制在100 m，其所需的内存为8.1G。为提高建模效率，可以以OSGB的格式进行模型生产，确认模型成功输出之后，再将机器分辨率调整为0.05 m，输出影像成果。

4.7 测绘编辑地籍图

测绘人员可以直接用OSGB格式的模型加载测绘影像编辑地籍图。对于部分变形严重的测绘模型而言，如果出现部分区域被严重遮挡的情况，应当使用外业采集的方式对内业采集进行补充，利用倾斜摄影实施外业采集时应当在真正射影像上套合成形的地籍图，将其以合适的比例尺输出作为底图使用，方便外业补测，在进行补测时需要充分结合地图明确补测区域，补测完成后合并内业测量与外业测量的数据，获得全面完善的地籍图。

5 精度检验

为了更好地开展精度检验，相关人员应严格按照国家质检标准进行，让具体质量认证体制在工作中得到落实，外业实测比例应处于30%以上，内业成图情况检查应保持在100%，保证质检结果与《测绘成果质量检查与验收》标准相符。实际不动产测量中无人机倾斜摄影测量技术应用，所涉及的精度检验内容主要包含以下几方面：第一，坐标基准检查工作。对于不动产成果坐标系统检查操作，主要以高程基准检查为主。实际检查工作要依赖正确的人机交互模式，以现有规定为基础，让国家或者是地方标准的实施价值得到体现。第二，开展逻辑一致性调查工作，该项内容也被称之为拓扑检查，具体操作程序如下；工作人员在系统搜索项输入围墙、栅栏等内容，之后，系统会展示不同主体之间的拓扑关系，消除线面重合、面面重合等问题。第三，属性完整性检查。该项检查工作可以通过属性列表关联来实现，做到人机互动式检查，能够帮助人们及时发现字段缺失等问题，强化数据库建设的完善性特点。第四，要素完整性检查操作。工作人员在工作之中，可以通过对不动产平面度设计，明确权籍界址线以及权利人名称等内容，依托内业审核操作，明确不动产平面图中的各项要素。第五，宗地等级检查[2]。实际工作之中，地方政府部门对下属乡镇实际情况比较熟悉，在不动产测量之中，可以安排一些地方老干部们参与其中，针对“宗地信息表”内容来调查住户信息，该过程也是对“不动产权籍图”中权籍宗地的核实操作，避免出现漏登记等问题。

6 不动产测量中无人机倾斜摄影测量的数据获取过程

无人机倾斜摄影测量技术应用与不动产测绘领域，主要以无人机应用为基础，收集测绘物体中的各项数据内容，实际采集过程中，无人机所处区域的光线不能过暗，尽可能保证光线处于均匀分布状态，只有这样，才能让数据收集工作顺利进行[3]。首先，对各项相机数据进行明确，如相机焦距、单镜头像素等等。对于该类参数设定，工作人员应根据测量区域的具体情况进行，只有这样，才能发挥出倾斜摄影相机最大功效。其次，设计相应航线内容。为了避免成像范围与规定标准不一致，相关人员在航线设定前应进行深入分析，旨在获取更多的成像数据。最后，做好分辨率设计工作。不动产测量之中，想要赋予影像饱满的色彩，成像清晰度应达到相关标准要求，工作人员在设定相机分辨率时，同样也要以有利于像数据存储为根本目标，做好数据包装工作。

不动产测绘工作具备时间紧、任务重等特点，为了能够按照要求完成测绘任务，相关部门要做好专业人员引进工作，并增加对该项工作开展的投资力度。与此同时，管理者也要做好不动产测量作用宣传，让更多百姓能够意识到不动产测量的好处，使其得到更多人的支持和认可，为后续不动产统一登记工作开展创造前提条件。