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无人机倾斜航空摄影测量技术在不动产权籍调查中的应用研究

2022-04-14郑辉李海燕

科技创新导报 2022年25期
关键词:权籍航空摄影要点

郑辉 李海燕

(江西省地质局地理信息工程大队 江西南昌 330000)

我国幅员辽阔,但是人均耕地面积偏少,随着国内各地区土地开发建设事业的不断推进,土地资源少、发展需求高等现象尤为明显[1]。在此基础上,为了实现土地开发建设事业可持续发展,并对土地资源起到保护作用,便需积极做好不动产调查相关工作。以其中的不动产权籍调查工作为例,考虑到此项工作效率及质量能够得到有效提升,有必要合理科学应用无人机倾斜航空摄影测量技术,在此项技术应用的基础上,获取完整、真实、有效的权籍信息数据,为进一步权籍管理提供有效凭据。总体而言,从不动产权籍调查工作效率及质量全面提升角度考虑,本文围绕“无人机倾斜航空摄影测量技术在不动产权籍调查中的应用”展开分析,研究价值意义显著。

1 不动产权籍调查工作简述

不动产权籍调查工作,即针对已经完成的相关不动产权籍情况进行核实,如宅基地权籍、集体建设用地权籍等,然后对其附着、没有登记的房屋进行补充,同时,对于新增的宅基地、附着房屋也需补充。此外,为了实现房地一体权籍调查,还需针对构筑物权籍展开调查作业。

对于不动产权籍调查工作来说,其特点鲜明,具体表现为:一,数据采集工作量巨大;二,建筑物密集区量边难度大;三,外业指界难度大。在传统工作模式下,对于不动产权籍调查,即首先完成大比例尺地形图测量,然后将工作底图制作出来,通过权籍调查,对调查成果进行整理,并完成数据库建设作业等。

根据传统工作模式可知,人工施测作业量大,如地形测绘、地籍调查、房产测量等专业技术工作环节,均需人工执行完成,在此情况下,对权籍调查技术工作人员的专业技术要求变得非常高。此外,传统工作模式还难以将界址点位置信息及时、准确地提供出来,如房角、滴水线、飘窗等附属物空间坐标信息等,因此,便需革新不动产权籍调查技术方法,有效解决传统工作模式存在的弊端。

2 无人机倾斜航空摄影测量技术系统应用基本要求分析

无人机倾斜航空摄影测量技术有机融合了无人机和倾斜摄影技术,属于一种三维数据获取的新兴技术手段。通过无人机与若干台传感器相互配合,能够从四倾斜、一垂直角度对影像信息进行采集,并将建筑物的顶面与立面数据获取出来,进一步采取数据处理软件,将三维影像生成出来,和正射影像测量方法对比,有助于作业效率及测量精度的提升。值得注意的是,在不动产权籍调查中应用无人机倾斜航空摄影测量技术,需把控相关应用基本要求,这样才有助于技术优势的发挥,提升不动产权籍调查的质量成效。具体而言,主要基本要求如下。

2.1 飞行平台方面的要求

若不动产权籍调查作业区处于丘陵地区,因城镇村庄建筑密集度高,通过对作业环境复杂性的考虑,需选择使用作业效率高、稳定性好的四旋翼无人机(见图1),同时,确保搭载的飞行控制系统可以同步记录、拍摄地理位置、飞行姿态等相关信息。以某不动产权籍调查工作为例,在飞行平台各项性能参数指标设置方面,主要为:(1)搭载五相机设备,净重1.65kg;(2)飞行速度≤18m/s;(3)飞行高度≤4000m;(4)控制半径>800m;(5)定位精准水平方向≥±0.02mm;(6)处置方向≥±0.05mm;(7)防雨及抗风等级:防中雨,抗7级大风;(8)续航时间与距离分别为≤55min、≤29km;(9)卫星定位,选用北斗、GPS、GLONASS 三星RTK 系统技术[2]。

图1 四旋翼无人机结构图

2.2 传感器方面的要求

利用无人机倾斜航空摄影测量技术,可获取4 个倾斜方向与一个垂直方向的实时影像信息,考虑到三维模型的真实性,需确保获取影像信息的色彩反差适中、清晰度高、层次性丰富等。可选用单架次搭载倾斜五相机模块III,其重量为1.60kg,续航时间为55min,倾斜作业面积可达到0.66km2,航向重叠为80%,旁向重叠为80%。

2.3 数据处理方面的要求

在分析三维模型、正射影像图数据的基础上,利用Pix4dmapper 软件对影像数据信息进行处理。作为专业精度、速度优良的数据与影像处理软件,Pix4dmapper 软件可将相机参数、GPS/IMU 数据自动获取出来,然后将Google瓦片与带纹理的三维模型自动生成出来(见图2)。

图2 不动产三维模型示意图

3 无人机倾斜航空摄影测量技术在不动产权籍调查中的应用要点分析

为提升不动产权籍调查工作的效率及质量,在无人机倾斜航空摄影测量技术应用过程中,需把控技术各项要点。总结起来,具体应用要点如下。

3.1 三维建模技术要点

对于无人机倾斜航空摄影测量技术,利用垂直正射镜头(1个)与倾斜镜头(4个),对地表不同角度的影像进行拍摄,对调查区范围内的全方位地面数据进行获取,数据获取速度快,可大大减轻人工作业压力,且受到天气等自然因素的影响较小,三维模型构建的效率高、成果数据存储量小等。基于模型与含片方面,可以有效实现“非现场”测量与分析的目标,将多维数据获取出来[3]。

需注意的是,在不动产权籍调查过程中,需掌握三维建模技术要点。首先,利用无人机倾斜航空摄影测量技术,将各方位影像数据信息获取出来;其次,通过三维建模软件系统的应用,将地物地貌的现实模型生成出来,使人眼视觉的真实场景得到有效构建。此外,在和其他现代化测量技术融合应用的基础上,如GPS技术、RS 技术、GIS 技术,使三维模型的应用范围更加广泛,应用价值更高。

3.2 技术流程要点

将无人机倾斜航空摄影测量技术应用到不动产权籍调查工作中,需明确技术操作流程,并结合具体工程项目实况,按照规范操作流程,执行相应的作业。以国内某地区农村房屋不动产登记工作项目为例,在三维数据获取过程中,采取了多旋翼低空无人机倾斜摄影测量技术,同时,在测量区域范围内进行了三维场景模型的构建,以外业实地布设的测量控制点为依据,获取二维的矢量权籍数据,并以外业同精度复测的方式进行可靠性进行验证[4]。此外,通过对影像分辨率>2cm的五镜头倾斜摄影测量系统加以应用,基于航飞之前布设、测量像控点信息,确保像控点处于视野开阔、无水、地势平坦部位,对于相关建筑物、构筑物、界址点等空间位置坐标信息,则利用网络RTK-CORS 系统进行测量(见图3)。

图3 无人机倾斜航空摄影测量技术操作流程图

3.3 关键技术要点

要想提升无人机倾斜航空摄影测量工作中数据处理的质量,则需确保像控点测量的质量,对像控点布设、测量作业提前做好。在上述提到的工程项目中,像控点布设采取区域网法,朝航飞方向均匀布设控制点,并通过网络RTK-CORS 技术,对控制点的三维坐标信息快速获取出来。具体而言,涉及的关键技术要点包括如下几点。

(1)数据处理及空中三角测量技术要点。一方面,需针对倾斜影像数据展开检查及整理,例如,对影像质量、重叠度、仰俯角、旋偏角等相关指标展开检查,分析、判断是否能够与航摄规范精度要求相符,倘若色彩比较差,则有必要采取均色处理措施。另一方面,对若干张高度重叠的影像加以利用,将光学模型构建出来,并根据GPS测量控制点,做好空三测量作业,将加密点的平面坐标与高程数据求解出来之后,把垂直方向的POS数据当作影像外方位元素,利用同名点匹配、光束法平台,达到与精度要求相符的匹配效果。此外,还有必要对局域网内的多机多节点影像数据进行处理,协同提升连接点匹配效率、精度、后期模型制作效率等。

(2)多视角影像密集匹配技术要点。考虑到能够将多幅重叠影像的同名点坐标获取出来,然后进行影像匹配,可通过使用多视像的信息特征,使多视像、多基元匹配目标得到有效实现,进一步将多视影像的准确同名点坐标信息快速获取出来。

(3)三维建模与地籍矢量化技术要点。数据影像三维建模,即针对获取的影像数据信息进行重建操作,期间,需应用到同名控制点及其有关的参数信息,在专业建模软件的平台中,针对影像实施三维模型处理操作[5]。值得注意的是,因处于建模之前,针对像控点空间坐标进行了相对应的匹配操作,可以将具备真实空间位置的虚拟三维模型获取出来,以权籍调查测量要求为依据,能够将测区的地籍基础信息构建出来,进一步生成相对应的二维矢量地籍图。

(4)三维模型应用技术要点。在农村房屋不动产登记过程中,需应用到无人机倾斜航空摄影测量技术与三维模型,通过房屋分层分户数据的利用,得到分层分户楼房模型,挂接不动产登记信息之后,然后与户型图、地籍图等资料相关联,使不动产信息基于三维空间当中真实呈现出来。此外,经三维不动产模型,可对三维数据进行查看,色泽清晰,产权明确,可使外业调查指界耗时费力、界址边丈量人为误差大等相关问题得到有效处理。

3.4 内业数据处理技术要点

相关不动产权籍测量工程项目针对获取的倾斜影像数据,通过大疆智图的应用,展开了三维建模处理,并使高精度的三维模型得到有效构建。其中,对获取的倾斜影响数据POS信息,在影像中存储,大疆智图与其形成无缝对接的关系,可对涉及的信息自动识别出来。在建模处理过程中,无须对坐标系进行考虑,也无须考虑外方位与内方位等元素,在操作上非常简单。针对点云数据,可利用三维激光扫描仪展开解算,将参数设置好之后,将所需格式的点云数据获取出来,通常为LAS格式。

针对大疆制图生成的OSGB 格式三维模型,利用专业的三维倾斜测图软件展开矢量采集。同时,在专业的点云测图软件的应用下,对LAS 格式的点云数据导入,进行矢量采集,采集关键内容包括居民地、附属设施等。在采集完毕之后,针对农业判别不够准确、存在遮挡现象的要素,需进行外业补调与补测操作。在外业调绘完成之后,需编辑DLG,进一步将地籍图成果生成出来。

3.5 成果精度检查要点

在对不动产权籍三维模型进行构建的基础上,需采取实地测量技术方法,对三维模型精度进行仔细检查,通过检测,明确平面位置中误差、高程中误差,保证各项误差与设计书要求精度相符。在地籍图成果中,选择相关要素当作检核点,如界址点要素、建筑物拐角要素、附属设施要素等,并利用CORS 网络RTK 技术,对2000国家大地坐标系成果三维坐标进行实地测量,进一步进行检查,保证平面中误差与高程中误差与不动产权籍调查测量精度要求相符[6]。

值得注意的是,对于本次提到的无人机倾斜航空摄影技术,和传统测量技术相比,技术操作更加方便、快捷、灵活,能够见测区三维实景模型、点云数据获取出来,使外业工作量大幅度减少,并使工期得到有效缩短。与此同时,通过无人机系统设备的应用,在获取高精度三维倾斜数据的基础上,可将正射影像制作出来,辅助外业修补测与指界调查作业,有助于测量工作效率的提升。此外,三维倾斜模型采集影像数据更加直观,点云数据采集方便简答。因此,从不动产权籍调查工作效率及质量成果提升角度考虑,需合理科学地应用无人机倾斜航空摄影测量技术。

4 结语

综上所述,无人机倾斜航空摄影测量技术优势突出,可获取高精准度、全方位、真实可靠的数据信息,在不动产权籍调查中的应用价值颇高。因此,需确保无人机倾斜航空摄影测量系统飞行平台设置的合理性,满足传感器、数据处理等方面的要求,把控三维建模技术要点,按照技术流程,落实关键技术要点,并对成果精度进行检查,确保与不动产权籍调查测量精度要求相符,在全面提升不动产权籍调查质量成效的基础上,进一步为不动产权籍调查工作的发展奠定坚实的基础。

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