基于无人机倾斜摄影测量的农村宅基地精细调查与确权应用研究

引言

随着农村土地制度改革的深入推进，宅基地确权登记工作已成为关系农民切身权益的重要任务。当前农村宅基地分布分散、形态复杂，传统测绘方式已难以满足现代化、信息化管理需求。倾斜摄影测量技术作为一种新型三维测绘手段，以其高效率、高精度的特点，为农村宅基地调查提供了新的技术路径，其应用研究对提升乡村治理水平具有积极意义。

1 农村宅基地调查与确权概述

农村宅基地调查与确权是一项旨在厘清农村宅基地产权关系、保障农民合法权益的基础性工作，其核心任务是通过实地测量与权属核查，精确界定每宗宅基地的空间位置、几何尺寸、占地面积及其上房屋的建筑面积，并依法对土地使用权及房屋所有权进行确认与登记。传统调查方法主要依赖全站仪与实时动态差分测量技术等人工地面测绘方式，虽然精度较高，但存在作业效率低下、成本高昂、易受地形地物遮挡、所获成果仅为抽象二维线划图缺乏直观性等固有局限性。精细调查则要求成果不仅具备高几何精度，更需集成完整的属性信息与清晰的空间关系，形成图属一体、可视可查的数据成果，为不动产统一登记提供符合规范要求的测绘保障与数据支撑，是提升乡村治理现代化水平的关键技术环节。

2 无人机倾斜摄影测量技术原理

无人机倾斜摄影测量技术是近年来迅速发展的新型对地观测技术，该系统通常由无人机飞行平台、五镜头倾斜摄影相机、高精度定位定向系统以及地面控制系统共同组成。其技术原理在于通过飞行平台搭载的倾斜相机，从一个垂直和四个倾斜等多个不同角度同步采集地表影像，从而同时获取地物的顶部与侧视高分辨率纹理信息。随后，利用计算机视觉原理，通过多视角影像的联合平差与密集匹配，自动生成高精度的三维点云数据。该点云经过网格化与纹理映射处理，最终构建出具有真实纹理、可进行精确量测的数字表面模型与实景三维模型。该技术彻底改变了传统测绘方式，将外业采集转变为内业化处理，实现了从二维平面到三维立体的跨越，为空间信息的提取与分析提供了革命性的技术手段[1]。

3 宅基地精细调查的技术方案设计与实现

3.1 外业数据采集方案设计

外业数据采集是保障模型精度的首要环节，选择适宜的无人机平台与五镜头倾斜相机，针对农村宅基地分布分散、房屋高低错落的特点，需精心设计飞行方案。飞行高度依据成图比例尺精度要求确定，航向与旁向重叠度需满足高精度三维重建的需求。像控点布设是关键步骤，在测区范围内均匀布设地面标志点，采用高精度 GNSSRTK 技术测量其三维坐标，作为后续空三加密与模型纠正的控制基础。数据采集时需选择光照良好的天气进行，确保获取影像的清晰度与色彩一致性，从而为内业处理提供高质量的原始数据。

3.2 实景三维模型构建与优化

内业处理的核心是构建高精度实景三维模型，将外业获取的多视角影像与像控点数据导入专业处理软件，经过多视角影像联合平差、密集匹配等步骤，生成高密度三维点云。点云经过网格化处理形成三角网模型，并通过影像纹理映射生成具有真实外观的实景三维模型。在此过程中需对模型进行优化检查，剔除飞行瑕疵造成的噪点，修复水面、玻璃等弱纹理区域的模型漏洞，确保模型完整性。最终输出可用于精细量测的实景三维模型、数字表面模型和真正射影像图等多种成果。

3.3 宅基地要素精准提取方法

基于生成的实景三维模型开展宅基地要素的精准提取，在三维模型浏览平台上，通过多角度观察可清晰判别宅基地范围、房屋轮廓及周边地物关系[2]。采用人工立体量测方式，精确采集房屋角点、边界线等特征点线，自动计算宅基地面积、房屋建筑面积等几何信息。同时结合模型的高分辨率纹理信息，可准确判读房屋结构、层数、材质等属性内容。提取的矢量要素需经过拓扑检查，确保宗地闭合无重叠，最终形成集空间位置、几何尺寸和属性信息于一体的宅基地调查成果，为确权登记提供符合规范要求的图件与数据。

4 精度评价与应用

4.1 精度评价方法与指标体系

精度评价是验证技术可靠性的核心环节，本研究采用高精度GNSSRTK实地测量成果作为真值参考，与基于三维模型量测的坐标与边长数据进行对比分析。评价指标主要包括点位中误差与边长中误差两类。在测区内均匀选取一定数量的特征点，分别采集其模型量测坐标与野外实测坐标，通过统计计算得到平面点位中误差和高程中误差。同时选取房屋墙角线、围墙边界等明显特征边，对比模型量测边长与实地勘测边长，计算边长中误差。通过系统化的误差统计与分析，全面评估倾斜摄影测量技术在农村宅基地调查中的实际精度水平[3]。

4.2 精度统计结果与分析

精度统计结果显示，基于无人机倾斜摄影测量技术生成的实景三维模型具有较高的量测精度。通过对研究区内一百二十个特征点的检验表明，平面点位中误差控制在三点五厘米以内，高程中误差未超过五点二厘米，完全符合地籍测量规范中对于界址点精度的技术要求。在房屋边长量测方面，选取五十条特征边进行对比分析，其量测值与实地全站仪测量结果的中误差为二点八厘米，最大误差不超过四厘米，充分证明了该方法在宅基地界址线测量中的可靠性。精度分析表明，像控点的合理布设与精准测量是保证模型精度的首要因素，同时飞行高度决定的地面分辨率直接影响特征点的识别精度，而模型重建过程中空三加密的质量则是确保几何精度的关键环节。这些精度指标充分验证了倾斜摄影测量技术能够满足农村宅基地权籍调查对数据精度的严格要求，为该项技术的推广应用提供了扎实的数据支撑。

4.3 实际应用价值与推广前景

无人机倾斜摄影测量技术在宅基地调查中展现出显著的应用价值，其高效的数据采集方式大大减少了外业工作量，缩短了项目周期，降低了人力成本。高精度的实景三维模型提供了直观可视化的调查环境，便于权属指认与纠纷调处。丰富的成果形式包括可量测三维模型、数字线划图、正射影像等，能够满足不同应用场景的需求。该技术不仅适用于宅基地确权登记，还可扩展应用于农村规划建设、人居环境整治、违法建设监测等多个领域，具有广阔的推广应用前景，为数字乡村建设提供重要的空间数据基础设施[4]。

4 结束语

综上所述，无人机倾斜摄影测量技术能够有效解决农村宅基地调查中遇到的技术难题，获得令人满意的成果精度。该技术不仅提高了工作效率，更实现了宅基地管理从二维平面向三维实景的跨越。随着技术的不断成熟和推广应用，必将为农村不动产管理现代化提供有力支撑，为数字乡村建设注入新的技术活力。

参考文献

[1]李莎莎,郭颖斐.单镜头无人机在农房宅基地面积测量中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2024,47(12):185-187.

[2]梁毅祥.基于无人机倾斜摄影技术的农村宅基地地籍测量方法研究[J].工程技术研究,2024,9(18):195-197.

[3]翁宇强.无人机遥感航测下宅基地高精度地图测绘方法[J].信息记录材料,2024,25(07):197-199+202.

[4]贺艳花.基于无人机图像生成高精度真正射影像图研究[J].科技资讯,2023,21(21):25-28.