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房地一體化數(shù)字化測量新技術(shù)應(yīng)用

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房地一體化數(shù)字化測量新技術(shù)應(yīng)用

摘要:數(shù)字化測量新技術(shù)可有效減少室外作業(yè)時間,節(jié)省大量人力,且總體效率非常高,是傳統(tǒng)測量的3-5倍;傾斜攝影生產(chǎn)的三維實景模型還原所有物體度高,靜態(tài)還原度高,不容易漏測漏畫。將數(shù)字化測量新技術(shù)應(yīng)用房地一體化,優(yōu)化了房地一體化測量工作的作業(yè)流程。

關(guān)鍵詞:傾斜攝影;三維實景模型;空三;房地一體化

2019年中央1號文件明確提出“加快推進(jìn)宅基地使用權(quán)確權(quán)登記頒證工作,力爭2020年基本完成?!鞭r(nóng)村宅基地及房屋權(quán)籍調(diào)查是復(fù)核農(nóng)村宅基地、集體建設(shè)用地權(quán)屬調(diào)查、地籍測量成果,完成地上房屋及其定著物的調(diào)查和測量,建立農(nóng)村“房地一體”的權(quán)籍調(diào)查數(shù)據(jù)庫。傳統(tǒng)的作業(yè)方法,通常采用GPS-RTK結(jié)合全站儀的實地測量方法,該方法的優(yōu)點是精度高,缺點是工作量大,需投入大量人力、物力且效率低、周期長、成本高。采用數(shù)字化測量作業(yè)方法,基于無人機(jī)技術(shù)的傾斜航空攝影測量,可以方便、靈活地獲取攝取多角度高分辨影像,快速自動地生成實景三維模型,基于實景三維模型進(jìn)行地理要素采集,節(jié)省了時間,降低成本,提供效率。本文依托真實的房地一體化項目,利用無人機(jī)傾斜攝影方法獲取地籍測量、宅基地測量數(shù)據(jù),希望為實現(xiàn)農(nóng)村宅基地快速調(diào)查測量提供借鑒。

1數(shù)據(jù)采集

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)是一項無接觸測量技術(shù),它同時具備了遙感、正攝、三維建模等測量技術(shù)手段的優(yōu)點。該技術(shù)目前應(yīng)用越來越成熟,無人機(jī)形式多樣,為了保證精度,采用五鏡頭多旋翼無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

1.1像控點布設(shè)

其中像控點的密度和平面位置精度直接影響基于三維傾斜攝影生產(chǎn)的房地一體成果資料的平面位置精度。因此,應(yīng)根據(jù)村莊的形狀、大小以及村莊道路的分布情況,布設(shè)點位均勻、始終的像控點。像控點點位應(yīng)選擇在易于判別、特征明顯、與周圍地物顏色反差大、盡可能為永久地物并易于影像上精確定位刺點的特征點。像控點布設(shè)完畢后進(jìn)行航線設(shè)計并進(jìn)行無人機(jī)飛行,獲得高分辨率傾斜影像如圖1。同時注意,保證像控點精度,若像控點誤差過大也會出現(xiàn)空中三角測量失敗,這時只能進(jìn)行復(fù)測像控點并重新進(jìn)行空中三角測量。

1.2重疊度選擇

在進(jìn)行航線規(guī)劃時應(yīng)根據(jù)模型的清晰度、地形的變化選擇適當(dāng)?shù)闹丿B度,若重疊度過低會導(dǎo)致空中三角測量失??;若重疊度過高會增加數(shù)據(jù)量增加數(shù)據(jù)處理時間。

2數(shù)據(jù)處理

2.1建模流程

利用ContextCaptureCenter軟件來完成三維模型的建立,ContextCaptureCenter軟件可將不同角度的數(shù)字影像作為輸入,并將相機(jī)屬性、影像位置、像控點等導(dǎo)入,經(jīng)過軟件自動化處理,輸出可量測的實景三維模型。三維模型效果圖如圖1所示,三維建模的流程圖如圖2所示。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的時候應(yīng)特別注意坐標(biāo)系的選擇,應(yīng)選擇對應(yīng)外業(yè)的坐標(biāo)系及中央經(jīng)線,若選擇錯誤的坐標(biāo)系則會產(chǎn)生不可逆的錯誤,只能重新進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。此外在數(shù)據(jù)處理時還應(yīng)注意空三分層、集群時輔機(jī)引擎顯示notfound。空三分層:出現(xiàn)空三分層應(yīng)檢查一下空三的三維視圖,確定分層部位的大小。若分層部位較小即可使用連接點進(jìn)行矯正,若分層部位較大則需進(jìn)行空三設(shè)置并重新進(jìn)行空中三角測量,若還是無法解決就需要檢查照片重疊度、像制點誤差;若是照片重疊度不夠?qū)е碌目杖謱有枰M(jìn)行補(bǔ)拍,并重新進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;若是像制點誤差較大則需對像控點進(jìn)行復(fù)測,使用復(fù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,一般可解決問題。集群時輔機(jī)引擎顯示notfound:輔機(jī)引擎出現(xiàn)notfound時應(yīng)是輔機(jī)與主機(jī)不在同一局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi),或者輔機(jī)設(shè)定的監(jiān)控路徑與主機(jī)設(shè)定的監(jiān)控路徑不一致;解決方法也較簡單,若是輔機(jī)與主機(jī)不在同一局域網(wǎng)內(nèi)只需進(jìn)行網(wǎng)線配置即可。若輔機(jī)設(shè)定的監(jiān)控路徑與主機(jī)設(shè)定的監(jiān)控路徑不一致則需重新設(shè)置一下輔機(jī)的監(jiān)控路徑就能解決問題。

2.2空三報告

在數(shù)據(jù)處理過程應(yīng)按照流程來進(jìn)行操做,可以在空中三角測量完成后進(jìn)行查看空三報告,空三報告中包含項目摘要、鏡頭畸變、照片位置、照片匹配、像控點、連接點六項,空三報告如圖3所示??杖龍蟾嬷袘?yīng)重點注意相機(jī)位置和像控點誤差,相機(jī)位置可以很好的表現(xiàn)出空三質(zhì)量,如有空三分層、空三錯亂等問題都可以在相機(jī)位置中表現(xiàn)出來,此外相機(jī)位置會出現(xiàn)高度上的略微偏移,這是像控點對于相機(jī)位置進(jìn)行了矯正。畢竟相機(jī)位置本身是有一定的誤差。若相機(jī)位置在高度上的偏移較大則需進(jìn)行像控點和相機(jī)位置的檢查,找出原因并作出針對性解決。像控點誤差應(yīng)重點關(guān)注3DError[meters],3DError[meters]誤差不宜大于0.01,若大于0.01則說明相控點誤差較大,可進(jìn)行像控點復(fù)測并重新進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如圖3所示,空三位置無明顯分層、錯亂,較為平整;也并無單個相機(jī)分離整體,其中兩側(cè)視圖上相機(jī)均勻分布成一條線形,正視圖上可見每個相機(jī)位置,航線分布也較為清晰。這說明該空三并未出現(xiàn)分層、錯亂現(xiàn)象,如像控點誤差在合理范圍內(nèi)時,該空三質(zhì)量合格。

3平面圖繪制

應(yīng)用中海達(dá)HIDATA軟件進(jìn)行平面圖繪制,可直接導(dǎo)入Tif、img、hdc等格式影像,也可直接打開dxf、dwg格式文件。本項目采用osgb格式的三維實景模型,先將窗口設(shè)置成三維窗口然后導(dǎo)入三維實景模型,若不將窗口設(shè)置成三維窗口那么三維實景模型無法導(dǎo)入。后對應(yīng)房屋、道路類型來選擇不同線形。若房屋房檐突出可使用工具對房檐進(jìn)行削除。房屋平面繪制應(yīng)根據(jù)三維實景模型以房屋側(cè)面為基礎(chǔ),進(jìn)行房屋平面圖的繪制,如圖4所示。應(yīng)選擇清晰度最高的特征點采集并選擇最佳視角,避免出現(xiàn)坐標(biāo)偏移;對于房屋密集或者存在嚴(yán)重遮擋的情況下不要強(qiáng)行采集,經(jīng)過外業(yè)補(bǔ)測后再進(jìn)行采集。最終成果如圖5所示。

4結(jié)論

在房地一體化中運(yùn)用數(shù)字化測量新技術(shù)可通過對房屋建筑物全方位進(jìn)行拍攝影像數(shù)據(jù)的采集,并能高精度、高效率獲得相關(guān)數(shù)據(jù),還能通過軟件技術(shù)生成三維實景模型,真實客觀的將地面地物以及地形變化反映出來。無人機(jī)數(shù)據(jù)采集-ContextCaptureCenter實景建模-HIDATA平面圖繪制,在實際應(yīng)用過程中,在進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集時應(yīng)特別注意相片重疊度不宜過低,同時也應(yīng)注意像控點精度不宜過差,若沒有注意這些問題會給內(nèi)業(yè)帶來一些不必要的麻煩,外業(yè)也需要進(jìn)行補(bǔ)飛或復(fù)測像控點。在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時也應(yīng)特別注意空三質(zhì)量是否合格,若不合格應(yīng)及時尋找問題并解決,空三質(zhì)量不合格會使得后續(xù)的工作或多或少出現(xiàn)一些問題,這樣會增加成本,也會增加一些負(fù)擔(dān)。中海達(dá)HIDATA基于數(shù)字正射影像與三維影像采集,面對復(fù)雜地形也可以高效靈活完成測繪任務(wù);應(yīng)注意的是在采集特征點時應(yīng)多角度旋轉(zhuǎn),避免出現(xiàn)坐標(biāo)偏移。同時對與遮擋物較多的情況下不可強(qiáng)行采集特征點,這樣很容易造成特征點坐標(biāo)的偏移,對于遮擋物多的地形應(yīng)采取其他軟件進(jìn)行采集特征點。數(shù)字化測量新技術(shù)完全實現(xiàn)了房地一體化勘測的目標(biāo),節(jié)約了大量人力,保證了測繪質(zhì)量,同時提高了工作效率。

參考文獻(xiàn)

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作者:王立爭 趙世鑫 單位:遼寧省交通高等??茖W(xué)校