倾斜摄影技术在农村房屋权籍调查测量中的应用

发表时间:2021/5/7   来源:《科学与技术》2021年29卷第3期   作者:圣炜
[导读] 倾斜摄影测量是近十几年发展起来的一项高新测绘技术,
        圣炜
        中化地质矿山总局湖北地质勘查院  湖北 武汉  430075

        摘要:倾斜摄影测量是近十几年发展起来的一项高新测绘技术,它通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观地反映地物的外观、位置、高度等属性,为达到真实效果和高精度提供保证,为实现不动产权籍调查测绘工作提供了一套解决方案。基于此,以下对倾斜摄影技术在农村房屋权籍调查测量中的应用进行了探讨,以供参考。
        关键词:倾斜摄影技术;农村房屋权籍;调查测量;应用
引言
        在农村的宅基地与集体建设用地上进行房屋权籍调查时,须对某一范围内的房屋产权状况、界址、面积以及位置、用途等基本信息有全面准确了解,以确保不动产登记结果的准确性。基于倾斜摄影技术的农村房屋权籍调查与测量能够大量减少野外测量作业,节省大量人力与物力投入,在提高测量效率的同时,高科技、高精准度的测量仪器能够在最大限度上确保测量准确性,提高采集数据信息的实用性。
1倾斜摄影技术基本概述
        倾斜摄影技术与传统摄影测绘技术的最大区别在于,倾斜摄影技术可以从一个垂直角度和四个倾斜角度拍摄获取实物图像,获取全方位图像信息,对倾斜图像进行分析整理后,使用相关软件进行三维自动建模,大大提高测量效率和精度 倾斜摄影技术的主要特征之一是经济效益相对较高。 基于倾斜摄影测量制作的实景三维数据具有空间位置信息,可以同时输出DSM、DLG、DOM等数据,可以满足传统航空摄影测量的需要,同时降低三维建模成本。 其二,测量效率高。倾斜摄影技术主要用无人机进行测量,不需要进行大量野外测量工作,不需要投入大量人力,自动建模技术的应用可以处理数据,然后直接输出测量图。 整个测量工作只需要3~5个月(因测量区域的大小而异)。 最后,可以反映地物的实际情况,数据信息更真实可靠。 由于倾斜拍摄技术符合人眼视觉对现实世界的反映,因此获得的影像信息更为现实和可靠。 这些影像数据可以反映地物的高度、位置、外观等具体情况,提高三维数据的正式感,是传统人工模型测绘无法比拟的优点。 就是这个
        些优势使倾斜摄影技术的应用会越来越广泛。
2摄影测量技术
        通过摄影、量测影像实现对物体的测量即为摄影测量。经过长期发展,目前的数字摄影测量阶段获取及处理均实现数字化。按摄影机的位置,摄影测量可分为航天摄影测量、航空摄影测量、近景摄影测量。目前,航空摄影(航摄)发展迅速,应用十分广泛,尤其无人机航摄具有机动灵活、成本低等优势,广泛应用于国土、规划、建设、交通、电力等领域。摄像机又有框幅式、推扫式、激光点云式等。无论哪种摄影测量方式,其技术过程为摄影准备、摄影设计、外业摄影开展、内业影像处理成果整理等过程。根据测区的范围、地形条件和摄影测量的要求,选择航摄季节和航摄时间,确定飞行平台、航摄仪和航摄比例尺,划定航摄分区,计算航摄参数,进行技术设计。而不同的航摄方式获取的数据和内业处理方式也有很大不同,例如常规幅式航摄仪获取的影像需要空三加密立体采集,而倾斜航摄仪获取的影像则需要建模后再采集。当然,通过摄影测量可以生产DLG、DOM、DEM、三维城市等,但目前房地一体测量需要的数据主要还是数字线划图(DLG)。
3基于倾斜摄影技术在农村房屋权籍调查测量中的应用
        3.1采集基础数据
        完成测量范围的确定工作后,进入基础数据的采集工作中,应注意以下几部分内容:(1)做好无人机飞行参数的管理工作,目前在数据采集中,使用较多的组合为六旋翼无人机+倾斜摄影相机组合。为了避免树木、电线对于测绘的干扰,无人机的飞行高度应控制在80~100m,将影像分辨率设置在0.01~0.02m,侧视镜头在使用前需要将角度调整为45°,借此确保采集数据的精准度和完整度。(2)在数据采集的过程中,图像主要有彩色影像与黑白影像两种,同时对于一些特殊性建筑也会进行拍照,将数据格式调整为TIF格式。

在后续数据分析中,可以减少数据转换和兼容问题,提升数据处理过程的有序性。(3)采集影像数据后,需要对图像资料进行预处理,查看数据采集期间是否存在漏拍或者曝光度过高的情况,如果影像质量不满足要求,需要及时进行补飞。由于起飞时间的差异性,在飞行过程中存在光度不均匀的情况,需做好匀光、匀色的调整工作,提高采集数据的实用性。
        3.2倾斜三维测图形成过程
        使用传统地形测量成图的方法需要进行大量野外测量作业,工作难度比较大,操作程序也很复杂,作图需要很长时间。 在目前的社会发展过程中,已经不能满足迅速获取地理信息的需要。 倾斜摄影技术使用倾斜三维模型数据收集地理信息数据,不仅可以减少大量的野外工作,还可以利用倾斜三维数据直接测量房屋的角落和点状地物,然后提取高程点,最后输出到图中,大大提高测量图形成的速度和效率。 在农村房屋权属调查与测量的过程中,各房屋的测量是最基础的工作。 测量中使用DP-Modelermapper完成倾斜三维测量工作。 利用三维数据采集房屋信息,同时测量同一地物,从不同视点对同一地物进行视频信息采集,从不同角度利用十字和垂直辅助线完成点和线的测量。 该测量方式可实现房屋全方位无死角测量,无需特意调整檐测数据,从而最大限度地确保了测量图的精度。3.3图形修正处理
        基础数据采集完成后,进入采集数据的修正处理阶段。在倾斜摄影技术应用过程中,受到设备飞行高度、飞行速度等因素干扰,所采集的一些应用数据会与实际应用数据之间存在一些偏差,需要借助科学手段对其进行修正,提高数据分析结果的有效性。一般情况下,会利用软件自带功能完成处理,选择地面控制测量点数据,个数为6~10个,参考这些数据建立用于影像偏差修正的模型。在调整其偏差值之后,代入其他的应用数据,得到准确度较高的数据信息。在图形修正处理的同时,需做好数据信息的细化处理工作,如根据村庄内不同地理要素的分布特点,对一些残点数据进行处理,利用不同颜色标记地理要素,提升采集内容的实用性。
        3.4机载激光雷达扫描应用到农村宅基地和房产测量
        激光扫描主要由激光器、测角、扫描等三部分组成。激光测距,基于激光的单色性、方向性、相干性和高亮度等特性,脉冲式激光测距:S=(1/2)·c·△t。它是一种主动对地观测系统,激光雷达扫描获取数据呈离散分布状态,在扫描带中数据分布不均匀,一般称作“点云”,包括地面点、与非地面点。一般采用无人机搭载激光扫描仪开展扫描,由于是主动观测,不受天气及光线的影响,主动性强、能全天候工作,获取数据量大,能详细描绘物体的细节、全数字特征,信息传输、加工、表达容易,不用像倾斜摄影数据那样采集前需先进行建模,内业数据处理相对方便。而且获取的精度更高更可靠。
结束语
        无人机倾斜摄影测量作为一项二三维空间数据获取的重要技术手段,能满足我国农村不动产权籍调查成果规定的精度要求;相较于全野外数字测图,能极大地提高生产效率和经济效益,且可制作数字正摄影像图和三维模型等丰富的附加产品;相对载人机倾斜摄影测量,具有重量轻、体积小、机动、灵活、反应快、成本低、分辨率高等优点,具备独特的优势,非常适合农村地籍及其房屋的农村房地一体化不动产权籍调查范围广、点多、面小、分散的特点;二三维不动产权籍调查和登记管理是社会发展必然趋势,无人机倾斜摄影测量技术代表着三维建模未来的发展方向,必将在农村不动产权籍调查和登记管理中发挥越来越大的作用。
参考文献
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