倾斜摄影测量技术在地籍测绘领域应用探讨

倾斜摄影测量技术在地籍测绘领域应用探讨

化希凤

内蒙古自治区测绘地理信息中心 内蒙古自治区呼和浩特 010000

摘要：随着当前地理空间信息技术的快速发展，倾斜摄影测量新型测绘技术以多角度、多维度、高清晰度、高精度的方式全方位感知复杂目标场景，通过高效的数据获取设备及专业的数据处理手段生成的实景三维模型数据成果能够直观反映目标的外观、空间地理位置、高度等基本属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。基于倾斜摄影实景三维模型开展地籍测绘工作，能够有效提高地籍专题要素采集和地籍图编制的工作效率，大大降低了生产经济成本。目前，国内外已广泛开展利用倾斜摄影测量新型测绘技术获取实景三维模型数据成果并基于实景三维模型开展地籍测绘、地形图测绘、其他专题测绘等工作，逐渐成为城市三维基础地理空间框架建设的重要内容。

 关键词：地籍测绘；倾斜摄影测量；技术应用   

引言

        传统的地籍测绘采用全站仪、GPS-RTK等设备进行数据采集，效率低、费时费力、成本高，已不能满足当今社会对其现势性的需求。无人机航空摄影的出现，改变了大比例尺地形图测绘的方式，但是其精度达不到地籍测绘精度需求。倾斜摄影可以获取建构筑物多个角度的纹理信息，在空三加密环节，增加了更多的约束条件，使其精度有了很大的提升。

        1无人机倾斜摄影概述

        无人机倾斜摄影测量是指在低空无人机上，挂载多镜头航摄仪，从多个角度对地面进行拍摄，获取盲区少、重叠度高的多角度影像。一般挂载的都是非量测数码相机，获取影像存在畸变大的问题，一般在数据处理时，都需要对影像进行畸变纠正。在数据处理时，依据摄影关系和像控点，恢复影像地物上彼此之间的关系，用于测绘产品的生产以及测量。

        2倾斜摄影测量技术开展地籍测绘方法

        倾斜摄影测量新型测绘技术主要优势：场景空间真实、直观展示；目标色彩、形状的全要素再现还原；实景三维模型数据的空间位置高精准、可任意测量；城市基础设施、建筑物纹理可提取和采集、数据量小易于信息化网络发布；实景三维模型建模的高效和低成本；实景三维模型可在现有GIS软件平台集成和扩展应用。

 2.1基于倾斜摄影实景三维模型开展地籍图测绘

        基于高精度的实景三维模型数据成果、实景三维点云数据集，利用MapMatrix3D、EPS、DP－Modeler等专业三维测图软件，开展地籍宗地图界址点、界址线等专题要素和交通、管线、植被、地貌等附属地理要素采集，最后完成地籍图编制等工作。

        2.2倾斜摄影实景三维模型成果拓展应用

        倾斜摄影实景三维模型数据成果，包含了海量带有三维地理空间位置坐标数据的点云、反映现实世界的真实纹理影像等多源信息，可以基于成果提取数字高程模型数据、数字表面模型数据、真正射影像数据等，进行更加深入的二次开发及应用。

        2.3倾斜影像数据航摄

        倾斜摄影测量新型测绘获取外业影像数据，利用空中飞行平台设备搭载专业倾斜摄影测量仪器设备，空中航摄倾斜影像数据，同时获取空间地理位置数据、航摄高度数据、航片航向重叠度、航片旁向重叠度、旋偏角、飞行姿态等相关参数数据，然后基于获取的倾斜航摄影像数据布设像控点，并通过GPS卫星导航定位系统、全站仪等测绘仪器设备，开展外业实地像控点测量，完成前期外业倾斜航空影像获取及相关准备工作。

        2.4倾斜摄影实景三维模型生产

        倾斜摄影测量新型测绘内业数据处理，基于大量倾斜航摄影像、外业基础控制测量等数据，通过解析立体空中三角测量方式，利用专业倾斜摄影测量内业数据处理软件解算出倾斜航摄影像任意场景目标点位的空间三维坐标数据，同时采集相应场景目标点的颜色信息数据，直至形成真实直观的实景三维模型数据、丰富的实景三维点云数据集，最后进行实景三维模型优化等处理工作。

        3项目验证

        3.1像控点测量

        根据任务区范围线和地形，按照150米间距均匀布设像控点，并利用油漆进行喷涂，利用GPS-RTK采集喷涂点位的坐标值，每个点至少采集三次，成果取三次的平均值，且三次采集坐标值要求在2公分以内。

        3.2测区影像获取

        对任务区进行航线规划并进行倾斜影像数据采集。航向、旁向重叠度按照85%进行设置，地面采样分辨率按照0.015米设置，完成设置任务后，提交任务，组装检查无人机并开始按照规划好的航线完成影像数据的采集。

        3.3数据预处理

        对航摄成果进行整理，删除无效的影像和POS数据，对影像利用重命名软件进行批量更名操作，用Photoshop软件对原始影像进行调色匀光匀色处理，提升影像的质量，有利于空三的顺利解算。

        3.4相机参数优化

        针对ContextCapture软件空三解算成功率低这个问题，先每个镜头选取100张影像，这100张影像POS坐标是相同的，用这5镜头共500张影像进行空中三角测量解算，获得精确的5个相机的相机参数，然后将这些相机参数导出opt保存。将任务区所有影像加载到工程中，并导入POS和优化后的相机参数，工程创建完成。

        3.5空中三角测量

        提交空三任务，利用多视空中三角测量技术和低精度POS，完成复杂关系下的特征点提取与基于POS的平差调整。空三一次性完成，选择坐标系，导入像控点成果并完成像控点的转刺。再次提交平差任务，将虚拟坐标系转到像控点坐标系下，完成带像控点的平差，结合平差报告查验空三成果的可用性，成果可用。空中三角测量涉及到的主要有影像金字塔的创建、特征点的检测与提取、特征点的匹配与调整。

        3.6三维模型生产

        空三完成后，提交建模任务，设置空间框架坐标系为像控点对应坐标系，切块模式选择“规则平面格网切块”，瓦片大小依据测试电脑的内存来设定，本次测试电脑内存为128G，瓦片设置为150*150米，大小为62G，可以满足要求。针对地籍项目，需要尽可能保留建筑物结构，将处理设置下的“几何简化”，设置为“平面”，容差改为0米。提交新的生产项目，选择三维网格，模型格式选择OSGB，空间参考系统保持和像控点的一致，导入任务区范围线，完成三维模型的生产。三维模型生产中的主要步骤有多视影像密集匹配、三角网构建与调整、白膜生产、LOD纹理影像金字塔的创建和纹理映射贴图，模型格式转换输出。

        3.7地籍图制作

        利用清华三维EPS软件，对生成的实景三维模型进行裸眼采集。首先将实景三维模型进行转换，得到EPS能够识别的dsm成果，然后加载模型成果，导入正射影像和任务区范围线，调整任务区范围线高度，使之与模型贴合，最后选择不同图层下的不同命令，完成地籍图成果的采集与编辑，采集的地籍图成果见图3。

        3.8精度检测与评定

        利用全站仪采集15个房角点，将采集的坐标与地籍图上对应的坐标进行比对，得到每个检测点在X方向和Y方向上的残差，残差单位为米，横轴代表检测点号，纵轴代表残差值得绝对值。

        利用高精度中误差计算公式，对15个检测点的中误差进行计算，得到本次拟实验区域检测点的平面中误差为0.044米，可以满足地籍一级精度要求，说明本文的方法可以用来实现地籍图的采集。

        结语

        综上所述，利用倾斜摄影测量新型测绘技术手段开展地籍测绘，能够自动化解析空三与进行模型生产，并在较短时间内生产高质量、高精度的实景三维模型和真正射影像成果，在此基础上开展地籍专题要素采集和地籍图编制工作，大量减少外业测绘工作成本，内业数据处理高效、判读准确性高，提升了测绘技术服务整体工作效率。

        参考文献：

        [1]于朋.倾斜摄影测量技术在地籍测绘中的应用[J].绿色环保建材，2020（04）：83-84.

        [2]杨跃文，戚国香，蒋志强.倾斜摄影测量技术在地籍测绘中的应用研究[J].工程建设与设计，2020（02）：273-274.

        [3]杨黎.倾斜摄影测量技术在地籍测绘中的应用[J].工程建设与设计，2019（20）：34-35.