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倾斜摄影测量在不动产测绘中提高精度分析研究

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：吴文龙

[导读] 摘要：倾斜摄影测量技术是一种现代测绘技术，其特殊之处在于传感器的装载布局，四个倾斜角度与垂直角度可以配合满足多角度拍摄。

        安徽省地质测绘技术院安徽省 230022
        摘要：倾斜摄影测量技术是一种现代测绘技术，其特殊之处在于传感器的装载布局，四个倾斜角度与垂直角度可以配合满足多角度拍摄。无人机倾斜摄影测量在规划设计、房产测绘、工程勘测等多项工作中都有较为显著的作用。它是借助专业的系统软件建模，它是生成基于影像纹理的高分辨率倾斜三维模型，因此建立3D模型更为真实，且速度快。倾斜摄影测量通过高效的数据采集设备及专业的数据处生成的数据成果更能直观反映地物位置，高度等属性，为真实效果和测绘精度提供保证。在不动产测绘中，需把握好实际操作和应用测绘，以确保顺利完成测绘任务。
        关键词：倾斜摄影测量；不动产测绘；精度；应用策略
        随着不动产登记制度的颁布，不动产测绘工作成为了房产测绘部门非常重要的一项工作内容。在不动产的传统测量中，采用的传统测量方法为RTK+全站仪，但由于不动产的精度要求高以及地形复杂等各种限制因素，导致外业测绘工作困难多且工作量巨大。倾斜摄影技术是近些年新兴发展起来的一项高新技术，其颠覆了传统摄影测量技术的垂直性局限，可以通过多台传感器的搭载从垂直以及四个倾斜角度进行摄影采集，从而有效提高工作效率以及工作质量。与此同时，提供倾斜相机像素和飞机稳定性，更能有效提高成果的精度；无人机的低空飞行技术以及灵活机动性更是为倾斜摄影测量带来了巨大优势，能够非常高效的进行不动产测绘。
        1倾斜摄影测量技术的基本概念
        倾斜摄影测量技术是当前一种较为先进的测绘技术，通过传感器的合理应用，能够实现上下左右与垂直角度的摄影，同时能够实现数据的快速处理，保障航向和高度等参数的合理性，加快测绘工作速度的同时，保障测绘数据的可靠性。POS系统、飞行器、倾斜相机、数据三维建模软件及成图软件是倾斜摄影测量系统的主要构成。
        2倾斜摄影测量技术不动产测绘中的应用优势
        2.1数据采集便利
        在不动产测绘中，倾斜摄影测量技术相比于传统测绘技术，其应用优势更加明显，采集测绘数据更加便利、真实，能够客观反映地物位置、外形等，具有较高仿真度，因此测量精度较高。测量中，依据生成的三维模型可以真实反映地物地貌变化，快速高效地完成测绘数据采集，精确控制测绘误差，能够量测目标物间距离，显著提高实地数据采集效率。
        2.2高效率，高精度
        传统不动产测绘测量只能提供单一、单向数据信息，而倾斜摄影测量技术除了能够提供线划地形图，同时也可以保证影像图的清晰度，构建摄像对象的三维模型。在误差控制上，倾斜摄影测量由于是对相同地物多角度、高重叠率的拍摄，大大提升测量精度，远高于传统摄像技术。应用倾斜摄影技术，更方便空间规划管理，满足大数据时代采集要求，更能够满足不动产的测绘需要和精度。
        2.3操作便利，成本低
        应用倾斜摄影测量技术进行不动产测绘，操作更加便利，且成本低。无人机可以替代飞行平台，在作业人员操控下改变运动轨迹，并借助软件处理得到的数据，快速构建起立体模型产品。这样一来，测绘人工投入和时间投入得以减少，还可以有效提升测量效率，降低三维建模成本，具有良好的性价比。
        3倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用策略
        3.1做好相关准备工作
        首先，在进行测绘作业前，需进行空域申请，了解气象条件预报，避免违规飞行被扣押设备。工作人员可以到测区现场踏勘，先进行试飞试照，分析处理得到的影像，确保其质量符合要求，再开展正式测绘作业。其次，在倾斜摄影测量技术参数方面，需要设定好地面分辨率，使用相机的焦距调节，设置好飞行中航向重叠度和旁向重叠度、影响色彩清晰度等问题。飞行高度越低，地面分辨值就越小，可以得到更加清晰的影像，成果精度就越高。

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但也要注意这样处理会拉长建筑物阴影，相同测区影像数量增多，而加大后期数据处理难度，同时也不利于保证飞行安全系数，因此需要合理选择飞行航高。
        3.2影像获取，布设像控点
        无人机倾斜摄影测量技术可以在传统正射影像基础上，通过其他四个搭载在不同角度的镜头全方位采集数据，再经过多视匹配、快速建模等建立起三维模型。飞行中，工作人员应注意控制好飞行质量，利用高性能飞控设备、GPS导航系统准确掌握飞行数据，避免出现导航失效等问题。为保证摄影质量，还应加大操作中的控制力度，选择在能见度良好的高度飞行，各飞行架次气象条件要保持一致。根据航摄要求确定好摄影时间，选择天气能见度良好、光照充足的时间。再依据飞行高度和能见度等，选择摄影相机合适的曝光参数，保证影像质量。测绘过程中通过辨认地物、绘制轮廓，使相邻影像间相同地物色调一致。结束飞行后要利用管理软件处理摄影站点GPS坐标数据，如果不合格则需补飞。妥善处理好存储航片影像数据的介质，将其送到基地进行后期处理，之后便可接收到返回的质量检验报告，并进一步调整作业方案。布设像控点是倾斜摄影测量中的重要环节，关系着后期空三加密精度和三维模型精度，具体根据地形、地物和航线设计来布设。具体布设按照以下原则：第一像控点在影像上比较清晰、易识别；第二，像控点应在距离影像边界1～5cm的位置，以避免投影误差影响到影像匹配精度；第三，阴影会导致像控点标准模糊，尽量避免存在阴影区域；第四，选择在宽敞地方布置像控点，避开信号塔等，以免测量精度受到信号干扰。以房地一体项目测绘为例，先布设目标范围周边，再布设测区中间位置，控制好像控点距离和成图范围。一个自然村要保证至少布设了5个像控点，且这些像控点将村庄规则包裹。如果测绘区域地形特殊，像控点需最大范围包裹目标，根据航线计划图、预设测点位置来均匀布设，外围像控点连线应将目标村庄包裹，图廓线外则布设自由图边像控点。
        3.3建立三维模型与精度分析
        （1）建立三维模型。具体流程主要是整理影像数据、修正数据偏差、控制点影像关联、空三加密、提取点云信息、建立三维模型。（2）三维测图。不动产测绘调查中，需要逐栋测量房屋，可以利用三维测图系统加载具有实际地理坐标的模型数据，在二维三维交互一体化采集采编下，直接采集测图地物，该技术下不需改正屋檐，且实际效率较高。（3）精度分析。在倾斜摄影测量技术应用中，为保证建立模型的精度，需要选择实验区明显地物点进行精度检测，统计检测点误差，确保满足高精度三维模型要求。可以选取多个检测点，对比分析采集结果和实测数据，来验证测图精度。比如采集房子边长数据，确定待测房产图的界址点、边长，利用全站仪采集各项数据并记录测量边长，在对比分析中验证摄影参数准确性，确保其达到不动产测绘要求。（4）矢量化图空间校正。虽然测绘中，单个建筑物测绘误差较小，但在整体三维模型中，这种误差会随之加大。因此需要对无像控三维模型下绘制的矢量图做空间校正。主要是进行几何纠正，使被纠正图层与目标图层对齐，可以采用橡皮页变换法纠正，如果纠正点分布均匀可以采用线性法，分布比较分散则可采取自然邻域法。
        4结语
        倾斜摄影测量技术是近年来发展起来的一项综合性高效技术，可以快速记录、处理得到的测绘信息，除了能够准确反映地物情况，并获得高精度物方纹理信息，还可以通过定位技术和融合技术等，进一步生成三维模型。其获取的数据范围大、精度高，可以自动产生数据，获得完整的信息，降低不动产测绘成本，具有良好的应用优势。在不动产测绘应用中必须掌握操作要点，充分利用其优势特点，顺利完成高精度测绘任务。
        参考文献：
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        [4]刘敏，张启超，赵彬，李智慧.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.
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