航空摄影测量在“房地一体”地形测量中的应用

摘 要：科学技术水平不断提高，无人机技术和摄影测量技术应用愈发成熟，国家、地方政府对农村区域内不动产权登记一系列政策出台，农村房地一体测绘成为现下测绘市场关注焦点。该背景下，需全面推动农村不动产权籍调查，以及确权等级工作落实，需可靠性较高测绘技术提供保证。航空摄影测量技术应用于房地一体化地形测量中，不仅可提高工作效率，而且保证测量精准性。

关键词：航空摄影测量;房地一体;应用

城市化进程不断加快，农村房地一体化系统性调查，是从本质保障农民自身权益政策方针，是国家掌握农村住宅状况核心举措，为新农村建设规划提供完整、全面参考。农村房屋调查以及宅地基调查过程中，均涉及房屋界址点测量，选取测量技术多以全站仪和PTK为主，其存在一定的不足，无人机倾斜摄影测量技术高速发展，消除原有测量需求瓶颈，实现高度叠度影像短时间内建设精度较高的模型，为房地一体化地形精准性测量提供保证。

一、倾斜摄影测量原理和建模方法

倾斜摄影测量主要应用五镜头而言，依托S型飞行方式，同一时间内完成周围四个方向以及垂直方向拍摄工作;针对单镜头而言，其多选取飞行方式为井字型，镜头初期垂直向下沿着初期规划设计沿线进行拍摄，利用云台控制促使镜头倾向于一定角度，沿着初期规划路线完成飞行两遍，进而获取四组倾斜影响，拍摄影像过程中信息记录及存储，主要依附于GPS模块和导航。具体工作过程中，只需确保同一地物处于三张以上影视上可视化，通过计算机处理对此类影像进行预处理，并保证其可自行匹配相关影像点，应用空中三角测量方式，最终计算获取所拍摄目标三维坐标，构建相关模型。倾斜影像具体三维建模通常包含两种方式：第一，按照影像与数据完成建模;第二，充分以影像为基础完成建模。两者差异性主要为第一种采集相同，处理不同;后者为采集不同，处理类似。

二、航空摄影测量在"房地一体"地形测量中的应用

1、外业像控点布设

传统方式无人机外业像控点布设过程中，按照相关要求应保证其点位布设处于测量区域内，并保证点位布设均匀性，如此不仅要求整体像控点数量较多，而且整体操作难度较大。像控点布设与自由网平差精度密切相关，按照实际状况，科学、合理布设相关像控点，可进一步降低误差且分布均匀。一方面，像控点选择和布设过程中，其与整体方案具有相关性，还应综合性考量影像成图质量，与周围临近色差是否凸显，影像辨识度是否满足要求。像控点实际布设过程中，应综合性考量以下几方面因素：①像控点影像应保证清晰，被辨识度较强;②为以免后续投影差对最终匹配精度产生干扰，像控点布设位置一般与影像便界距离控制在1-1.5cm;③阴影会造成影像清晰度不佳，所以具体布设影像控制点过程中，应避开存在阴影区域。选用YNCORS测量时应最少选取一个以上控制点进行审核，平面差允许控制在5cm内，高程允许偏差处于10cm内，方可完成像控点测量，数据采集过程中测回数应超过2次[1]。

2、飞行航线设计

无人机倾斜测量过程中，飞行拍摄高度作为航线设计前提，应按照初期任务目标，选取合适的底边分辨率，结合倾斜相机实际性能，最终确定飞行航线高度。一般而言，航摄高度与多个因素密切相关，与镜头焦距、地面分辨率均成正相关，与像元尺寸成反比。飞行航线设计过程中，需着重做好以下几方面工作：

（1）航摄重叠度设置。低空数字航空摄影要求明确指出，一般航向重叠度建议控制在60%-80%，最小限度不应超过53%;旁向重叠度通常控制为15%-60%。上述两个重叠度实际计算过程直播能够，按照算法给予建议为67%，项目实践经验为80%。航摄过程中通常会历经多个区域，不同区域内条件环境存在较大差异性，若为建筑稀少区域内，应综合性考量航摄过程中，俯仰、侧倾干扰，无人机倾斜摄影测量过程中，处于并无高层建筑等区域内，一般建议其航向、旁向重叠度超过70%。若想获取特定目标区域内整个影像信息，无人机需全过程从该区域上空飞过，譬如两栋建筑间因高度造成完全遮挡，飞机到达该区域上方，增加相机也无法拍摄被遮挡区域内，进而造成最终模型呈现粘连。若为建筑密集区域，其自身遮挡问题十分严重。航线重叠度设计不足，航摄过程中并未从相关建筑上方飞过，均会造成建筑模型结构粘连。为保证建筑群落密集信息采集质量，影像重叠度最多可设计超过80%-90%。当高层建筑高度超过航摄高度1/4，可适当增加影像重叠度，其影像重叠度与影像数据量存在较强的相关性，影像重叠度越高，相同区域内数据量显著增加，最终影响数据处理效率，航线设计过程中应做好二者协调工作[2]。

（2）区域覆盖设计。初期规范中明确要求，航向覆盖超过拍摄区域界线不应少于两条基准线，旁向覆盖超出摄区边界线需超过50%，但该标准针对无人机倾斜摄影明显不足。从理论层面分析，要求目标主体区域边缘地物均应出现在像片随意区域内，与被测范围内特征点保持统一性。综合性考量各方面因素，应精准确定航线外扩实际宽度，其与外扩距离、相机倾斜角、测区边缘最低点高度等因素密切相关。

（3）摄影时间与补摄。航摄过程中受外界气候因素影响十分凸显，所以季节选取建议应处于本摄区域内最佳气象条件内，并最大限度减少地表其他覆盖物，对摄影过程造成的不利影响，保证最终摄像片可客观、真实呈现地面情况。选取航摄时间应保证光照度满足相关要求，以及防止存在较大的阴影。此外，实际航摄过程中，禁止出现漏洞等质量缺陷，若存在此类问题，需及时进行补充航摄，按照初期航摄线路实施。

3、数据预处理及质量检查

待组装检查完毕之后，按照天气实际状况和航空管制条件，选取合适的飞行时间完成航摄任务目标，待飞行结束之后，应及时下载相关数据，及时将数据信息进行处理，做好备份工作，及时检查其质量是否满足相关要求。首先，待飞行工作完成之后，需对影像进行简易预处理，对飞行质量和影像质量进行系统性检查，判定其质量是否满足相关要求。其次，飞行质量检查。飞行完毕之后，应在现场对飞行质量和姿态进行初步检查，判定其最终成果应用可行性。其飞行质量检查内容包含重叠度是否满足相关要求;影像俯仰、旋转偏角等是否满足要求;航行高度变化差值是否處于合理范围内;飞行过程中是否存在漏拍现象。最后，影像质量检查。对影像实际检查过程中，判定其是否满足相关规程，要求如下：①影像清晰、层次呈现为丰富化，色调较为柔和，可准确辨识与地面分辨率相吻合细小地物影像，为后续构建明晰化模型奠定良好基础。②影像上禁止出现烟、大面积反光等质量缺陷。③曝光瞬间造成影像点位移不超过1个像素[3]。

4、瓦片的生成及三维模型建立

倾斜摄影数据体量较大，瓦片生成耗损时间周期较长，选取常规机器处理缓慢，性能严重不足，需建立图形工作站进行计算，主要是由计算机为主机，以串联方式将多个高性能计算机为载体进行处理。通过并行计算机实施，可从本质层面提高三维模型计算和生成速度，进而降低三维模型对计算机硬件配置要求。倾斜摄影测量生成模型主要按照分块分级处理，针对生成瓦块数据构建四叉树或八叉树模型，进而增强数据可读取效率，加快数据调度和绘制。

结束语

随着无人机测绘技术高速发展，应用其进行地形图测绘，提高测绘效率同时，保证其最终结果精准性，实现从数据采集至成图自动化，降低实际成本支出。该技术应用于房地一体化测绘中，具有多方面优势，具有推广及发展空间。

参考文献

[1]李佃锋.无人机航空摄影测量在带状地形图测量中的应用[J].信息记录材料，2020，21（1）：77-78.

[2]林善志.航空摄影测量与传统测量在大比例尺地形测量中的精度研究[J].有色金属文摘，2019，34（6）：59-61.

[3]李君，杨玉明.无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用[J].智能城市，2020，93（20）：39-40.

作者简介：

张小飞 出生日期：1992.3.10 性别：男 籍贯：山东省寿光市 学历：本科职称：工程师 研究方向：测绘航空摄影