测绘新技术在农村不动产测量中的应用 李国健

发表时间:2021/7/1   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:李国健1 周东2 赵华帅3
[导读] 摘要:2018年3月,国务院设立自然资源部,我国政府开始全面指导和监督全国自然资源和不动产确权登记工作。
        1.身份证:37142719920802XXXX;2.身份证:37012619931102XXXX;3.身份证:37152519931009XXXX
        摘要:2018年3月,国务院设立自然资源部,我国政府开始全面指导和监督全国自然资源和不动产确权登记工作。传统权籍调查和不动产测量以现场调查和测量为主要方式,需投入大量的人力物力,工作效率相对较低。为提前服务自然资源体系的转型升级,开展前期技术探索,增加技术储备,测绘技术人员不断尝试利用新测绘技术服务自然资源和不动产确权工作。
        关键词:测绘新技术;农村不动产测量;应用
        1测绘新技术在农村不动产测量中的应用
        1.1倾斜摄影测量技术
        随着测绘仪器领域技术的不断发展,倾斜摄影测量技术成为一项快速发展的信息采集技术。它颠覆了从单一垂直角度进行对地拍摄的传统航空摄影模式,分别从垂直和倾斜多个方向同步获取地面信息,再利用高精度的定位系统和惯性测量系统(IMU)获得位置和状态信息,进一步计算获取更符合人类视觉系统对地物认知的三维影像数据,并提供距离、高度、面积等多种量算方法。农村建筑密集、通视条件差的特点,造成了传统农村地籍测绘工作效率较低。虽然高分影像数据在近几年的不动产权籍调查领域应用广泛,但高分辨率遥感卫星影像图仅具备地表顶部信息,在建筑物密集的地区仍然无法全面实现自动化信息提取和监测。倾斜摄影测量技术的优势有助于快速获取农村不动产权籍调查的工作底图,进而获取和展示相关界址点、界址线等信息,不仅可以直观地反映工作区的地形、地貌和权籍信息,更能够方便快速地进行测绘和量算工作。无人机倾斜摄影测量的作业流程主要包括:准备工作→布设像控点→航空摄影→空三加密→全自动三维建模→裸眼要素采集→外业调绘→成果质量检查→资料整理提交等。(1)准备工作和项目设计。开展无人机倾斜摄影测量前,应做相关的准备工作并进行项目设计。首先收集已有成果资料,包括项目特点、工作范围、已有控制点等,充分利用已有资料;然后根据项目情况进行项目设计,包括相机参数、航线、航高、航速等内容。(2)像控点和航空摄影测量。项目准备和项目设计完成后开展像控点和航空摄影测量工作,像控点和航空摄影测量是整个项目的核心工作。像控点的布设应分部均匀并覆盖整个测区,像控点间距和测设方法应满足规范要求。(3)内业处理。像控点和影像采集完成后进行相片的预处理,然后通过专业软件进行空三加密和三维建模,模型建设完成后,将模型导入专业的采集软件进行裸眼地籍要素的采集。在采集要素过程中,如遇到内业无法判断的情况应做好记录后在现场进行调绘,如部分点位无法确定需进行实地丈量。(4)外业航飞。外业航飞需要在无人机飞行平台中搭载5个镜头,从不同的角度进行多次飞行,从而获取建筑侧面纹理信息,获取稳定、高清的原始数码影像、照片拍摄点空间位置、姿态信息,根据相机的影像收集相关的数据。通过三维模型,做好影像匹配,影像的平差,影像的拼接工作,以至于最终生产出满足标准要求的数字正射影像图DOM、数字高程模型DEM等数据。还需要注意的是,如果是在野外使用无人机,需要在使用之前制定一个计划,还计划要明确飞行的速度,飞行的高度,飞行的路线等,明确之后要进行试飞,确保没有意外出现,从而损坏无人机,影响结果。
        1.2三维激光扫描技术
        地面三维激光扫描技术具有数据获取速度快、测量精度高、主动性强、全天候工作等优势,可以连续、自动、快速、高精度获取目标地物表面三维坐标,相较传统作业方式,能很大程度提高效率及精度。在进行不动产三维激光扫描过程中,根据测区环境特点,选择距离目标不远且通视良好的位置进行设站,相邻测站间距应根据地物特征丰富程度酌情调整,以保证点云配准精度。在进行控制测量时,结合测区范围大小,依据“外部控制,内部加密”的原则合理布设控制点,以辅助点云配准、控制误差传递。
        1.3移动扫描背包技术
        移动扫描背包技术是新时代测绘领域的高新技术,能够快速大量地获取目标点云数据,具有高精度、易操作、速度快、大数据等特点,虽然已经运用于不动产测绘生产中,但相对倾斜摄影技术还不够成熟,至今未形成一套完整的技术流程。本文根据实际工作中的经验,系统的整理出一套移动扫描背包不动产测绘方法。
        1.3.1Pegasus Backpack移动扫描背包工作原理
        Pegasus Backpack系统配备5个高清相机((5X400万像素)和2个三维激光扫描仪(60万点/s),集成高精度的全球导航卫星定位系统(UNSS)和IMU惯导系统并支持SLAM算法,一次经过,同时获取现场照片与彩色点云数据,室外点云数据绝对精度可达5cm,在软件中可快速获取平面图。
        1.3.2PegasusBackpack室外测量方法
        移动扫描背包室外测量主要包含基站架设、背包初始化、移动测量、控制点测量、数据处理与分析5个方面。其具体操作步骤如下:(1)首先在以测量区域为中心,2-3km范围内的己知点上架设全球定位系统(UPS)接收机,设置为静态模式,观测时段要完全覆盖背包测量过程,获取观测数据作为基站数据;(2)然后在目标区域将移动扫描背包开启,初始化仪器,待背包天线接收信号稳定,惯导系统正常启动,作业人员背起,按规划路线经过目标区域,路线应尽可能包含测量目标的四周;(3)使用全站仪或实时动态载波相位差分技术(RTK)测量扫描范围内的特征点坐标,如:规则的道路交叉点,规则的路面油漆符号角点等位置坐标。获取测量点用于扫描轨迹纠正;(4)拷贝机器内部数据到处理计算机上,包含点云数据、惯导数据和背包接收的UPS数据(作为移动站数据),利用Inertial Explorer软件解算背包轨迹和拼接全景照片。软件输出详细的分析报告,包含精度分析、卫星信号分析、基站数据分析和惯导状态分析等;(5)最后添加控制点,纠正轨迹,输出符合要求的目标区域扫描点云。
        2实际案例
        2.1项目概况
        某项目共计12000宗,测区内房屋十分密集,并且各巷道交错分布,存在的房屋遮挡情况也较为严重,再加上大量人员外出务工,采用传统方法进行测量可行性较低,经过多角度考虑决定使用倾斜摄影测量技术开展不动产测绘工作,并取得了较好成效。
        2.2设计思路
        (1)充分利用无人机对原始影像数据进行获取,开展外业采集工作时要保证数据光线均匀。(2)对获得的影像进行检查,确保其符合建模质量要求,针对质量较差的影像要及时清除,然后完成影像数据预处理工作。(3)构建三维模型,并利用该模型完成房产信息采集。
        2.3影像数据处理
        在对无人机影像数据进行处理之前,需要对影像开展匀光、畸变等处理,然后借助Smart3D软件构建三维模型构建,三维模型形象在细节呈现方面也比较全面和丰富,最后将所得的三维模型导入三维软件,完成房产数据采集工作,利用实测房屋边长数据进行精度验证。结果如表1所示。
        表1 倾斜摄影测量线段与实测线段精度对比(单位:m)
       
        由表1可知,倾斜摄影测量线段与实测线段最大和最小误差分别为0.49m和0.06m,究其原因主要是房屋周围屋檐遮挡,导致模型捕捉不够准确,利用误差公式对误差进行计算:
       
        该房屋中误差为±0.24m,根据1∶500比例尺,平地、丘陵相邻界址点中误差和限差为±0.25m和±0.50m,该精度满足1∶500比例尺不动产测绘需求。
        3结束语
        文章对测绘新技术在农村不动产测绘中的应用进行了分析,主要是从倾斜摄影测量概述展开。实际开展工作主要是利用无人机对房屋相关数据进行采集,并完成三维模型的构建,以达到房屋多角度和全方位立体测量效果,整个工作过程都能够在室内计算机上完成,所得的三维模型直观性也比较强,针对隐蔽地区也能较好反映,若房屋密集区域存在遮挡较为严重,则可以结合全站仪测量加以解决。
        参考文献
        [1]赵攸忠,葛心韵.测绘新技术在农村不动产测量中的应用[J].城市勘测,2020(06):134-138.
        [2]张小宁.测绘新技术在农村不动产权籍测量中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2019(19):194+196.
        [3]阿布都艾尼•阿布都克热木.测绘新技术在农村不动产权籍调查中的应用研究[D].长安大学,2018.
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