探讨不动产测绘中倾斜摄影测量技术的应用

发表时间:2020/8/4   来源:《科学与技术》2020年28卷7期   作者:施凤
[导读] 倾斜摄影测量技术的应用,能够弥补传统测绘技术的不足

        摘要:倾斜摄影测量技术的应用,能够弥补传统测绘技术的不足,提高测绘系统的准确性,为不动产测绘中资产数据采集与评估提供有力的支持。论文从实际出发,阐述了在不动产确权登记发证项目中,如何运用倾斜摄影测量技术,建立测区范围内各建(构)筑物的三维模型,并利用三维测图系统将模型导入,完成矢量数据采集并检测精度。
        关键词:不动产测绘;倾斜摄影测量技术;应用
引言
        随着科学技术不断发展,倾斜摄影测量技术得以出现和应用,以同一物体为对象,通过多个传感器的协调作用,能够快速采集数据,将物体真实面貌进行全面反映,此种方式下传统航拍技术与测量方式的不足得到弥补,保证数据测量的精准性和信息获取的高效性,因而具有良好的应用价值。本文就倾斜摄影测量技术概念进行阐述,明确与传统不动产测绘相比所具有的优势,对倾斜摄影测量的三维模型进行构建,进一步对技术应用案例进行探究,旨在通过倾斜摄影测量技术应用价值的发挥,提升不动产测绘工作质量,仅供相关人员参考。
        1技术路线
        采用倾斜摄影测量技术开展不动产测绘,需要在航摄前,完成摄影分区的划定和航线规划任务,同时对每个摄影分区按照事前像控的方式进行像控点的布设测量。随即对摄影分区进行航拍,形成覆盖范围完整无漏洞的多视角影像数据。随后即可利用三维建模软件按照工程创建、空三加密、密集匹配、3DTIN构建、纹理映射及模型导出等步骤开展三维模型生产。然后将模型导入至三维测图系统,进行矢量数据的采集。最后对产品精度进行检测并对发现的问题进行分析[1]。
        2像控点的布设测量
        传统航空摄影测量中,像控点的布设和测量基本为事后像控,即先进行测绘航空摄影,后进行像控点的布设和测量,除非测区环境复杂,事后可作为像控点的地面特征点极少时,需要提前布设地面标志,而利用倾斜摄影测量开展不动产测绘时情况相反,基本为事前像控。目前,大部分区域开展不动产测绘时,成图比例尺基本在1:500,依据该成图比例尺在开展航摄时,平均基准面的地面分辨率基本维持在0.02m,可以说地面分辨率很高,地面的各种地物均能很清晰的反映在航摄影像中(有遮挡除外)。所以,利用倾斜摄影进行不动产测绘生产时,在航向和旁向以100至150为间距,均匀布设像控点,且像控点均采用底边50cm的红白对顶等腰三角形形式喷涂于地面。完成航空摄影后,该形式的像控点可以清晰的成像于航摄像片中。目前,像控点的测量基本采用基于CORS系统覆盖下的网络RTK方式开展。测定像控点的CGCS2000平面坐标和大地高,对于CORS信号无法覆盖的区域可使用单基站RTK测量模式进行补充[2]。
        3测绘航空摄影
        本次航空摄影采用的无人机飞行平台为六旋翼电动无人机,搭载五镜头倾斜相机进行航摄,其下视镜头主距为28mm,侧视镜头主距为40mm,像元大小为3.98μm。多旋翼无人机作业方式灵活,对起降场地的环境,人员操作的要求相对固定翼较低,但其作业效率较慢。因不动产测绘的成图比例尺基本在1:500,为了能满足界址点精度要求,测绘航空摄影的地面分辨率设计为0.02m,相对航高为140m。按照建成区域的形状特点,进行摄影分区的划分,航向重叠度和旁向重叠度均为80%,以此设计飞行航线,且需要特别注意安全飞行高度。在外业进行航拍时,需要时刻注意无人机的续航能力,保证设备安全[3]。
        4三维模型生产
        航空摄影完成后,利用航拍数据基于Smart3D软件进行三维模型的构建。操作流程主要包括建立工程、空三加密、重建模型。Smart3D的自动化程度高,利用其进行空三加密和模型生产时人为干预少,只需前期建立好工程后,即可在集群系统的帮助下生成模型。但高质量的模型产品需要质量过硬的航摄数据,否则后期会加大修模工作量或外业补测工作量,因为利用三维测图系统进行矢量采集,主要依赖于在三维模型上采集数据,所以模型的质量关乎矢量精度。

根据长期的生产经验,三维模型的质量很大程度上依赖于前期航摄的地面分辨率、航向重叠、旁向重叠和像控布设测量的质量。地面分辨率低,重叠度低,像控分布不均匀和测量精度低,会导致生成的模型出现不同程度的拉花、变形,细节表现差,同名点错位等问题。而高分辨率,大重叠度,像控点分布合理,测量精度满足要求的情况下,生产的模型质量会有很大提高,模型精度高,能有效减少修模或外业补测的工作量。Smart3D对计算机硬件配置要求高,且需要配置集群系统,否则空三后的模型生产阶段会很长,配置低会增加系统无响应等各种问题出现的概率。按照技术设计和三维测图系统的要求,本次三维模型生产输出的成果除OSGB模型外,还需要完整保留xml空三文件[4]。
        5矢量采集
        目前市场上有两款较为流行的三维测图系统,分别为清华山维的EPS和天际航的DP-Modeler。本次矢量采集采用了DP-Modeler三维测图系统。该软件实现三维测图主要有四步,有数据准备,方案配置,矢量数据采集和成果导出。其中准备的数据主要有航拍照片和Smart3D生成的xml空三文件、OSGB模型数据。使用方案配置工具将空三文件及影像、OSGB模型路径配置好后,生成影像缓冲,即完成了三维模型导入工作。使用DP-Modeler的采编功能,按照相应的地物编码和采集方式,即可进行矢量采集。该软件提供两种建(构)筑物采集方式,如果三维模型精度高,可以直接在三维模型上进行采集,同时也提供了一种在三维模型精度无法满足需求时,结合影像进行采集的方式。采集完成后,可利用交换文件CAS,完成成果的输出和格式转换[5]。
        6精度检测
        矢量成果输出后,需要按照不动产权籍调查的技术规程对成果的精度进行检测,检验其是否满足权籍成果精度。按照统一要求,本次开展的农村不动产确权登记发证项目的区域内,其界址点中误差不能超过±7.5cm,允许误差为±15cm。按照测绘成果质量检查与验收的相关要求,超过±15cm的按粗差计算,粗差在5%以内,剔除粗差后计算成果中误差,如果粗差超过5%,该成果不合格。对每个村都随机抽取40至45个点和边,利用测量仪器实地进行精度检测,发现成果均存在粗差,但没有超过5%。分析造成粗差的原因,主要是部分建(构)筑物结构的多样性导致内业界址点位置解析错误,致使正确的界址点和解析错误的界址点较差超限[6]。
        结语
        综上所述,通过在项目中的实际应用加质量检查的方式,表明该方法在保证精度的前提下,确实可以有效的缩短作业周期,但其前提条件为航拍的分辨率、航拍的重叠度、像控点的布设和测量精度必须满足相应比例尺成果的要求。
        参考文献
        [1]尹璐璐.无人机倾斜摄影测量在城市三维建模中的应用[J].山西建筑,2018,44(34):207-208.
        [2]张国星,王海晓,李娅男.基于倾斜航空摄影测量技术建立动态路网模型的交通仿真方法[J].科学技术与工程,2018,18(33):215-223.
        [3]张飞,倪自强.无人机倾斜摄影测量在智慧城市建设的应用实例分析[J].智能建筑与智慧城市,2018(11):115-116.
        [4]焦庆.简述无人机倾斜摄影测量技术在规划竣工测量中的应用[J].建材与装饰,2018(45):216-217.
        [5]薛永安,葛永慧,张明媚,聂素云,张博.基于倾斜摄影测量技术的智慧校园三维建模[J].测绘通报,2018(S1):52-54.
        [6]宁利立.无人机倾斜摄影测量技术在智慧城市建设中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市,2018(09):75-76+79.
       
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