论文部分内容阅读
[摘 要]倾斜摄影技术是国际摄影测量领域近十几年发展起来的一项高新技术，该技术不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维城市模型。倾斜摄影测量技术具有高效率、高真实性、以及快速获得海量空间数据的特点，因此也是逐渐的被应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业[1]。进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了倾斜摄影在农村地籍测量和房产测量中的应用。
[关键词]倾斜摄影；农村地籍测量；房产测量；应用
中图分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0246-01
1 倾斜摄影测量概述
1.1 倾斜摄影测量技术
通过在同一飞行平台上搭载5台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集影像，拍攝相片时，同时记录航高，航速，航向和旁向重叠，坐标等参数，然后对倾斜影像进行分析和整理。在一个时段，飞机连续拍摄几组影像重叠的照片，同一地物最多能够在多张相片上被找到，这样内业人员可以比较轻松地进行建筑物结构分析，并且能选择最为清晰的一张照片进行纹理制作。
1.2 倾斜摄影测量技术构成
倾斜摄影技术发展至今，核心三部分是：飞行载具、倾斜相机、POS 系统。飞行载具可携带倾斜航摄仪进行航拍作业，沿航线、重叠率设计飞行路线；倾斜相机可分为三拼、五拼、十拼等，采用同步曝光方式采集地面影像信息；POS 系统在航摄仪内与每组曝光影像相对应，采用 X、Y、Z、O、P、K 等外方位元素信息对拍摄时的飞行姿态进行实时描述。无论是实景三维建模还是大比例尺测图应用，倾斜影像的后期处理质量取决于 POS 系统的精度[2]。
2 倾斜摄影技术特点
2.1 反映地物真实情况并且能对地物进行量测
倾斜摄影测量所获得三维数据可真实地反映地物的外观、位置、高度等，增强了三维数据所带来的真实感，弥补了传统人工模型仿真度低的缺点。
2.2 高性价比
倾斜摄影测量数据是带有空间位置信息的可量测的影像数据，能同时输出DSM、DOM、DLG等数据成果。可在满足传统航空摄影测量的同时获得更多的数据。同时使用倾斜影像批量提取及贴纹理的方式，能够有效地降低城市三维建模成本。
2.3 高效率
倾斜摄影测量技术借助无人机等飞行载体可以快速采集影像数据，实现全自动化的三维建模。实验数据证明：1～2年的中小城市人工建模工作，借助倾斜摄影测量技术只需3～5个月就可完成。
3 倾斜摄影技术发展现状
倾斜航空摄影在国外已经有十几年的应用经验，但在国内的大范围研讨，只是近两三年的事情。在国外，美国航空航天局将无人机应用于森林火灾监测、精确农业、海洋遥感等研究项目。澳大利亚利用全球鹰搭载成像SAR进行海洋监测研究。在国内，红鹏公司微型无人机倾斜摄影系统将无人机技术与倾斜摄影技术有效地结合，自主研发完成了一套微型无人机倾斜摄影系统。系统具有成本低、飞行可靠性高、操作使用简单、起飞和着陆场地要求低，定位精度与影像分辨率高等特点，可以满足倾斜摄影测量与快速三维建模对数据获取的要求。弥补了国内微型超低空低成本获取倾斜摄影测量高分辨率数据的空白，应用成果已在公安、应急、测绘、旅游、环保等行业得到了应用验证，获得了用户的好评[3]。
4 倾斜摄影在不动产测绘中的应用
4.1 实验区概况
本次实验区位于宁强县大安镇江林村村委会以东，108国道南侧；该区域东西长约400m，南北宽约100m，实验区内大部分为普通二、三层民房。摄影面积约为0.02km2，最大高差小于15m。 利用大疆M600无人机无人加载红鹏AP5100五拼组合相机系统进行低空航摄，相对航高为100m，地面分辨率为3cm，摄影共分1个飞行架次，6条航线，航空摄影共获取158张航片，像片航向重 叠度为80%，旁向重叠度为80%，外扩为100m；像控点4个。
4.2 应用
4.2.1 像控点布设与测量
像控点选在地形相对平坦，无障碍物和遮挡物，远离强电磁辐射源，交通方便，易于放置像控点标志的位置，同时点位应在影像的六度重叠区域。像控点测量采用RTK固定解状态下多测回取平均值。
4.2.2 空中三角测量
空中三角测量提供的平差结果是后续的一系列摄影测量处理与应用的基础。利用测区中影像连接点（加密点）的像点坐标和少量的已知像点坐标及其大地坐标的地面控制点，通过平差计算，求解连接点的大地坐标与影像的外方位元素。本次试验利用ContextCapture Center Master软件完成空三计算并建立数字三维模型。
4.2.3 DLG成果与精度统计
使用EPS2016三维测图系统在数字三维模型上采集宗地和房屋边界，结合南方cass软件生成数字线划图成果。
选取明显房角点并利用全站仪实测获得房角点的平面坐标。对照外业实测点在数字线划图成果中读出同名点的平面坐标。量算每个有效同名点误差，计算求得平面位置中误差，中误差计算公式如下：
依据TD/ 1001-2012 《地籍调查规程》的要求，1：500地籍图一级界址点的精度应不低于±0.05m，本次检测采用±0.05m为允许中误差。
本次试验外业实测房角点100个，内业全部检测，经计算，平面位置中误差为±0.043m，均达到项目精度要求，检测点误差统计表见下表：
其中：M0为允许中误差的绝对值；M为检测点误差的绝对值。
精度分布符合正态分布，综合实验数据精度结果，倾斜摄影测量技术完全可以应用于不动产测绘，并且能大大提高工作效率。
5 倾斜摄影测量的展望
倾斜摄影测量技术能够获取建筑物、树木等地理实体的纹理细节不但丰富了影像数据源信息。同时，高冗余度的航摄影像重叠，为高精度的影像匹配提供了条件，而且还通过采用先进的定位技术，嵌入精确的地理信息、更丰富的影像信息、更高级的用户体验，将极大地扩展该技术应用领域。
参考文献
[1]李安福，曾政祥，吴晓明. 浅析国内倾斜摄影技术的发展[J]. 测绘与空间地理信息，2014.
[2]王庆栋.新型倾斜航空摄影技术在城市建模中的应用研究[D].兰州交通大学，2013.
[3]赵红霞.倾斜摄影在农村地籍测量和房产测量中的应用[D].科技管理，2016.
[关键词]倾斜摄影；农村地籍测量；房产测量；应用
中图分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0246-01
1 倾斜摄影测量概述
1.1 倾斜摄影测量技术
通过在同一飞行平台上搭载5台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集影像，拍攝相片时，同时记录航高，航速，航向和旁向重叠，坐标等参数，然后对倾斜影像进行分析和整理。在一个时段，飞机连续拍摄几组影像重叠的照片，同一地物最多能够在多张相片上被找到，这样内业人员可以比较轻松地进行建筑物结构分析，并且能选择最为清晰的一张照片进行纹理制作。
1.2 倾斜摄影测量技术构成
倾斜摄影技术发展至今，核心三部分是：飞行载具、倾斜相机、POS 系统。飞行载具可携带倾斜航摄仪进行航拍作业，沿航线、重叠率设计飞行路线；倾斜相机可分为三拼、五拼、十拼等，采用同步曝光方式采集地面影像信息；POS 系统在航摄仪内与每组曝光影像相对应，采用 X、Y、Z、O、P、K 等外方位元素信息对拍摄时的飞行姿态进行实时描述。无论是实景三维建模还是大比例尺测图应用，倾斜影像的后期处理质量取决于 POS 系统的精度[2]。
2 倾斜摄影技术特点
2.1 反映地物真实情况并且能对地物进行量测
倾斜摄影测量所获得三维数据可真实地反映地物的外观、位置、高度等，增强了三维数据所带来的真实感，弥补了传统人工模型仿真度低的缺点。
2.2 高性价比
倾斜摄影测量数据是带有空间位置信息的可量测的影像数据，能同时输出DSM、DOM、DLG等数据成果。可在满足传统航空摄影测量的同时获得更多的数据。同时使用倾斜影像批量提取及贴纹理的方式，能够有效地降低城市三维建模成本。
2.3 高效率
倾斜摄影测量技术借助无人机等飞行载体可以快速采集影像数据，实现全自动化的三维建模。实验数据证明：1～2年的中小城市人工建模工作，借助倾斜摄影测量技术只需3～5个月就可完成。
3 倾斜摄影技术发展现状
倾斜航空摄影在国外已经有十几年的应用经验，但在国内的大范围研讨，只是近两三年的事情。在国外，美国航空航天局将无人机应用于森林火灾监测、精确农业、海洋遥感等研究项目。澳大利亚利用全球鹰搭载成像SAR进行海洋监测研究。在国内，红鹏公司微型无人机倾斜摄影系统将无人机技术与倾斜摄影技术有效地结合，自主研发完成了一套微型无人机倾斜摄影系统。系统具有成本低、飞行可靠性高、操作使用简单、起飞和着陆场地要求低，定位精度与影像分辨率高等特点，可以满足倾斜摄影测量与快速三维建模对数据获取的要求。弥补了国内微型超低空低成本获取倾斜摄影测量高分辨率数据的空白，应用成果已在公安、应急、测绘、旅游、环保等行业得到了应用验证，获得了用户的好评[3]。
4 倾斜摄影在不动产测绘中的应用
4.1 实验区概况
本次实验区位于宁强县大安镇江林村村委会以东，108国道南侧；该区域东西长约400m，南北宽约100m，实验区内大部分为普通二、三层民房。摄影面积约为0.02km2，最大高差小于15m。 利用大疆M600无人机无人加载红鹏AP5100五拼组合相机系统进行低空航摄，相对航高为100m，地面分辨率为3cm，摄影共分1个飞行架次，6条航线，航空摄影共获取158张航片，像片航向重 叠度为80%，旁向重叠度为80%，外扩为100m；像控点4个。
4.2 应用
4.2.1 像控点布设与测量
像控点选在地形相对平坦，无障碍物和遮挡物，远离强电磁辐射源，交通方便，易于放置像控点标志的位置，同时点位应在影像的六度重叠区域。像控点测量采用RTK固定解状态下多测回取平均值。
4.2.2 空中三角测量
空中三角测量提供的平差结果是后续的一系列摄影测量处理与应用的基础。利用测区中影像连接点（加密点）的像点坐标和少量的已知像点坐标及其大地坐标的地面控制点，通过平差计算，求解连接点的大地坐标与影像的外方位元素。本次试验利用ContextCapture Center Master软件完成空三计算并建立数字三维模型。
4.2.3 DLG成果与精度统计
使用EPS2016三维测图系统在数字三维模型上采集宗地和房屋边界，结合南方cass软件生成数字线划图成果。
选取明显房角点并利用全站仪实测获得房角点的平面坐标。对照外业实测点在数字线划图成果中读出同名点的平面坐标。量算每个有效同名点误差，计算求得平面位置中误差，中误差计算公式如下：
依据TD/ 1001-2012 《地籍调查规程》的要求，1：500地籍图一级界址点的精度应不低于±0.05m，本次检测采用±0.05m为允许中误差。
本次试验外业实测房角点100个，内业全部检测，经计算，平面位置中误差为±0.043m，均达到项目精度要求，检测点误差统计表见下表：
其中：M0为允许中误差的绝对值；M为检测点误差的绝对值。
精度分布符合正态分布，综合实验数据精度结果，倾斜摄影测量技术完全可以应用于不动产测绘，并且能大大提高工作效率。
5 倾斜摄影测量的展望
倾斜摄影测量技术能够获取建筑物、树木等地理实体的纹理细节不但丰富了影像数据源信息。同时，高冗余度的航摄影像重叠，为高精度的影像匹配提供了条件，而且还通过采用先进的定位技术，嵌入精确的地理信息、更丰富的影像信息、更高级的用户体验，将极大地扩展该技术应用领域。
参考文献
[1]李安福，曾政祥，吴晓明. 浅析国内倾斜摄影技术的发展[J]. 测绘与空间地理信息，2014.
[2]王庆栋.新型倾斜航空摄影技术在城市建模中的应用研究[D].兰州交通大学，2013.
[3]赵红霞.倾斜摄影在农村地籍测量和房产测量中的应用[D].科技管理，2016.