毛焕芝 巫泽贇 王懿龙

（1.上蔡县大地测绘有限公司，河南 上蔡 463800；2.驻马店市慧智房地产测绘有限公司，河南 驻马店 463000）

1 引言

农村地籍测量是通过权属调查和地籍测量，查清宗地的权属、界址线、面积、数量、质量、用途和位置等情况，为宅基地确权、不动产统一登记奠定基础[1]。农村房屋权籍调查工作底图一般采用全野外实测方法，利用全站仪和RTK 进行特征点测量，再通过专业软件绘制成图，这种传统方法需消耗大量人力物力，生产成本高，工期长[2]，因此，在满足精度要求的前提下，研究一种工作效率高、成本低的农村宅基地权籍调查测量方法十分必要。

随着倾斜摄影测量技术的发展和无人机的广泛应用，基于无人机技术的倾斜航空摄影测量方式，可方便、灵活地获取多角度高分辨率影像，快速自动地生成实景三维模型［3-4］，在室内基于实景三维模型即可采集地理要素，替代了外业实测，节省了时间，具有效率高、成本低、数据精确等特点[5-6]。因此，研究将无人机倾斜摄影应用于农村不动产房地一体测绘工作具有重要意义。本文尝试采用无人机倾斜摄影技术开展农村宅基地权籍调查测量，以期为同类项目提供参考。

2 低空无人机倾斜摄影测量系统

倾斜摄影测量技术主要包括倾斜摄影的数据获取和处理[7]，通过在无人机等飞行器上搭载多镜头高分辨率相机，按照既定路线从垂直和倾斜角度采集影像，使得获取的地物信息丰富、完整、准确[2]。倾斜摄影测量影像示意图如图1 所示。倾斜影像特点如下：（1）可获取多个视点和视角的影像，得到更详尽的侧面信息；（2）具有较高的分辨率和较大的视场角；（3）同一地物具有多重分辨率的影像；（4）倾斜影像地物遮挡现象比较突出。针对这些特点，倾斜摄影测量技术通常包括影像预处理、区域网联合平差、多视影像匹配、DSM 生成、真正射纠正、三维建模等内容。

图1 倾斜摄影获取示意图

3 工程应用

3.1 项目区概况

项目位于驻马店新蔡县某标段，包括化庄乡、栎城乡、棠村镇、韩集镇4 个乡（镇）共计74 个行政村的农村房屋权籍调查、房地一体农村权籍调查、权籍信息叠加整合、数据库建立、纸质材料数字化及不动产登记发证等工作。项目区范围如图2 所示。

3.2 技术流程

为满足1∶500 地籍图的要求，首先在测区布设150 m 格网密度的像控地标。利用GNSS-RTK 进行像控点实测，然后规划无人机飞行航线，获取数据，进行倾斜摄影数据加密，在数据整理基础上进行三维建模和真正射影像（TDOM）生成，最终结合三维模型和TDOM，利用EPS（清华山维）平台进行成图，技术流程如图3 所示。

图2 项目区范围

图3 倾斜摄影测量农房权籍采集流程

3.3 无人机影像数据获取

3.3.1 影像数据

测区地形比较平坦，主要为居民地，建筑物多为1～2层，数据获取采用飞马智能航测系统D200 四旋翼无人机飞行，倾斜模块为D-OP300，相机有5 个，有效像素2400万×5，传感器尺寸为23.5 mm×15.6 mm，镜头焦距：中间25 mm，四周四个相机35 mm；相机倾斜角度为45°。飞马D200 航测系统如图4 所示。

航摄前首先开展资料收集、实地踏勘、航线设计、空域申请、航摄设备安装调试、基准站建立、控制点布设等准备工作，完成后开始航摄飞行。此次航摄搭载倾斜航摄仪D-OP300，东西向飞行，影像航向重叠度≥80%，旁向重叠度≥70%，相对航高约为96 m，地面分辨率大小为1.5 cm，航飞时五个相机同时对测区进行拍摄，共获取面积约0.3 km2倾斜影像。

图4 飞马D200航测系统

3.3.2 像控点数据

航飞前到实地布设地标像控点，并用RTK 采集控制点在当地实用坐标系下的坐标。在飞控平台系统中，根据范围坐标绘制测区范围线，以1∶500 成图要求设置飞行参数，最后生成航线与POS 点数据。将规划的航线上传至无人机飞控系统，航飞完成后采集数据。

3.4 实景三维模型生产

3.4.1 数据处理

无人机影像数据预处理包括POS数据与航带整理、畸变改正、像片旋转、匀光匀色，影像数据的曝光点原始坐标为WGS84椭球下的地理坐标经纬度和大地高。测区的坐标系统为2000 国家大地坐标系，高程基准为1985 高程基准或者自定义投影坐标。

3.4.2 空三加密

空三加密是无人机影像处理的关键和难点，打开Context Capture Master 软件，建立工程，导入影像、POS 数据、控制点，设置相机焦距。POS 辅助下影像间通过同名像点匹配，自动构建像点自由网，进行自由网平差和相机参数的自由网优化。最后进行地面控制点的自动预测和手动量测、联合地面控制点自动平差，导出空三平差结果。测区空三关系模型如图5 所示。

3.4.3 模型重建

空三精度满足要求后，进行模型重建。利用Context Capture 进行空三多视影像密集匹配，生成高密度三维点云数据，构建不同层次细节下的不规则三角网TIN，同时生成带白模的三维模型。根据POS数据算出TIN 模型每个三角面与影像对应区域间的几何关系，将对应的纹理图像与三维TIN 模型进行配准，最后通过纹理影像的反投影实现纹理贴图，生成实景三维模型。测区局部城市实景三维模型如图6 所示。

图5 空三加密

3.5 倾斜三维测图

测区采用EPS 软件采集房屋信息。EPS 软件是清华山维开发的专门针对倾斜摄影、农村宅基地和不动产测绘、三维建模的地理信息软件平台。通过导入三维模型，利用三维重建得到的全要素三维模型采集宅基地房屋的矢量数据，包括房子采集、改正房檐、房屋属性结构（砖、混）及层次（1、2），局部采集如图7 所示。

图7 基于实景模型采集房屋信息

3.6 精度分析

为了检验成果精度，在测区选取15 座房子，利用GNSS-RTK 及全站仪实地测量得到的平面图与倾斜摄影成图，进行叠加，比较结果如表1 所示。

表1 实地测量结果与成图结果比较

根据CH5002—1994《地籍测绘规范》要求，地籍图上坐标点的最大展点误差不超过图上0.1 mm，对于1∶500 地籍图而言，误差不超过0.05 m，由表1 可知，平面点位中误差为±1.2 cm，完全符合规范的限差要求。

4 结语

本文结合新蔡县实际，将无人机倾斜摄影技术应用于农村房屋权籍调查，研究了倾斜摄影技术在农村宅基地测量中的数据获取和处理等问题，通过试验与精度验证可知，该方法在精度上完全满足相关规范要求，大大降低了地籍调查与测量成本，提高了生产效率，弥补了传统方法效率低、成本高等缺点，为农村宅基地确权工作探索了新途径，对于其他土地权属调查工作的方法改进也有重要的参考价值。