倾斜摄影测量在不动产权籍调查测绘中的应用

陈 哲

(德州市自然资源局，山东 德州 253000)

当前，我国正在开展农村房地一体化调查工作，该项工作是保障农民宅基地、集体建设用地及其附着房产合法化、权益化的有效途径[1]。不动产权籍调查测绘是农村房地一体化调查的基础工作，是获取不动产的权属、位置、用途、面积等基础数据的唯一手段，所形成的数据、图件、表册经现场求证并经登记后具有相应的法律效力。

传统的不动产权籍调查测绘方法存在以下两方面的问题：(1)借助全站仪和GNSS-RTK等常规仪器进行作业时受天气等外界因素影响较大，需要的工期较长且消耗大量的人力和物力。(2)采用传统的竖直摄影测量技术虽然提高了工作效率，但对作业人员和软硬件设施的要求较高，所拍摄影像经内业矢量化测图后，房檐改正等问题仍需要进行大量的外业调绘工作。

倾斜摄影测量是近几年新兴发展的一项测绘技术，具有机动灵活、高效快速、作业成本低等特点，其通过不同视角的相机同步采集地面物体的顶面及侧视纹理信息[2]，获取的数据经处理后生产出高分辨率真三维模型，可直观地展示出地物的实景情况，再通过专业数据采集软件绘制出多种矢量图件，为农村房地一体化调查工作提供可靠的技术支持。

倾斜摄影测量技术自2010年引进中国后已得到迅猛发展。该技术有效融合了近景摄影测量与传统航测技术的优势，但又与传统航测只能单架次获取地面物体下视影像不同，其在飞行平台上增加了与下视方向成15°以上的前、后、左、右4个倾斜镜头[3]，加上1个下视镜头共5个镜头同时曝光，不仅能采集到地面物体的多视角高清立体倾斜影像，同时还能拍摄到地物的侧面纹理信息,如图1所示。所获取的影像经处理后可快速构建出目标区域的三维模型，该模型具有清晰的纹理和精确的地理位置，借助于专业数据采集软件不但可以实现地物的三维数字化精准量测，还可进一步生成多种数字化测绘产品，满足各行业的生产用图需求。

图1 倾斜摄影测量技术作业示意图

2.1 项目情况

某农村房地一体化调查项目需进行不动产权籍调查测绘工作。考虑到使用传统作业方法不能在约定工期内完成任务，本项目决定利用无人机搭载倾斜摄影测量设备采集数据，再利用测图软件制作不动产图件。测区为某行政村，地面起伏小，行政区划面积约2.92 km2，居民地面积约为0.36 km2，建、构筑物分布较为集中。

2.2 数据获取

(1)航空摄影。本项目航飞采用北京数维翔图DM-610G六旋翼电动无人机，翼展2.25 m，有效荷载5 kg，续航时间约3 h。倾斜相机为红鹏AP5600微型5 镜头多视角倾斜相机，相机倾角为45°，镜头焦距为20 mm。本次航飞的参数设置如下：旁向重叠度为60%，航向重叠度为75%，倾斜摄影参数的左右倾角小于40°，前后像头倾角小于50°，在同一条航线上最小和最大航测高度高差小于45 m。应选择周边高楼树木遮挡少、视野比较开阔并避开微波塔等有干扰信号和人群密集的地方及良好的天气进行飞行作业。本项目共获取到航摄区域1 345张符合规范要求的地面倾斜影像及对应的POS点数据，影像高度为7 854像素，宽度为5 213像素。

(2)像控点测量。本次作业航摄分区时，为确保所有像控点分布均匀，将路网作为摄区的分界线，布设了较多的形状显著的地面像控点，以满足摄区内最低点分辨率高于1.5 cm的精度要求。像控点的布设方案为：像控点设置于每3条航带的旁向方向与每隔8条基线的航向方向的交叉位置，保证像控点的重叠范围在4～5片像片以内，并且具有一定的几何强度。像控点的坐标全部采用CORS网络RTK实地进行测量。

2.3 数据处理

(1)数据预处理。航摄飞行获取的原始影像数据使用与相机镜头配套的专业软件进行图像后处理，对每架次飞行获取的影像数据及时、认真地进行检查和预处理，对不合格的区域需进行补飞，确保所有的影像清晰，色彩柔和无反差，拼接无明显重影和错位现象。

(2)空三处理。使用ContextCapture软件进行空三处理。该软件的AT模块采用光束法局域网平差，支持垂直影像和倾斜影像同时导入参与空三计算。根据外业测定的像控点成果提取特征点和同名像对，再通过连接点匹配、相对定向、区域网联合平差等步骤，最终得到本项目的空三成果。

(3)实景三维模型制作。本项目的实景三维模型利用ContextCapture软件进行生产。由于模型制作的计算任务量较大，为提高数据处理速度，处理过程中采用多个高性能服务器进行集群式并行晕渲，基于空三加密成果进行3D重建，经自动执行密集图像匹配、3D TIN网格构建、3D白膜创建、自动纹理映射、纹理图集打包、LOD生成等处理后，以OSGB格式生成实景三维模型。

(4)地籍图测制。采用清华山维EPS立体测图软件导入以上数据并保存为工程文件，由作业员在工程中进行点、线、面等矢量信息绘制，按照大比例尺测图国标标准设定图层与符号，快速、精确地制作地籍要素矢量数据,如图2所示。测图成果为初级线划图，经软件导出为DWG格式，并利用南方CASS9.1地形图处理软件进行图形数据的编辑。

(5)外业调绘补测。矢量数据测图完毕，经粗略编辑后的数字线化图打印输出进行外业调绘，主要工作内容为采用电子调绘的方式对原图上错绘和遗漏的地物、地貌进行补测，测注高程注记点，同时调注各种地理名称、房屋层数结构等属性信息。调绘工作完成后再转到内业进行成果整理，经质量检查合格后完成地籍图的测制。

2.4 精度检查

为了验证地籍图成果是否满足地籍测绘规范的精度要求,均匀选取地籍图内房角以及地面具有明显特征的共121个检查点，利用全站仪和CORS网络RTK实测的方法，将实测的坐标值与从地籍图上量测的解析坐标值进行比对，计算两者之间的较差，经统计后的结果如表1所示。

表1 精度统计分析表

根据中误差计算公式：

(1)

式中：M为中误差，cm；
n为检测点的数量；
Δi为i坐标较差，cm。经计算得出检测点的中误差为3.7 cm,满足地籍测绘规范中界址点精度不超过5.0 cm的要求。

倾斜摄影技术在理论基础、作业方法等方面均能满足不动产权籍调查测绘的技术要求，为农村房地一体化调查工作提供了崭新的数据获取方式。文中以实际项目为例，对无人机倾斜摄影测量的数据成果精度进行了检验，中误差满足地籍测绘规范中的精度要求。相信随着技术的进步，倾斜摄影测量将会不断地升级完善，其在不动产权籍调查测绘中的应用前景将更加广阔。