倾斜摄影技术在灵璧县农房一体项目中的应用

引言

农村房地一体不动产确权登记工作是党中央、国务院新形势下关于“三农”工作的重要部署，是深化农村产权制度改革，促进城乡统筹发展的基础性工作，是落实不动产统一登记制度的基本内容。2020 年灵璧县启动全县农村房地一体不动产确权登记工作，并于2023 年顺利通过验收。

地籍测量是房地一体确权项目中的主要外业工作。 在传统的工作模式中，采用全站仪、RTK、测距仪等设备进行人工逐户进行测量工作 测 且受天 气影响大，成图质量受测量人员技术水平影响较大。的近年来倾斜摄 大比例尺地形图测绘工作，由于外业时间较传统方式大幅缩短，基本 中无人的情况，传统工作模式难以进行封闭院落测绘，而通过倾斜 如何在保证精度的前提下，通过倾斜摄影测量技术完成地籍测量工作对灵 体确权登记工作具有重要的意义。

无人机倾斜摄影测量是在传统摄影测量的基础上发展起来的一项新型技术，由无人机技术和倾斜摄影测量技术两个部分组成[3]。无人机作为搭载平台将倾斜摄影相机携带至空域中既定高度进行摄影测量工作。传统摄影测量只能获取地面正射影像，而倾斜摄影测量可以获取地物的实景三维模型。在倾斜摄影测量中利用五镜头相机实现在同一场景、同一时间中，从垂直、左视、右视、前视、后视5 个方向获取影像数据，通过空三计算、模型构建、纹理映射等操作进行三维重建，获取能够反映真实地物信息的实景三维模型数据[4]。

一、倾斜摄影测量数据获取

1.案例测量区域概况

本文选取灵璧县黄湾镇沙坝村为试点区域。砂坝村位于镇政府偏东南10 公里处，管辖11 个村民组，共有农户777 户，地籍图测量总面积约为1.5 平方公里。测区内主要有居民建筑、道路、耕地、水塘、林地等地理要素，居民建筑较为集中，地势平坦，地形高差小于10 米，适宜使用倾斜摄影技术进行测量。

2.相控点设置

为了快速、有效进行像控点布设及测量，应根据测区实际地理环境预先划分布点区域网，利用高分辨率正射影像图提前选取像控点精准位置。尽量在高等级的硬化铺面的道路交叉口布设像控点，优先选取明显的地物点如道路中心线的角点、人行道角点、颜色差异化较大的路面交汇点等地物，远离高大建筑物、树木遮蔽严重的区域。像控点按每隔 20000—40000 个像素布设，同时保证足够的数量均匀分布在测区内。其中有差分POS数据的可以放宽到40000 个像素，没有差分POS 数据的至少20000 个像素布设一个控制点。在像控点布设完成后，通过RTK、全站仪等测绘仪器测量其直角坐标。本次坐标系采用CGCS2000 坐标系，高程使用拟合参数高。理论上相控点越多，空三解算精度越高，但考虑实际作业效率和成本，相控点的布设应保持合理数量[5]。结合测区面积、地物类型等实际情况，共设置20 个相控点。

3.航摄设计

航摄分区：单个航摄分区的航向方向超出航摄分区边界线不少于 2 条基线，旁向方向每个航摄分区超出边界应不少于像幅的 50% ，以确保侧视相 航摄分区边界影像，保证航摄区范围完整覆盖。航高设计：航高根据所在航摄区域 率、现场周边情况综合考虑设计。航高设计公式如下：

式中：h—相对飞行高度；f—镜头焦距；a—像元尺寸；GSD—地面分辨率。按照公式可求得飞行高度。航线布设：航线应按试点区域走向平行布设，外围航线要确保侧视镜头可以获得测区有效影像。在试点区域中航线规划按照航向重叠率设为 80% ，旁像重叠率设置 70% ，行高设置为120 米，影像分辨率为1.5 厘米。

4.数据预处理

航摄工作完成后，通过skyscanner 预处理软件导出影像数据和POS 数据。其中影像数据为航摄区域内所有架次拍摄的原始影像；POS 数据下载后可通过航摄仪专业软件解算来获取相机拍摄瞬间的地理坐标。对下载后的数据进行整理和分析，影像数据如果有遗漏或错误要进行及时补摄；POS 数据要及时展点分析是否按预设航线飞行。利用sky Filter 组件剔除无效航片，减少了参与空三解算的总航片数量，加快空三速度。所有数据预处理经检查无误后进行下一步工作。

二、三维建模

1.数据准备

将外业航测数据进行整理，确保五个镜头的相片数据完整、数量一致，整理好各个镜头的畸变校正数据。通过contextcapture 软件建立相应工程项目，将相关数据导入。

2.空三计算

首先进行一次空三运算，运算结束后，查看质量报告，确保精度合格。然后导入像控点坐标数据，通过刺点操作将相控点坐标与各个镜头中出现像控点影响进行配置。最后，再次提交数据进行空三运算，精度合格后进行后续操作。成果如图1 所示。

图1 区域网空三加密

3.模型创建

空三计算完成后，在软件中提交三维重建任务，进行渲染方法选择、格式设置、建立空间参考坐标系等操作。采用多机多节点并行运算进行自动化建模处理，依次完成三维 TIN 格网构建、白体三维模型创建、纹理自动映射任务，最终形成真实的三维场景。三维重建任务完成后，通过ContextCapture Viewer 可查看生成的三维模型。成果如图2 所示。

图 2 倾斜三维模型

4.地籍图采集

建立测区三维模型后，采用清华山维EPS 软件在三维模型上采集村庄内部建筑物、构筑物及周边10 米范围的地形要素，形成测区1:500 地籍地形图。数据采集过程严格按照《国家基本比例尺地图1∶500 1∶1000 1∶2000地形图》（GB/T33176—2016）规范要求采集各种地物要素，绘制满足不动产测量规范的数字线划图。针对因树木或其他建筑物遮挡导致部分地物要素采集不全的问题，做好相关记录并进行实地补测。完成地籍图相关要素采集和补测工作后，需要按照规范对地形图进行整饰，并标注必要的数学要素。数据采集完成之后，进行数据输出。在设置输出模式时，数据输出范围可根据需要选择三种输出模式（选择集输出、当前图幅输出、全部输出）任意一种，保存指定的输出路径及文件名，保存统一格式为*.dwg。

三、成果质量检验

根据《安徽省农村房地一体不动产确权登记技术导则》规定，解析界址点（房角点）精度要求如表1 所示：表1 解析界址点（房角点）精度要求表

注：采用倾斜摄影测量方法，界址点、房角点精度可参照二类。

为验证成果质量，通过高精度RTK、全站仪等测绘工具随机选取测区内房角点 97 个进行坐标测量，见表2。经检查，测量中误差为3.6 厘米，最大平面误差为7.9 厘米，成果合格。

表2 坐标精度检测表（单位：米）

四、总结与讨论

倾斜摄影技术在灵璧县农村房地一 体不动 产确权登记项目中得到了大规模的应用，因其构建的实景三维模型所具有的多维度、多视角、全要 量 。本文通过选取灵璧县黄湾镇沙坝村作为试点区域，进行 画地籍图生成等操作，展示了倾斜摄影技术在项目生产 精度较高，符合项目生产要求。相对于通过全站仪、RTK 等仪 摄影技术具有效率高、成果质量高等特点，能为项目节省大量人力、物力，切实提高了项目的生产效率

同时，倾斜摄影技术在实际运用过程中也存在了一些问题。比如：在无人机进行外业倾斜摄影测量时，需要布设大量的像控点，比较费时费力；由于数据量大，在实景三维模型生产过程中需要配备大量的计算资源，无形中增加了生成成本；由于树木、其他建筑物的遮挡，一些房角点无法拍摄，造成空洞、拉花的现象，需要人工现场补测；其他一些问题。通过针对存在的问题进行研究分析，在后续工作中需要进一步进行技术提升，着重研究无人机免像控PPK 技术、计算集群高效建模技术、实景三维精细化建模技术等内容，通过不断研究和创新让倾斜摄影技术更好地服务于农村房地一体不动产确权登记项目。

参考文献

[1] 符 惠 伟 , 岑 铭 , 廖 超 明 , 等 . 无 人 机 倾 斜 摄 影 技 术 的 不 动 产 测 量 应 用 与 探 讨 [J]. 测 绘 通报,2024,(07):123-128.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0722.

[2]王玉柱,孔娟,孟强.无人机倾斜摄影测量在农村房屋不动产测绘中的应用[J].测绘与空间地理信息,2024,47(05):151-153.

[3] 徐思奇, 黄先锋, 张帆, 等. 倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J]. 测绘通报,2018,(02):111-115.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2018.0055.

[4] 简 煊 祥 . 倾 斜 摄 影 测 量 在 福 清 农 房 地 一 体 调 查 中 的 应 用 [J]. 测 绘 通报,2021,(S2):87-90.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.0593.

[5] 原 明 超 , 仇 俊 . 无 人 机 倾 斜 摄 影 测 量 在 三 维 模 型 测 图 中 的 应 用 [J]. 测 绘 通报,2020,(07):116-119+142.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2020.0226.