程超
安徽中汇规划勘测设计研究院股份有限公司，安徽省铜陵市244000
摘要：传统地籍测绘采用全站仪、GPS-RTK等设备，虽然可以获得高精度的测绘成果，但是效率低、长期外业风险高、入户困难。为了解决以上面临的问题，可采用垂直摄影，基于虚拟环境下的立体像对对房屋进行采集，但是屋檐改正无法实现，且通过实践证明，此种方法生产的地籍图成果精度达不到规范要求。但是“农村房地一体项目”、“美丽乡村建设项目”等大型惠民项目工作量大、工期紧、质量要求高，寻求一种高效的生产作业方式迫在眉睫。无人机倾斜摄影技术是一项新的测绘技术，它和传统的垂直摄影相比较，增加了多个侧视相机，正好可以解决屋檐改正等问题，且多角度对同一地物进行拍摄，增加了地物信息的冗余度，有利于剔除不靠谱的加密点，提升空中三角测量的精度。
关键词：无人机倾斜摄影测量；地籍测绘；应用
引言
地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作，其基本内容是测定土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用状态等。无人机倾斜摄影测量技术投入人员少，可以快速真实反映地物的外观、位置、高度等属性信息；高效生产相应的DOM、DLG等各类成果，还能对隐蔽地物实现精确测绘。
1无人机倾斜摄影测量技术
无人机倾斜摄影测量是指在无人机飞行平台上搭载多视角倾斜航摄仪和GPS/IMU设备，然后对地面物体从空中多个视角进行拍摄，经过专业软件对拍摄的影像数据进行解算，依据共线方程恢复摄影时相机曝光点和影像上地物之间的相对关系，从而确定地物点坐标在相机曝光时坐标系下的位置，然后通过导入像控点，通过局域网联合平差，将相机所在的坐标系统转换到像控点所在的坐标系统下，从而获得符合生产要求的测绘成果。无人机倾斜摄影测量分为外业和内业两部分，外业主要是指原始影像的航摄和像控点的喷涂与采集，内业主要是指三维模型生产和地籍图生产。
2无人机倾斜摄影测量应用要点
2.1数据采集
无人机倾斜摄影测量技术需要依托计算机视觉原理进行影像三维重建，该技术可在不提供相机姿态、相机位置、相机检校等信息的前提下实现曝光瞬间相机内方位元素、相机位置、测区三维点云数据的自动恢复，具体应用需要基于当地实用坐标转换三维数据。因此，控制点布设需要在航飞前于实地进行，以此采用当地实用坐标系坐标和RTK采集控制点。底图可采用下载的影响，以此开展测区绘制、输入飞行参数、生成航点数据，即可完成航线生成，而通过向无人机飞控系统上传规划的航线，数据外界即可通过航飞完成。
2.2三维重建与真正射生成
基于数据预处理基础，可采用SIFT算法匹配影像的特征点，并采用随机采样一致性方法进行粗差检测，这一过程可结合相对定向模型和5点法，如三度重叠点存在于双模型之间，粗差点剔除需采用前方交会计算方式，以此对连接点足够的影像不断选择，相对定向即可依次完成，定向的旋转矩阵和线元素可顺利计算，为判断单位阵作为定向的正确性，需利用旋转矩阵相乘和线元素向量共面，自由网可进而完成构建。可采用光束法联合空三测量，可得到畸变消除后的影像和优化后的高精度外方位元素，后续的纹理提取和三维模型创建可获得依据。为创建立体像，需开展多视、多基元密集影像匹配，辅以基于区块的多视匹配方法，空间平面可在划分规则格网后作为基础，综合利用物方面元、像方特征点、多视影像上的特征信息和成像信息，为密集匹配多视影像，可由此采用影像不固定的匹配策略，多视影像同名点坐标的快速计算可依托并行算法完成，高密度三维点云数据获取可随之实现。坐标转换模型建立需经过像控点，以此开展地理注册和坐标转换，即可在当地坐标系下转换三维点云并实现DSM的生成，随之开展真正射纠正和纹理映射，真正射影像和全要素三维模型即可顺利获得。
2.3内业数据采集
无人机倾斜摄影测量技术获得三维模型后，便可以借助三维测图软件对模型中的地物进行数据采集，获取地物的角点坐标信息和扩展属性信息，然后导入CAss软件中进一步编辑和检查。
内业数据采集完成之后，还需要进行外业补测，对内业判读存疑、遮挡严重以及属性信息不明的地籍要素进行检查、纠错与认定。
3无人机倾斜摄影测量在地籍测绘项目中的实际应用
3.1像控点测量
根据任务区范围线和地形，按照150米间距均匀布设像控点，并利用油漆进行喷涂，利用GPS-RTK采集喷涂点位的坐标值，每个点至少采集三次，成果取三次的平均值，且三次采集坐标值要求在2公分以内。
3.2测区影像获取
对任务区进行航线规划并进行倾斜影像数据采集。航向、旁向重叠度按照85%进行设置，地面采样分辨率按照0.015米设置，完成设置任务后，提交任务，组装检查无人机并开始按照规划好的航线完成影像数据的采集。
3.3数据预处理
对航摄成果进行整理，删除无效的影像和POS数据，对影像利用重命名软件进行批量更名操作，用Photoshop软件对原始影像进行调色匀光匀色处理，提升影像的质量，有利于空三的顺利解算。
3.4相机参数优化
针对ContextCapture软件空三解算成功率低这个问题，先每个镜头选取100张影像，这100张影像POS坐标是相同的，用这5镜头共500张影像进行空中三角测量解算，获得精确的5个相机的相机参数，然后将这些相机参数导出opt保存。将任务区所有影像加载到工程中，并导入POS和优化后的相机参数，工程创建完成。
3.5空中三角测量
提交空三任务，利用多视空中三角测量技术和低精度POS，完成复杂关系下的特征点提取与基于POS的平差调整。空三一次性完成，选择坐标系，导入像控点成果并完成像控点的转刺。再次提交平差任务，将虚拟坐标系转到像控点坐标系下，完成带像控点的平差，结合平差报告查验空三成果的可用性，成果可用。空中三角测量涉及到的主要有影像金字塔的创建、特征点的检测与提取、特征点的匹配与调整。
3.6三维模型生产
空三完成后，提交建模任务，设置空间框架坐标系为像控点对应坐标系，切块模式选择“规则平面格网切块”，瓦片大小依据测试电脑的内存来设定，本次测试电脑内存为128G，瓦片设置为150*150米，大小为62G，可以满足要求。针对地籍项目，需要尽可能保留建筑物结构，将处理设置下的“几何简化”，设置为“平面”，容差改为0米。提交新的生产项目，选择三维网格，模型格式选择OSGB，空间参考系统保持和像控点的一致，导入任务区范围线，完成三维模型的生产。三维模型生产中的主要步骤有多视影像密集匹配、三角网构建与调整、白膜生产、LOD纹理影像金字塔的创建和纹理映射贴图，模型格式转换输出。
3.7地籍图制作
利用清华三维EPS软件，对生成的实景三维模型进行裸眼采集。首先将实景三维模型进行转换，得到EPS能够识别的dsm成果，然后加载模型成果，导入正射影像和任务区范围线，调整任务区范围线高度，使之与模型贴合，最后选择不同图层下的不同命令，完成地籍图成果的采集与编辑。
结语
综上所述，无人机倾斜摄影测量技术可较好地服务于地籍测绘。为更好地服务于地籍测绘，无人机倾斜摄影测量技术的应用还需要关注其他地物的遮挡减少、影像数据处理的计算机硬件要求降低等内容。
参考文献
[1]毛清政.倾斜摄影测量中像控点数量对模型精度的影响研究[J].科技创新与应用，2020(32):59-60.
[2]冯增文,李珂,李梓豪,等.低空无人机的倾斜摄影测量技术在城市轨道交通建设中的应用[J].测绘通报,2020(09):42-45.