无人机倾斜摄影测量技术在农村房地一体确权登记中的应用-中国建材地勘中心甘肃总队

首页

您当前所在位置：网站首页 > 业务平台 > 正文

无人机倾斜摄影测量技术在农村房地一体确权登记中的应用

来源：

发布时间：2020-06-23

浏览：

无人机倾斜摄影测量技术在农村房地一体确权登记中的应用

陈丕, 张艳, 刘霞
天水三和数码测绘院有限公司

　　
　　摘要：倾斜摄影测量是近几年兴起的一种技术方法，无人机倾斜摄影测量技术有数据采集快速灵活、三维模型构建快速、获取的成果丰富等特点。将无人机倾斜摄影测量技术应用于农村房地一体确权登记工作，通过设定合理的工作流程，可以提高农村房地一体确权登记效率。
　　关键词：无人机倾斜摄影农村房地一体确权登记
　　一、引言
　　不动产统一登记制度是我国政府深化改革的一项重要措施，《不动产登记暂行条例》及《不动产登记暂行条例实施细则》的发布实施，有力促进了不动产统一登记工作，当前，城区不动产统一登记及登记数据整合工作基本完成。农村房地一体确权登记工作也是不动产统一登记工作的一项重要内容，事关农村产权制度改革，但由于农村房地分布分散、历史确权资料少并且质量参差不齐，需要按照现代测绘地理信息获取方法对农村房地进行调查、测量及入库，才能满足不动产统一登记的标准和要求;另一方面，由于农村房屋分布面积大、待确权总任务量巨大，按照传统测绘方法在短期内完成任务比较困难。所以，笔者在甘肃省麦积区农村房地一体确权登记项目中，采用无人机倾斜摄影测量技术，结合传统测绘方法，形成了一套快速获取农村地籍、房屋测量数据的方案。
　　二、无人机倾斜摄影测量技术
　　(一)倾斜摄影工作原理
　　倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息[1]。无人机倾斜摄影的同时记录航高、航速、航向重叠、旁向重叠、坐标等参数，同一地物具有多视角的影像及详尽的侧面信息，将这些影像通过区域网联合平差、多视影像匹配、DSM生成、真正射纠正、三维建模等流程形成最终测绘产品[2]。
　　(二)无人机倾斜摄影的优点
　　(1)能获取丰富的地物纹理信息。倾斜摄影从多个不同的角度采集影像，能够获取地物侧面更加真实丰富的纹理信息，弥补了正射影像只能获取地物顶面纹理的不足，满足多样化的市场需求。
　　(2)逼真的体现三维空间场景。通过影像构建的真实三维场景，不仅拥有准确地物地理位置坐标信息，并且可精细的表达地物的细节特征，包括突出的屋顶和外墙，以及地形地貌等精细特征，可720°无视角浏览模型。
　　(3)高精度、高分辨率。倾斜摄影平台搭载于低空飞行器，可获取厘米级高分辨率的垂直和倾斜影像。
　　(4)成本低、操作灵活。无人机倾斜摄影测量能极大地调节测绘内、外业的协同工作，解决了由于天气等外因造成的工作延误，把原本大量的外业工作转变成内业工作，极大地解放测绘人的劳动时间，减少外业劳动强度，节约人力，提高工作效率。
　　(5)测量结果转化应用广泛。倾斜摄影测量可直接利用影像模型进行相关量测工作，拓展了倾斜摄影技术在行业中的应用。
　　(6)快速响应突发情况。倾斜影像能为用户提供丰富的地理信息，直观的倾斜影像和相关系统辅助分析，能为应急事件的处置提供辅助决策支持[3-5]。
　　三、无人机倾斜摄影测量在农村房地一体确权中的应用
　　(一)三维模型采集生产
　　1.数据采集
　　本次无人机倾斜摄影测量在农村房地一体确权中应用验证工作选在甘肃省麦积区麦积镇滩子村，为了保证工作精度，在确定航摄村庄范围后，根据精度要求设定了航线，并提前布设了像控点，无人机倾斜摄影工作流程见图1。本次试验采用四旋翼型无人机系统，主要包括四旋翼型无人机飞行平台、地面监控站、三镜头摆动式倾斜相机和遥控设备。无人机航摄共飞行2个架次，相对航高设计为100m，航向重叠度为80%，旁向重叠度为75%，三个镜头一共拍摄了1112张照片。

为了保证精度，像控点布设和测量需要注意一下几点：(1)以三角网形式布设，点位分布均匀，组网点的水平距离在300-500米，航摄边缘及航带拐角处必须布点;(2)像控点采用布航标的形式，根据情况选择油性喷漆、固定在地面的白布条、刷成特定形状的石灰粉或者标靶板;(3)像控点标志的喷绘必须在航拍前完成，且与航拍的时间间隔不能太长，必须保证在航拍时标志要保存完好;(4)标志必须涂在四周平坦的地面上，且四周不能有高大的建筑物，如树，房屋等;(5)布设结束后拍2-3张照片，用于说明布设的标志的位置，照片以布设的点号命名;(6)像控点测量结束后提交喷绘标志的位置照片，像控点成果坐标，像控点测量的手簿原始数据。　　航线设计和航摄过程需要注意：(1)：每个航摄区域(一个架次)内的地形起伏固定翼的不能大于1/6航高，否则必须分区航摄;(2)分辨率必须优于1/3Δm，Δm为地籍图精度中误差;(3)航摄时空气能见度必须高、不能有雾，房屋影子不能过大;(4)像片的航向重叠度介于75%-80%-85%，旁向重叠度介于70%-75%;(5)航摄时实际航线的范围要比测区范围四周外扩1个相对航高的距离。
　　2.数据处理及模型生产
　　依据项目设计要求，进行倾斜影像检查、POS数据检查、飞行质量检查、控制点检查等预处理工作，确保影像和POS一一对应、影像清晰无大范围模糊遮挡现象，将所获得的POS数据进行坐标系的转换，由WGS84坐标系转换成CGCS2000坐标。
　　使用ContextCapture Center软件首先对倾斜航摄所得到的影像进行连接点自动匹配，对获取的特征点采用多视角影像密集匹配技术自动匹配同名点，然后进行粗点检测，构建自由网，输入像控点坐标，进行刺点后进行光束法区域网平差，根据平差结果进行反复调整，包括参数设置、像控点刺点位置调整，直到空三结果满足所需要求，生产出测区的实景三维模型成果(osgb格式)，测区模型如图2、图3所示。

(二)房地一体信息调查与采集　　1.房地一体确权登记的内容
　　满足不动产统一登记发证工作要求，农村房地一体确权登记需要调查和测量地籍与房产两个方面，对于地籍要素需要确定权属、界址、面积、用途、四至和位置等要素，对于房产需要确定权利人、坐落、房屋性质、建(构)筑物类型、共有情况、用途、幢号、户号、总套数、总层数、所在层次、建筑结构、建成年份、建筑面积、专有建筑面积、分摊建筑面积等。
　　2.地籍及房产要素采集
　　传统的权籍调查方式为外业实地调查堪丈和RTK+全站仪实测，本次试验利用EPS3D Survey三维测图系统加载带有实地地理位置坐标的倾斜摄影模型数据，通过二三维交互采集采编一体化，直接对房地确权登记要素进行采集测图，并录入建构筑物的结构、名称、层数等信息，采集界面见图4、图5。在采集过程中注意严格采集宗地边界、房屋及附属设施的特征点或外侧拐点，对于模型特征点不完整，无法准确采集点位的，根据房屋的其他条件，借助软件提供的多种房屋采集方式以最高的精度采集生成图形。

(三)精度检测与分析　　为了验证倾斜摄影测量在房地一体确权登记中的可行性，在利用倾斜摄影三维模型采集生成的图形中，选择需要验证的特征点，主要选择房角、墙角、门墩外角等建构筑物明显拐角(点)，并将点位根据模型清晰程度分为模型清晰和模型模糊两种类型。外业用RTK+全站仪实测，实地获取的测量点有479个，其中模型清晰，采集的特征点准确度可以保证的点有334个，点位中误差为0.045米，因建构筑及树木等遮挡，特征点比较模糊，通过采编系统提供的面交会等方法确定点有145个，点位中误差为0.180米，所有479个检测点中误差为0.106米，可见，模型清晰处采集的特征点点位精度符合地籍调查规程和房产测量规范对解析法界址点和房屋点精度要求。实测特征点坐标与模型采集特征点坐标对比情况见表1。
　　通过进一步分析，该村庄老旧房屋区房屋密集、建构物杂乱，因遮挡模型拉花相对较多，而新农村区域建构筑规整、模型比较清晰，检测精度也较高。另外，由于该村存在相当一部分土木结构房屋及土墙，房角及墙角棱角不够分明，难以确保模型采集的点和实测点点位的一致性。
　　表1 实测特征点坐标与模型采集特征点坐标对比表

点号	外业检测点坐标		采集模型特征点坐标		残差		备注
点号	Y/m	X/m	Y/m	X/m	△Y/m	△X/m	备注
P1	35599184.18	3812846.566	35599184.248	3812846.632	-0.073	-0.066	模型清晰
P2	35599185.49	3812842.564	35599185.463	3812842.643	0.026	-0.079	模型清晰
P3	35599193.16	3812831.510	35599193.139	3812831.519	0.020	-0.009	模型清晰
P4	35599144.8	3812815.930	35599144.820	3812815.890	-0.022	0.040	模型清晰
P5	35599140.9	3812816.462	35599140.870	3812816.400	0.025	0.062	模型清晰
P6	35599131.28	3812816.816	35599131.310	3812816.820	-0.028	-0.004	模型清晰
P7	35599129.03	3812821.164	35599129.032	3812821.107	-0.004	0.057	模型清晰
P8	35599124.88	3812823.449	35599124.801	3812823.402	0.074	0.047	模型清晰
P9	35599104.57	3812826.901	35599104.580	3812826.811	-0.014	0.090	模型清晰
P10	35599092.58	3812834.041	35599092.585	3812833.953	-0.008	0.088	模型清晰
P11	35599100.69	3812819.728	35599100.741	3812819.635	-0.055	0.093	模型模糊
P12	35599120.82	3812806.158	35599120.793	3812806.215	0.025	-0.057	模型清晰
……	……	……	……	……	……	……	……
P477	35598484.430	3813010.472	35598484.227	3813009.444	0.203	1.028	模型模糊
P478	35598482.070	3813011.829	35598481.269	3813011.305	0.801	0.524	模型模糊
P479	35598474.975	3813018.224	35598474.120	3813017.787	0.855	0.437	模型模糊

　　四、结语
　　无人机倾斜摄影测量技术应用于农村房地一体确权登记发证项目，突破了传统的不动产测量模式，合理确定工作流程，可以提高确权登记工作效率。结合调查堪丈距离，利用交会法对模型模糊区域界址点及房角点可进行测量，同时，部分实地测量时无法采集的界址点及无法堪丈的隐蔽权属界线，通过模型可以从其他视角确定点位，保证了整体成果进度。
　　无人机倾斜摄影三维模型，在房地一体确权登记发证审核中，提供了可视化检查回溯机制，随着技术发展，不动产统一登记发证平台必将走向三维立体化平台，而倾斜摄影模型可以作为不动产单元的单体基础。
　　参考文献：
　　[1]喜文飞，李国柱，赵子龙等. 倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用研究[J].城市勘测，2019(1):70-74.
　　[2]孙宏伟.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模[J].现代测绘，2014，37(1)：18-21.
　　[3]陈亚男，范新成.倾斜摄影三维建模技术在不动产登记中的应用[J].山东国土资源，2018，34(1)：72-76.
　　[4]崔瑶瑶，杜甘霖，张玉侠.无人机倾斜摄影三维建模在农房确权登记发证项目中的应用[J].测绘通报，2017(S1):192-194.
　　[5]谭金石，黄正忠.基于倾斜摄影测量技术的实景三建模及精度评估[J].现代测绘，2015(5):21-24.

上一篇：陇南地区重晶石矿床特征及成矿规律下一篇：水力类泥石流起动机理及预报研究进展与方向