摄影测量在地籍测量中的应用研究

摄影测量在地籍测量中的应用研究

张晋

新疆恒盛祥测绘有限公司 新疆昌吉州昌吉市 831100

摘要：随着我国经济实力的快速提升，我国迎来了高速发展的全新时代，为落实乡村振兴战略，推进农村社会发展，近年来宅基地和集体建设用地使用权确权登记发证工作的受关注程度不断提升，农村宅基地确权登记属于该工作的基础，具备施测范围小、用地特点单一、分布范围广、地域分散、房屋密集、基础数据少等特点。为提升宅基地使用权确权登记发证地籍测绘的效率和质量，无人机倾斜摄影测量技术在其中的合理应用必须得到重视。

关键词：摄影测量；地籍测量；应用究

引言

地籍调查是获取和管理土地信息的一项重要工作，通过权属调查和地籍测量，查清每一宗土地的权属、界线、面积、用途和位置等情况，形成地籍调查的数据、图件等调查资料，为土地产权的保护、土地政策的制定和土地的合理利用提供基础资料，从而达到更好地管理土地的目的。传统地籍调查工作在权属情况调查结束后，使用测绘仪器人工野外测量界址点，再内业结合草图绘制地籍图。

1倾斜摄影测量技术原理

倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近十几年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器(当前常用五镜头相机)，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，分为正摄、前视、后视、左视、右视，配合IMU/DGPS获取高精度的姿态和位置信息，通过特定的数据处理软件进行数据处理，将所有影像纳入到统一的坐标系统中，获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片(一组影像)，镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片(四组影像)。将倾斜摄影测量技术应用到无人机上，实际就是在做一个三维模型，利用专业软件进行纹理自动贴图，还能利用专业的软件实现解译和测量级的量测。

2摄影测量在地籍测量中的应用

2.1飞行系统的选择

飞行系统的选择是根据拍摄区域的范围和特点来选择的，农村房地一体测量主要是一个村为单位，测量的面积比较小，其位置分布散乱且范围较广，不适合选用大面积倾斜摄影测量飞行系统。因此轻小型旋翼无人机和单镜头的飞行系统更有优势，具体如下。（1）小型旋翼无人机飞行系统硬件设备重量较小，便于携带。（2）单架次作业面积可达到0.5 km 2，完全能够满足农村房地一体测量的施测范围需求。（3）单镜头云台系统相对于五镜头云台系统更加灵活，云台角度可以根据测区建筑物的高度与建筑物之间的间隔自由设置。（4）小型旋翼无人机飞行系统价格低廉，飞行安全系数较高，更加适合低空摄影测量作业。所以该文选用轻小型旋翼无人机飞行系统作为外业飞行系统。

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数据处理

1)飞行数据准备。导出影像，写入POS，先检查采集数据的完整性与可靠性，删除废片。检查像片的航向、旁向重叠度是否符合要求，对重叠度不达标的区域，考虑进行补飞补拍。对影像进行匀色匀光处理。2)自动建模。本项目航飞数据的处理采用Smart 3D软件，创建工程，导入各种采集的数据，首先进行空中三角测量计算，可运算生成基于真实的超高密度点云，空间三维模型重建，进行模型投影或高程转换，生成三维模型成果。3)倾斜三维矢量测图。基于倾斜三维模型数据直接对建筑物边角及独立地物进行测量，还可以对高程点进行提取，量测和提取成果直接输出成图。利用倾斜三维模型数据进行数据采集，对同一地物进行量测时，可以参照该地物不同视角的多张影像，从不同角度借助十字与垂直辅助线进行点与线的量测。相较于传统立体像对测图方式，倾斜三维模型测图可以360°无死角，因而无须进行房檐改正，直接采集建筑物墙勒脚，提高了工作效率和测图精度。

2.4外业数据采集

航飞采集影像前要进行像控点布设，像控点布设方案满足测图精度要求是无人机倾斜摄影测绘地籍图的关键。布设像控点时，要综合考虑无人机像幅大小、航片之间的重叠度和基线长度，使布设的像控点满足测图精度要求。布设像控点的同时可进行检查点采集，根据测区范围大小，确定检查点采集数量，采集的检查点之后用来评定内业数据的精度。航飞采集影像时在飞行平台上设置飞行路线和坐标参数，使无人机沿着先前设定的航线和高度进行数据采集。航飞时要求航向重叠度至少为60%，旁向重叠度至少为30%。

2.5内业数据处理

2.5.1实景三维立体模型构建

对航摄获得的所有影像进行匀色匀光、校正畸变差等预处理。从pOs系统中提取外方位元素，采取多视角联合平差方法，自动匹配各级影像上的同名点，完成空中三角测量。通过context capture软件自动分析，选取能够匹配的影像单元，进行点云密集匹配和特征匹配，自动化完成纹理映射，最后输出测区实景三维立体模型数据。

2.5.2数据采集

某工程中，采用南方三维立体数据采集软件iData 3D采集内业地形地籍要素，并按照国标要求赋予图层与属性信息，再利用cAss 9.1软件对采集的矢量数据进行编辑，制作成1∶500地籍图。这种数据采集方式不需作业人员佩戴立体眼镜，可以同时使用平面和立体视窗，具备地形测量经验的作业员均能快速上手，降低了作业人员门槛。与传统的解析法地籍测图相比，利用倾斜航测法的工作效率显著提高。利用传统解析法，每组2人每天最多只能调查20户左右；而利用倾斜航测法，平均每人每天能够调查60户以上。

结语

实践证明，无人机倾斜摄影测量技术具有高效快捷、成本低廉、操作简单、机动灵活等应用优势，大大提高了地籍测量成图的速度，有效地节省了人力、物力和财力，获取的数据精度完全满足相关规范要求。实践中也发现，局部房屋密集区域的三维模型存在拉花、变形现象，无法判读出准确的界址点和地籍要素点，对于此类情况，可以采用常规仪器到实地补测，或者现场丈量部分房屋的边长。相信随着硬件和软件的不断升级和完善，无人机倾斜摄影测量技术在地籍测量中具有更加广阔的应用前景。

参考文献

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