摘要：随着航空摄影测量技术的广泛应用，航空遥感测量技术现已成为我国数字地球、自然资源调查、应急救灾、矿山监测等重大工程项目开展的重要技术手段与支持。轻小型无人机航空摄影测量技术以其低成本、快速、灵活的特点为零星、小面积测绘带来了革命性的改变。农村不动产测绘外业工作量大，测区分布零散，特别适宜采用轻小型无人机开展航空摄影测量，减小外业工作量，提高工作效率。本文以大疆M600 pro无人机搭载SONY-RX1RM2相机，介绍轻小型无人机航空摄影测量在农村不动产测绘中的应用。
关键词：农村不动产；无人机；摄影测量
Application of Light and Small Drone Aerial Photogrammetry in Rural Real Estate Mapping
Duan Yuehui
（Zhejiang Coal Surveying and Mapping Institute Co., Ltd., Hangzhou,310015）
Abstract ：With the widespread application of aerial photogrammetry technology, aerial remote sensing measurement technology has become an important technical means and support for the development of major projects such as digital earth, natural resource investigation, emergency response, and mine monitoring in China. Light and small drone aerial photogrammetry technology brought about revolutionary changes in the area of sporadic and small area mapping with its low cost, fast and flexible characteristics. Rural real estate surveying and mapping has a large amount of field work, and the survey area is scattered. It is particularly suitable to use light and small drones for aerial photogrammetry to reduce the field work and improve work efficiency. This article uses the DJI M600 pro drone equipped with a SONY-RX1RM2 camera to introduce the application of light and small drone aerial photogrammetry in rural real estate surveying and mapping.
Key Words: Rural real estate, UAV, photogrammetry.
近年来，中国煤炭地质总局提出了“透明地球”、“数字地球”和“美丽地球”的发展理念和战略愿景，将“三个地球”建设的战略愿景融入企业深入供给侧改革及地勘企业转型升级，藉此拓展服务领域，完善产业布局，为社会提供高质量、高水平的地质工作服务，最终实现走绿色发展之路[1]。浙江煤炭测绘院有限公司扎实推进“数字地球”建设，2019年累计承接农村不动产测绘合同超1.2亿元，因此，如何提高不动产测绘工作劳动生产效率，是摆在测绘科技工作者面前的现实问题。
随着遥感技术的飞速发展，无人机航摄凭借其成本低廉、回归周期短及灵活可靠等特点已成为继卫星遥感技术、有人机航空遥感技术之后的又一新兴遥感技术。轻小型无人机更是凭借其起飞简单，不需要专门的飞行空域审批，硬件投入成本较低，能比较快速形成生产能力等优点成为近几年研究应用的热点。
1.轻小型无人机测绘技术概况
无人机测绘技术是国际测绘领域近年来快速发展的一项高新技术，其主要技术是在无人机飞行平台上搭载多种传感器，在垂直或倾斜等不同角度进行数据获取，采集多种数据处理，生成符合人眼视觉的、真实的、可量测的数据。
2015年12月中国民用航空局飞行标准司发布了《轻小无人机运行规定（试行）》，以大数据和“互联网+”为依托，对低、慢、小无人机运行实施放管结合的细化分类管理，以进一步维护轻小型无人机的飞行秩序，保障飞行安全，大大促进了轻小型无人机在测绘行业的应用。
在硬件方面，上海华测推出了复合翼P321、P316、P330以及多旋翼P540、P550、P580等六款轻小型测绘无人机;深圳中海达推出了iFly D1、iFly V5、iFly V10等多款轻小型测绘无人机；成都纵横大鹏推出了CW系列垂直起降固定翼无人机简化了地理空间数据的收集和分析流程；深圳大疆的M600多旋翼无人机作为通用无人机飞行平台在测绘行业得到了广泛应用。
在软件方面，Pix4D集全自动、快速和专业精度为一体，可转换影像为对地定位的二维镶嵌图和三维模型，输出三维点云、三维模型、正射影像。Bentley Context Capture集合了数字影像处理、计算机虚拟现实以及计算机几何算法的全自动高清三维建模解决方案。苏州真鉴Pips.Cloud集空中三角加密、无缝立体测图、正射影像为一体，其独特的檐口改正技术，能满足测绘1：500地籍图要求。
在成果应用方面，吕立雷通过无人机测绘1：1000与1：500地形图并进行了精度分析，得出无人机测绘满足1：1000测图精度的结论[2]；宋光浩等人运用无人机测绘技术进行地籍测量，获得了满足精度要求的成果[3]；张建勇运用无人机测绘获取了工矿区高精度线状地物信息[4]；彭向阳利用无人机进行电力巡检，获得了较高的测量精度，拓宽了无人机测绘的应用范围[5]；宋征玺针对海量无标定无人机序列影像，实现了无人机影像三维重建[6]；陈卫健针对无人机测绘稳健性评价及应用试验得出，无人机摄影测量技术能满足1：500数字地形测绘平面、高程精度要求[7]。
2.无人机航摄技术在农村不动产测绘应用的方案设计
为进一步规范农村宅基地管理，保护和增进农民财产合法权益，根据自然资源部《关于进一步加快宅基地和集体建设用地确权登记发证有关问题的通知》（国土资发[2016]19号），全国开展农村不动产测绘工作。
农村不动产测绘主要工作内容包括：①控制测量、地形图测绘；②收集权源材料，界址点测量，宗地图绘制（地籍测绘）；③房屋实地丈量，房产分层分户图绘制（房产测绘）；④房产、地籍数据导入不动产信息数据库（数据入库）；⑤测绘成果公示、整理归档（发证）。
测绘成果精度要求：①界址点对邻近图根点的点位误差、界址点间距误差一类为±5.0㎝，二类为±7.5㎝；②地物点点位中误差、邻近地物间距中误差一类为±5.0㎝，二类为±7.5㎝，三类为±25.0㎝；③房产面积中误差为0.04+0.003S (S为房产面积m2)。
为使测绘成果满足精度要求，提高工作效率，技术方案的总体思路是（图1）：采用轻小型无人机航摄，快速制作调查区的正射影像图作为工作底图，开展权属调查，外业实地房屋丈量，绘制房产分层分户草图；施测首级控制网，开展航摄像控点测量以及主要道路布设图根控制点，在像控点、图根控制点上架设全站仪，采集部分界址点、重要明显地物点坐标以及特征点高程；内业结合外业采集的部分界址点、重要明显地物点坐标、特征点高程以及房屋边长丈量数据采用主流航测软件，测绘数字地籍地形图。
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图1 技术方案流程
3.工程案例
3.1试验区概况
试验区位于杭州市临安区锦南街道，农村不动产测绘约6000宗。锦南街道属江南丘陵地形，农村居民点呈零星、块状分布。
3.2试验数据采集及处理
试验区采用大疆经纬M600 pro六轴多旋翼无人机搭载SONY-RX1RM2相机，自制云台挂接。相机焦距为35mm，像元大小为4.2μm，传感器尺寸7952×5304像素，使用前进行了光学镜头畸变校正。
根据轻小型无人机性能及试验区概况，设计航高为100米，航向重叠度为80％，旁向重叠度为70％，地面分辫率约1.2厘米。
整个试验区沿主要道路及试验区四周布设控制点155座，其中72座采用白色油漆喷涂作为像控点。像控点的布设原则为：在约150×150米的正方形每个角点上以及试验区的外围四周布设。采用GPS网络RTK（HZCORS）上、下午两次施测，三角架对中，两次限差符合《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》时取平均值作为最终成果。
经过外业数据采集，获取原始影像、POS数据、像控点坐标。采用主流航测软件生成实景数字正射影像，主要流程包含：影像质量检查、数据预处理、工程文件建立、像片参数设置、控制点刺点、空三解算、单片微分纠正、正射影像输出。
以正射影像为基础，开展权属调查与外业房屋边长丈量，绘制房产草图。在控制点（包括像控点）上架设全站仪，采集主要界址点、重要地物点坐标，重要、明显高程点高程。
以立体像对为基础，结合外业采集的坐标、高程数据、房产草图，采用Mapping.Pips.Cloud软件进行立体测图，编绘全要素地籍图、房产分层分户图。
3.3成果精度
按照《测绘成果质量检查与验收（GB/T243456-2009）》抽取试验区的3342.50-521.00、3343.50-522.75两幅图为检查样本，对地物点、高程注记点、界址点、农村房屋建筑面积测算进行精度检测，经统计分析，精度符合相关规范及技术设计要求（表1-表4）。
备注：点位明显且实地能准确测定的建筑物角点均作为一类界址点进行精度统计。
表4 农村房屋建筑面积测算精度检测统计表
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4.结语
本文介绍了轻小型无人机航空摄影测量技术现状，根据其技术特点论述了其在不动产测绘中的应用，通过我公司生产实践，采用本文论述的方法开展不动产测绘与常规全野外法不动产测绘相比大约能减小20％外业工作量，提高了工作率。
无人机摄影测量结合部分界址、主要地物点、主要高程点的全野外解析测量，测绘成果能够满足农村不动产登记的精度要求。
轻小型无人机成本低廉，技术门槛相对较低，特别适合小范围的航空摄影测量，是摄影测量向大众化、平民化发展的方向。
参考文献：
[1]赵平.构建新时代“透明地球、数字地球、美丽地球”的地勘战略愿景[J].中国煤炭地质，2019（09）：1-7+36
[2]吕立蕾.无人机航摄技术在大比例尺测图中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2016,39(2):116-118
[3]宋光浩,王冰.Trimble UX5无人机在农村地籍测绘中的应用研究[J].北京测绘,2018(1):151-154
[4]张建勇,赵艳玲,肖武,等.利用低空无人机摄影测量快速构建矿区线状地物信息 [J].测绘通报,2017(10):106-110
[5]彭向阳,刘正军,麦晓明,等.无人机电力线路安全巡检系统及关键技术 [J].遥感信息,2015,30(1):51-57
[6]宋征玺,张明亚.基于分块聚类特征匹配的无人机航拍三维场景重建 [J].西北工业大学学报,2016,34（4）：731-737
[7]陈永健.一种无人机测绘稳健性评价新方法及应用试验 [J].中国煤炭地质，2019（第31卷增刊1）：113-117