摘要:无人驾驶飞机是通过遥控装置或自动程序来操纵的非载人飞机,简称无人机。无人机摄影测量是以无人机为基础的信息接收平台,其工作原理是:无人机负责摄影图像的采集,并将相关的地理数据送达测绘中心,经过一定的处理,形成数字模型。传统房屋信息提取方式有许多问题,如劳动成本过高,耗时较长等。采集房屋信息是不动产登记领域的关键。而无人机摄影测量具有成本相对较低、高分辨率、机动性强等优势。因此,本文以农房不动产为例,探讨无人机摄影测量在该领域的应用研究。
关键词:无人机摄影测量;农房不动产;应用研究
前言
近年来,我国经济持续快速发展,国内土地结构正发生巨大变化,城镇化水平不断提高,建设用地需求增加,对土地调查的要求也逐渐提高,而过去的土地信息调查主要通过航天航空遥感技术,如美国的“陆地卫星”,但是随着全国不动产的信息采集频率的提高,对航空航天遥感的需求持续增加,而且对实效性的要求变高,导致卫星遥感技术难以满足土地调查的需求,而无人机摄影测量能够配合卫星,针对卫星难以测量的地区能保证信息的完整采集。本文依照当前无人机摄影在测量农房不动产中的应用,深入探讨其价值。
1.无人机摄影测量的概念原理
无人机摄影测量是属于一种新型的土地测量方式,其影响力在测量领域逐渐变大。无人机是由三个部分构成:飞行控制平台、航拍摄像系统、地面控制系统。其中飞行控制平台是无人机的控制的核心,其作用是实现无人驾驶和飞机定位[1]。地面控制系统负责航线的设计调整,飞机的操控;航拍摄像系统作用是采集拍摄数据,自动化获取空间信息,处理数据,完成建模。目前无人机摄影测量除了能自动的进行严密的空中三角测量生成数字高程模型、数字正射影像和数字表面模型,还可以智能的匹配影像进行三维重建得到密集点云信息。但是目前市面上常见的无人机搭载的相机地面分变率可达0.03m,从理论上无法满足地籍测量误差的精度要求,所以一直以来无人机低空航摄技术在地籍测量中无法得到广泛的应用[2]。本文中所运用的测量方法显示,该方法的房屋面积信息提取精度很高,能够满足实际应用要求。相比传统测量,低空航测技术工作效率高,可保障房屋现状调查结果的精度,为不动产普查等工作提供了新的作业模式[3]。
1.1无人机外业摄影
在无人机上配置专用的高清摄影机,以遥控、GPS技术为支撑,按照计划的路线和速度进行摄影。在摄影前需要做准备工作,根据所测地区的范围、地形特点、比例尺来设定路线、速度、高度[4]。一般的民用无人机的飞行测量高度为50-300米,其原理有所不同,主要是通过光栅影像记录,航高与地面分辨率成反比,单幅影像相对应的地面范围和影像畸变成反比。
1.2像控点的布设和测量
像控点的布设需要遵循的原则:航摄照片图像上,外业测量像控点要能找到所对应的点位,能准确的在照片图像上刺出像控点,一般需要选在地面高度比较平缓的地区,能显示清晰且无异样,避免被容易被着遮盖的地方,像控点要尽量联测成平高点。像控点一般通过测量仪器来测量高呈和平面坐标,平面坐标可利用GPS,也可以使用RTK或全站仪测量方法。像控点最好在飞行前布点,便于在飞行航拍采集的影像上有标记,后期空三加密量测时,能更准确刺出像控点[5]。像控点圆形或方形标一般选择航摄影像六七个像素大小,而且像控点标志物应该和周围地面的色彩有明显的对比,当航线间相片错综排列,不能公用分别布点,即位于自由图边或非连续性作业的待测图边的像控点,全部在图廓线之外,保证图占满幅。
1.3数据处理
内业处理必须在完成外业航摄和像控点测量完成之后进行。将无人机获取的图像信息和pos数据导入软件中开始自动化裁切、合成、重叠等处理,与此同时使用外业测量的像控点的相关信息,进行加密,最后形成TIFF图片,并附带坐标信息。
2.在农房不动产确权登记中应用
农房不动产确权登记和大比例尺以及高精度地形图影像图联系紧密。以平凉市泾川县党原镇农村房屋补充调查确权工作项目为例,需要1:500的地形图(地籍图)进行权属调查,全镇一共23个村,农房8399余宗,测区范围广,居民地分散。如果仅仅采用传统的全野外数字测量,则必然不能在计划的时间范围内完成。测区中地形起伏不大,采用无人机倾斜摄影测量,建立倾斜三维模型进行数据采集,在单位时间内既保证图形精度的情况下又能增加工作效率。根据测区情况。将测区以自然村为单位进行倾斜摄影测量,航线布设中,相对航高80-140米,航向重叠度80%,旁向重叠65%;相幅大小为4896*3246像素,相机的焦距为18毫米,像素的大小是4.8微米,每个村庄拍摄400-900张照片。每个村在拍摄之前要进行像控点设置。关于不动产确权登记资料的收集,利用无人机航摄制作的村庄数字正射影像图以村为单位标注农房所有权人,并以农房所有权人为单位,收集以户为单位的尊机体经济组织成员的基本信息;在规定的时间内以户为单位审查农房一户一宅政策的执行情况。依照法律规定处理不符政策的农房所有权人,并出具相关的处理意见。对符合补办宅基地及建设规划审批的及时办理补办手续。
在不动产确权登记需要的农房宗地图和农房分层平面图测量中,对照已经标注农房所有权人的村庄数字正射影像图与实际测量的农房底层分层平面图数据,生成村庄数字线划图,在村庄数字线划图上按房屋角落及阳台垂直投影所占的宅基地绘制农房宗地图图层,生成宗地实际占地面积,依据该户农房不动产所占宅基地的来源资料来核对该宗地应确权的宅基地面积大小,并标注在宗地图上[6]。实地测量的分户农房分层平面图,并按规范计算分层建筑面,以户栋为单位来计算农房实际的建筑面积,对比农房宗地确权的宅基地面积对比该农房每层建筑面积,各层确权的面积之和为该农房实际应确权的建筑面积,各层平面图要绘制在同一张A4纸上,并以栋为单位,标注相关信息。
3.结论
无人机摄影测量具有精度高、灵活、低成本的优点,以及成为当下测量领域不可缺少的新技术,在土地调查、土地承包经营权,大比例尺地图测绘等领域,提供了精确可靠的资料,已经有了取代传统测量的可能性。无人机航测+全野外农房分层平面图测量的作业方式、飞行规模及获取的数据精度能够充分满足农房不动产确权登记的宗地地籍调查和村庄农房不动产地籍岛图的测绘要求。其航测所获得的数据成果与传统的外业调绘和全野外测绘成果相比较,采用无人机摄影测量对环境要求较低,可在云层下飞行等优势,尤其是多旋翼无人机可以随时随地的垂直起降,能够推进农房不动产地籍测绘应急服务体系的完善,提高了作业效率。随着无人机倾斜摄影测量技术的进一步发展与应用,农房分层平面图及分层实际建筑面积的量测可以在三维影像图中直接获取极大减轻了测量人员的劳动强度,因此无人机摄影测量将会得到广泛运用。
参考文献
[1]朱峰.基于无人机倾斜摄影测量技术的大区域房屋测量研究[J].低碳世界,2020,10(01):81-82.
[2]刘敏,张启超,赵彬等.基于低空无人机倾斜摄影测量在农村房屋不动产登记权籍调查中的应用[J].测绘与空间地理信息,2020,43(01):181-183.
[3]朱仁义,杨亚江,李艺辉等.基于无人机倾斜摄影的房屋密集区大比例尺测图方法研究[J].测绘技术装备,2019,21(03):5-8.
[4]范熙伟,聂高众,邓砚等.基于摄影测量技术的房屋提取方法——以中国西部地区乡村为例[J].地震地质,2018,39(04):805-818.
[5]刘传富.低空摄影测量在房屋现状调查中的应用[J].矿山测量,2018,46(04):12-14.
[6]罗峰,黄振妥.基于无人机倾斜摄影测量技术的大区域房屋测量——以广州市金融城西区房屋现状摸查测量为例[J].工程勘察,2019,47(03):55-58.