无人机倾斜摄影测量在房屋建筑面积测算中的应用

摘要：为提高房屋建筑面积测算精度，基于无人机倾斜摄影测量技术应用背景，开展对其测算方法的设计研究。在明确房屋建筑工程基本概况以及各项数据源后，通过房屋建筑面积测算流程设计、基于无人机倾斜摄影测量的测算数据处理、房屋建筑三维图件制作、房屋建筑面积量算与指标计算，提出一种全新的测算方法。通过对比方式证明，新的测算方法测算精度更高，更能够满足房屋建筑后续各项工作开展对测算精度提出的要求。

关键词：无人机;摄影;面积测算;房屋建筑;测量;倾斜

引言

对房屋建筑面积展开规范化的测量工作，是指对建筑及其周边附属结构进行调研、现场勘查、数据考察，并通过对数据信息的获取、处理、计量、统计，掌握房屋建筑面积、位置、用途、属性、权属等信息的过程。有序地执行此项工作，获得高精度的房屋建筑面积数据，可以为建筑产权划分、等级、税务征收、地产项目建设、城市规划等相关工作的实施提供全面的参照。从产业发展的宏观角度分析，此项工作的技术性较强、要求较高，随着国家房地产行业的崛起，此项工作已经受到了越来越多人的关注。目前，可执行此项工作的作业手段与技术较多，但大部分技术手段在现场应用中存在作业强度大、误差大、精度差的问题，这些问题在极大程度上影响了房地产行业的发展，因此，下文将结合产业发展需求，开展测算方法的全新研究。

1房屋建筑工程概况与数据源

此次测算的房屋建筑位于乡镇地区，根据现场勘查，所选某个具有代表性的房屋建筑作为研究对象，该房屋建筑在建成后，安置居民数量大约为350人，其中1#建筑属于商住高层结构建筑，其他建筑均为多层结构建筑，由于建筑所在地的位置较为特殊，因此，相关此建筑的规划与综合治理工作一直是有关单位的研究与关注重点。

为了实现对此建筑群面积的有效测算，在进行数据收集之前，应按照特定的技术需求制定技术路线和计划，包括准备地质资料、航测线路、选择适配的无人机航摄仪器等。

此次研究中所使用的数据源来源渠道较多，主要数据包括像控点数据、航摄原始图像、核查点数据、POS数据等。根据无人机倾斜摄影作业需求，在所研究的区域内布置像控点（至少布置5个，其中1个像控点在中间位置，其余4个像控点在建筑所在区域的四周）。为确保在航摄过程中所反馈的数据具有高精度需求，在空间内选择至少30个点位，将其作为检查点，参照检查点所在的空间位置，建立空间坐标体系。

使用复合式垂直起降无人机搭载航测平台，在测算过程中，使用Pros五镜头相机，构建倾斜摄像装置。此种测算方法相比于传统方法而言，具有效率高、精度高等显著优势，更加适用于“少量”像控点下的摄影工作。根据现场航摄作业需求，设计无人机作业中的参数，在拍摄前，根据气象预报，选择天气晴朗、气候条件良好的环境进行作业，此次作业执行了1个架次，并获得了1350张原始拍摄图像与1450组POS数据。

2无人机倾斜摄影测量在房屋建筑面积测算中的应用

2.1房屋建筑面积测算流程设计

针对上述房屋建筑工程项目，为实现对其建筑面积的测

算，将无人机倾斜摄影测算技术应用到该测算任务中，遵循像控点布置便捷、布置量少的原则，完成对各个像控点的布设以及测量，并按照无人机航线设计，完成倾斜摄影，获取测算所需的外业数据。在测算时，可按照的流程完成整个房屋建筑面积的测算，并结合数据处理、图像匹配、平差计算、纹理映射等测绘、测量技术，实现对房屋建筑三维实景模型的生成。同时，结合裸眼三维数字化制图，实现地形元素的获取。通过调绘、补测、综合编辑等方法，编制出了一幅基于地形图的平面图。根据不同的功能分区，绘制出不同的层次图，并根据层次图对不同的建筑面积进行量化。按批准的土地面积和绿化面积的指标，完成容积率、建筑密度、绿地率等指标的计算。通过对地形图、房角点、建筑物边长、房屋建筑面积等的精度进行评估，以确保最终测算结果能够达到国家有关标准和规范的要求。

2.2基于无人机倾斜摄影测量的测算数据处理

结合三维建模，对测算数据进行处理。

第一步，在完成无人机倾斜摄影测量后，利用差分解算软件，将房屋建筑三维数据库中的数据、空载POS数据等类型数据进行差分运算，以获得更高精度的测算数据。在似大地水准面模型（GSCORS）上，对各个测点上存在的误差较大的数据进行剔除，以完成数据的预处理。

第二步，在多机并行处理技术的应用下，利用多个视场的特点匹配和联合限制校正，可以有效地减少三维场景的实景建模。

第三步，将5个外业测量的象控点在空间三加密时选择刺针，用限制的方法求解现有的区域网络，使其成为象控点的坐标系统，实现绝对定向，并产生空间三报告。

第四步，采用点云数据构造三角网格，形成TIN模型，封装TIN模型，实现三维白膜模型的绘制。

第五步，采用空间加密技术，对点云进行数值模拟，并进行微分校正、镶嵌匀色等方法，实现数字正射图像的生成。

2.3房屋建筑三维图件制作

处理完测算数据后，针对房屋建筑三维模型中的各个图件进行制作。采用EPS立体绘图技术实现了裸眼的立体数字制图，并将OSGB信息数据转换成DSM信息数据，然后将其输入EPS三维测图软件，再通过三维立体和正射图像技术对测算所需数据进行采集。按照国家比例尺地形图测绘要求，完成对房屋建筑周围交通、附属设施等要素的采集。将获取到的数据信息导入到CASS9.1软件当中，同时在导入时需要确保数据的格式为该软件可识别的格式。在此基础上，对内业操作无法获取到的地物、地貌等要素信息进行外业采集，并利用图形整修的方法进行地形图的绘制。对于平面图的制作，需要将地形图作为基础，并利用GSCORS软件完成从城市坐标到国家地理坐标的转换。将转换后的土地面积套合到地形图中，利用实际地形建模及外业调绘，确定建筑的属性及面积，并按设计要求制作平面图。

3实证分析

3.1地形图精度分析

为了检验上文方法在房屋建筑面积测算中的精度，对均匀选取的特征点进行高程误差精度检验。

3.2点位精度分析

房角点位测量是描述房屋建筑实际地理位置的关键，也是精确计算房屋面积的依据。在此过程中，在空间位置中布置测点，使用极坐标法，辅助使用全站仪等测量设备，设置测算点位。将测算的结果与本文测算的结果进行对比。

3.3边长测算结果分析

选择9组建筑物的边长作为测量精度的指标，对其进行了分析。

采用经检验合格的钢尺及激光测距机，对建筑物的边长进行现场测量，并与平面图测算方法，进行边长误差的比较。

4结论

随着房地产行业在市场内的快速发展，城市化建设进程将逐步加快，房产建筑的规模势必将呈现扩大化趋势，对应的房屋建筑密度也将持续增加，各类大型异构建筑也将层出不穷，这一趋势对建筑物的测绘工作提出了更多新的要求，如何准确地进行测绘，快速完成量算工作将成为后续工作重点。总之，规范房屋建筑面积测算工作，不仅将为行业的发展提供进一步的帮助，还将为现代化产业的建设给予全方位的指导。

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