房地一体化数字化测量新技术应用

摘要：数字化测量新技术可有效减少室外作业时间，节省大量人力，且总体效率非常高，是传统测量的3-5倍；倾斜摄影生产的三维实景模型还原所有物体度高，静态还原度高，不容易漏测漏画。将数字化测量新技术应用房地一体化，优化了房地一体化测量工作的作业流程。

关键词：倾斜摄影；三维实景模型；空三；房地一体化

2019年中央1号文件明确提出“加快推进宅基地使用权确权登记颁证工作，力争2020年基本完成。”农村宅基地及房屋权籍调查是复核农村宅基地、集体建设用地权属调查、地籍测量成果，完成地上房屋及其定着物的调查和测量，建立农村“房地一体”的权籍调查数据库。传统的作业方法，通常采用GPS－RTK结合全站仪的实地测量方法，该方法的优点是精度高，缺点是工作量大，需投入大量人力、物力且效率低、周期长、成本高。采用数字化测量作业方法，基于无人机技术的倾斜航空摄影测量，可以方便、灵活地获取摄取多角度高分辨影像，快速自动地生成实景三维模型，基于实景三维模型进行地理要素采集，节省了时间，降低成本，提供效率。本文依托真实的房地一体化项目，利用无人机倾斜摄影方法获取地籍测量、宅基地测量数据，希望为实现农村宅基地快速调查测量提供借鉴。

1数据采集

无人机倾斜摄影测量技术是一项无接触测量技术，它同时具备了遥感、正摄、三维建模等测量技术手段的优点。该技术目前应用越来越成熟，无人机形式多样，为了保证精度，采用五镜头多旋翼无人机进行数据采集。

1.1像控点布设

其中像控点的密度和平面位置精度直接影响基于三维倾斜摄影生产的房地一体成果资料的平面位置精度。因此，应根据村庄的形状、大小以及村庄道路的分布情况，布设点位均匀、始终的像控点。像控点点位应选择在易于判别、特征明显、与周围地物颜色反差大、尽可能为永久地物并易于影像上精确定位刺点的特征点。像控点布设完毕后进行航线设计并进行无人机飞行，获得高分辨率倾斜影像如图1。同时注意，保证像控点精度，若像控点误差过大也会出现空中三角测量失败，这时只能进行复测像控点并重新进行空中三角测量。

1.2重叠度选择

在进行航线规划时应根据模型的清晰度、地形的变化选择适当的重叠度，若重叠度过低会导致空中三角测量失败；若重叠度过高会增加数据量增加数据处理时间。

2数据处理

2.1建模流程

利用ContextCaptureCenter软件来完成三维模型的建立，ContextCaptureCenter软件可将不同角度的数字影像作为输入，并将相机属性、影像位置、像控点等导入，经过软件自动化处理，输出可量测的实景三维模型。三维模型效果图如图1所示，三维建模的流程图如图2所示。在进行数据处理的时候应特别注意坐标系的选择，应选择对应外业的坐标系及中央经线，若选择错误的坐标系则会产生不可逆的错误，只能重新进行数据处理。此外在数据处理时还应注意空三分层、集群时辅机引擎显示notfound。空三分层：出现空三分层应检查一下空三的三维视图，确定分层部位的大小。若分层部位较小即可使用连接点进行矫正，若分层部位较大则需进行空三设置并重新进行空中三角测量，若还是无法解决就需要检查照片重叠度、像制点误差；若是照片重叠度不够导致的空三分层需要进行补拍，并重新进行数据处理；若是像制点误差较大则需对像控点进行复测，使用复测数据进行数据处理，一般可解决问题。集群时辅机引擎显示notfound：辅机引擎出现notfound时应是辅机与主机不在同一局域网络内，或者辅机设定的监控路径与主机设定的监控路径不一致；解决方法也较简单，若是辅机与主机不在同一局域网内只需进行网线配置即可。若辅机设定的监控路径与主机设定的监控路径不一致则需重新设置一下辅机的监控路径就能解决问题。

2.2空三报告

在数据处理过程应按照流程来进行操做，可以在空中三角测量完成后进行查看空三报告，空三报告中包含项目摘要、镜头畸变、照片位置、照片匹配、像控点、连接点六项，空三报告如图3所示。空三报告中应重点注意相机位置和像控点误差，相机位置可以很好的表现出空三质量，如有空三分层、空三错乱等问题都可以在相机位置中表现出来，此外相机位置会出现高度上的略微偏移，这是像控点对于相机位置进行了矫正。毕竟相机位置本身是有一定的误差。若相机位置在高度上的偏移较大则需进行像控点和相机位置的检查，找出原因并作出针对性解决。像控点误差应重点关注3DError[meters]，3DError[meters]误差不宜大于0.01，若大于0.01则说明相控点误差较大，可进行像控点复测并重新进行数据处理。如图3所示，空三位置无明显分层、错乱，较为平整；也并无单个相机分离整体，其中两侧视图上相机均匀分布成一条线形，正视图上可见每个相机位置，航线分布也较为清晰。这说明该空三并未出现分层、错乱现象，如像控点误差在合理范围内时，该空三质量合格。

3平面图绘制

应用中海达HIDATA软件进行平面图绘制，可直接导入Tif、img、hdc等格式影像，也可直接打开dxf、dwg格式文件。本项目采用osgb格式的三维实景模型，先将窗口设置成三维窗口然后导入三维实景模型，若不将窗口设置成三维窗口那么三维实景模型无法导入。后对应房屋、道路类型来选择不同线形。若房屋房檐突出可使用工具对房檐进行削除。房屋平面绘制应根据三维实景模型以房屋侧面为基础，进行房屋平面图的绘制，如图4所示。应选择清晰度最高的特征点采集并选择最佳视角，避免出现坐标偏移；对于房屋密集或者存在严重遮挡的情况下不要强行采集，经过外业补测后再进行采集。最终成果如图5所示。

4结论

在房地一体化中运用数字化测量新技术可通过对房屋建筑物全方位进行拍摄影像数据的采集，并能高精度、高效率获得相关数据，还能通过软件技术生成三维实景模型，真实客观的将地面地物以及地形变化反映出来。无人机数据采集-ContextCaptureCenter实景建模-HIDATA平面图绘制，在实际应用过程中，在进行外业数据采集时应特别注意相片重叠度不宜过低，同时也应注意像控点精度不宜过差，若没有注意这些问题会给内业带来一些不必要的麻烦，外业也需要进行补飞或复测像控点。在内业数据处理时也应特别注意空三质量是否合格，若不合格应及时寻找问题并解决，空三质量不合格会使得后续的工作或多或少出现一些问题，这样会增加成本，也会增加一些负担。中海达HIDATA基于数字正射影像与三维影像采集，面对复杂地形也可以高效灵活完成测绘任务；应注意的是在采集特征点时应多角度旋转，避免出现坐标偏移。同时对与遮挡物较多的情况下不可强行采集特征点，这样很容易造成特征点坐标的偏移，对于遮挡物多的地形应采取其他软件进行采集特征点。数字化测量新技术完全实现了房地一体化勘测的目标，节约了大量人力，保证了测绘质量，同时提高了工作效率。

参考文献

[1]赵云.无人机航测技术在农房一体化调查中的应用[J].技术与市场，2020(11):86-88.

[2]何燕兰，孙磊.基于三维模型的房地一体化测量方法的研究[J].城市勘测,2020(5):129-132.

[3]张婕.无人机技术在测绘中的应用与实践[J].工程技术研究，2020(13):119-120.

[4]钟棉卿.应用倾斜摄影开展房地一体化[J].建材与装饰,2020(19):236-237.

作者：王立争 赵世鑫 单位：辽宁省交通高等专科学校