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

测绘与空间地理信息

ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

Ｖｏｌ.４３ꎬＮｏ.１Ｊａｎ.ꎬ２０２０

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

刘　敏ꎬ张启超ꎬ赵　彬ꎬ李智慧

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院ꎬ河南洛阳４７１０２３)

摘要:低空无人机倾斜摄影测量技术可以快速获取实景三维影像ꎬ具有可量测、现实感逼真、纹理清晰等特点ꎮ

该技术应用于农村房屋不动产登记权籍调查中ꎬ减少了外业实地丈量的工作量ꎬ克服了不通视房屋拐点量边的困难ꎬ可快速生成数字线划图ꎬ通过三维不动产模型可以查看测量三维数据ꎬ解决了外业调查耗时费力、界址边丈量人为误差等问题ꎮ

关键词:低空无人机ꎻ倾斜摄影ꎻ不动产权籍调查ꎻ应用

中图分类号:Ｐ２３１　　　文献标识码:Ａ　　　文章编号:１６７２－５８６７(２０２０)０１－０１８１－０３

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０　引　言

农村房屋不动产登记是深化农村集体产权制度改革的重要基础性工作ꎮ以农村宅基地和集体建设用地地籍调查成果为基础ꎬ查清农村未登记的房屋以及新增的宅基地和集体建设用地以及地上房屋的权籍情况ꎬ按照«不动产登记暂行条例»的规定办理不动产登记ꎬ提交不动产权籍调查成果ꎬ工作内容包括权籍调查、信息叠加、资料整理、登记发证、成果上报等ꎮ

常规的不动产权籍调查借助于ＧＮＳＳ－ＲＴＫ和全站仪进行单点测量ꎬ虽然精度可靠ꎬ但是要占用大量的人力、物力ꎬ成本高且工期长ꎮ倾斜摄影测量技术可以得到高分辨率的数字地面模型和逼真的三维模型等测量产品ꎬ

收稿日期:２０１９－０３－０４

实现高精度、大范围的场景ꎮ目前ꎬ倾斜摄影测量技术正广泛应用于农村房屋不动产登记权籍调查ꎮ

１　低空无人机倾斜摄影测量系统

低空无人机倾斜摄影测量技术将无人机与倾斜摄影技术有效结合ꎬ是新兴的三维数据获取技术ꎬ无人机搭载多台传感器可以同时从１个垂直、４个倾斜等角度采集影像ꎬ同时获取建筑物的顶面和立面数据ꎬ通过数据处理软件生成三维影像ꎮ与正射影像测量方法相比ꎬ提高了作业效率和测量精度ꎮ

１)飞行平台

作业区属于丘陵地区ꎬ城镇村庄建筑物密集ꎬ考虑到作业环境的复杂性ꎬ采用效率与稳定兼顾的四旋翼无人

作者简介:刘　敏(１９６８－)ꎬ男ꎬ河南夏邑人ꎬ高级工程师ꎬ本科学历ꎬ主要从事土地调查及数据库建设等方面的科研、生产工作ꎮ

１８２

测绘与空间地理信息　

　　　　　　　　　　　　　　　２０２０年

机ꎬ搭载的飞控系统能够同步记录拍摄时的位置、姿态等信息ꎮ使用的无人机倾斜摄影测量系统基本性能指标:４搭载倾斜五相机１.６５ｋｇꎻ飞行高度≤１８ｍ/ｓꎻ飞行高度≤

ｍｍꎬ０００级大风垂直方向ｍꎻ控制半径ꎻ续航时间≥±０.０５>８００≤５５ｍｍꎻｍꎻｍｉｎꎬ≤２９防雨抗风等级为防中雨定位精度水平方向≥±ｋｍꎻ卫星定位采用北斗ꎬ０.抗０２７ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、２)低空倾斜摄影获取了传感器

三星ＲＴＫ定位ꎮ

１个垂直方向、４个倾斜方向的

实景影像信息ꎬ为保证三维模型的真实性ꎬ获取的影像应满足清晰、层次丰富、色彩反差适中等特征ꎮ本次倾斜摄影测量采用单架次搭载倾斜五相机模块Ⅲꎬ重量１.６０ｋｇꎬ续航５５ｍｉｎꎬ倾斜作业可达０.６６ｋｍ２重叠ꎬ航向重叠８０％ꎬ旁向３)８０％ꎮ

通过对三维模型和正射影像图数据分析数据处理

ｍａｐｐｅｒꎬ采用Ｐｉｘ４ｄ

速度为一体的数据和影像处理软件软件进行影像处理ꎮＰｉｘ４ｄｍａｐｐｅｒꎬ能自动获取相机参是集专业精度、数及ＧＰＳ/ＩＭＵ数据ꎬ自动生成Ｇｏｏｇｌｅ瓦片及带纹理的三维模型ꎮ

２　农村房屋不动产权籍调查概述

农村房屋权籍调查是在核实已完成的宅基地和集体建设用地权籍调查的基础上ꎬ补充进行其上附着的、未登记的房屋ꎻ新增的宅基地及其附着的房屋等建筑物ꎻ构筑物进行房地一体的权籍调查ꎮ

农村房屋不动产权籍调查具有数据采集工作量大、建筑物密集区量边困难、外业指界难等特点ꎬ常规的技术路线为:大比例尺地形图测量→工作底图制作→权籍调查→成果整理→数据库建设ꎮ可以看出ꎬ常规的作业方法基本上为人工施测ꎬ包括地形测绘、地籍调查、房产测量等专业技术ꎬ对参与权籍调查人员的综合技术要求很高ꎬ无法及时获取提供界址点位置信息ꎬ如房角、滴水线、飘窗等附属物空间坐标信息ꎮ

３　低空无人机倾斜摄影在不动产权籍中的

应用

　倾斜镜头拍摄地表不同角度的影像　低空无人机倾斜摄影技术通过１ꎬ获取调查区的全方个垂直正射和４个位地面数据ꎬ具有快速获取数据ꎬ无须人工干预ꎬ受天气等自然因素影响小ꎬ三维模型建立的工作效率高ꎬ成果的数据量也很小等特点ꎻ在模型和航片上实现“非现场”测量和分析ꎬ能获取多维数据ꎮ低空倾斜摄影技术更便于网络发布ꎬ应用范围广泛ꎮ

３.１　三维建模技术

低空无人机倾斜摄影测量获取了５个不同方位的影像ꎬ使用三维建模软件系统可以快速生成地物地貌的现实模型ＧＩＳꎬ达到人眼视觉的真实场景ꎮ通过与ＧＰＳ技术、广阔技术ꎮ

、ＲＳ技术的有机结合ꎬ三维模型的应用范围更加３.２　技术流程

项目为××区农村房屋不动产登记ꎬ在三维数据获取以多旋翼低空无人机倾斜摄影建立该区域三维场景模型ꎬ在二维的矢量权籍数据获取以外业实地布设的测量控制点为依据ꎬ可靠性验证以外业同精度复测的手段进行ꎮ本次采用影像分辨率优于２ｃｍ的五镜头倾斜摄影测量系统ꎬ在航飞前做好像控点的布设与测量工作ꎬ像控点选在地势平坦ＣＯＲＳ、开阔无水的位置ꎬ本次采用网络ＲＴＫ－标信息系统测量建筑物ꎮ技术流程如图、１ꎮ

构筑物、界址点等空间位置的坐图１　倾斜摄影测量流程图

Ｆｉｇ.１　Ｔｉｌｔｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｆｌｏｗｃｈａｒｔ

３.３　关键技术分析

倾斜摄影测量数据处理的质量很大程度上取决于像控点测量的质量ꎬ提前做好像控点的布设与测量工作是关键ꎮ本次采用区域网法布设ꎬ控制点沿着航飞的方向均匀布设ꎬ利用网络ＲＴＫ－ＣＯＲＳ技术快速获取控制点的三维坐标信息１)首先数据处理与空中三角测量

ꎮ

ꎬ对倾斜影像进行数据检查与整理ꎬ检查影像质

量以及重叠度、仰俯角、旋偏角等指标是否满足航摄规范的精度要求ꎬ如果色彩较差ꎬ可以进行匀色处理ꎻ然后ꎬ采用多张高度重叠的影像建立光学模型ꎬ利用ＧＰＳ测量控制点进行空三测量ꎬ求取加密点的平面坐标和高程ꎬ将垂直方向的ＰＯＳ数据作为影像的外方位元素ꎬ通过同名点匹配、光束法平差ꎬ实现符合精度要求的匹配效果ꎬ采用基于局域网内的多机多节点并行处理ꎬ提高了连接点匹配效率２)、精度以及后期模型制作的效率ꎮ

为了获取多幅重叠影像的同名点坐标需要进行影像

多视角影像密集匹配

匹配ꎬ通过采用多视像的信息特征ꎬ实现多视像多基元匹配ꎬ可以快速获取多视影像的准确同名点坐标信息ꎮ

第１期

刘　敏等: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

１８３

３)三维建模及地籍矢量化

对影像进行重建的过程实际就是三维建模ꎬ利用同名控制点和相关参数ꎬ在专业建模软件的平台上对影像进行三维模型处理ꎮ由于在建模前对像控点的空间坐标进行了匹配ꎬ得到的是具有真实空间位置的虚拟三维模型ꎬ根据权籍调查测量要求ꎬ可以建立测区的地籍基础信息ꎬ生产出二维矢量地籍图ꎮ

４)三维模型在不动产登记中的应用

把倾斜摄影测量和三维模型的技术应用于农村房屋不动产登记ꎬ利用房屋分层分户数据ꎬ获取分层分户的楼房模型ꎬ挂接不动产登记信息ꎬ关联户型图、地籍图等资料ꎬ可以实现不动产信息在三维空间的真实呈现ꎮ通过三维不动产模型可以查看三维数据ꎬ四至清晰、产权明确ꎬ解决了外业调查指界耗时费力、界址边丈量人为误差大等问题ꎮ

屋的界址点测量ꎬ这样可以提高野外测量的工作效率ꎮ

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３.４　成果精度检查

农村房屋不动产三维模型建设完成后ꎬ通过实地测量方法进行三维模型的精度检查ꎬ经检测平面位置中误差为０.０４２ｍꎬ高程中误差为０.１２９ｍꎬ符合设计书要求的精度ꎮ在地籍图成果中选取界址点、建筑物拐角、附属设施等要素作为检核点ꎬ采用ＣＯＲＳ网络ＲＴＫ技术实地测量２０００国家大地坐标系成果三维坐标ꎬ经检查ꎬ平面中误差为０.０３８ｍꎬ高程中误差为０.０４６ｍꎬ满足农村房屋不动产权籍调查测量５ｃｍ的精度要求ꎮ

４　结束语

倾斜摄影测量技术能生成具有较强真实感的三维模型ꎬ通过三维模型的直观性使房屋不动产登记权籍调查中的确权登记工作大部分可以在室内计算机上进行ꎬ并可以对房屋进行不同角度的观察分析ꎬ实现在计算机上进行房(上接第１８０页)

解算轨道板参数的精度也能符合轨道板检测的要求ꎬ总体性价比较高ꎮ同时点位测量中ꎬ可以不通视ꎮ

研究结论进一步验证了采用此种方法进行高铁轨道板检测的可行性ꎬ对实际的生产实践具有一定指导意义ꎮ

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