一、項目概述

目前農(nóng)村地籍調(diào)查的主流做法主要是參考大比例尺地形圖、高分辨率無人機影像，運用全球定位系統(tǒng)、全站儀采用數(shù)字地籍測量技術(shù)和方法開展大比例尺土地權(quán)屬調(diào)查和地籍測繪，獲取界址點的房角點、墻角點的坐標(biāo)。

隨著傾斜攝影技術(shù)的快速發(fā)展，如何利用建立的實景三維模型生產(chǎn)大比例尺地形圖（1:500）、進(jìn)一步拓展成果應(yīng)用領(lǐng)域如地籍測量等成為行業(yè)要探索的一個問題。我單位決定聯(lián)合深圳飛馬機器人科技有限公司對和碩縣清水河農(nóng)場進(jìn)行一個小范圍的低空高分辨率傾斜攝影建模與地籍測圖生產(chǎn)試驗，目的是為了驗證D200+D-OP300（5*A6000）傾斜測量模型精度，為單位進(jìn)一步展開今后的地籍測量、不動產(chǎn)測繪、大比例尺地形圖測繪提供新的技術(shù)手段。

二、測區(qū)概況

測區(qū)位于新疆和碩縣清水河農(nóng)場，測區(qū)位于和碩縣縣城以南，地勢平坦，交通便利，測區(qū)面積0.364km2，主要為低層規(guī)則建筑，地物特征明顯。

圖1 測區(qū)谷歌影像圖

三、航線規(guī)劃

D200+D-OP300（5*A6000）傾斜數(shù)據(jù)按照1.4cm分辨率（下視鏡頭），航向80%、旁向70%設(shè)計、飛行高度89m、航線間距25米，拍照間距11米，空速8米/秒、設(shè)計里程30.5km，飛行2個架次，航線示意圖如下：

圖2 D200五相機傾斜航線

四、像控點及檢查點布設(shè)方案

4.1 控制點方案設(shè)計

測區(qū)按照平均間距150米布設(shè)像控點，控制點盡量選取空曠無遮擋的地方，像控點分布位置示意圖見下圖：

圖3 像控點分布位置示意圖

4.2 像控點靶標(biāo)設(shè)計

靶標(biāo)按照矩形設(shè)計（如下圖），用白色或紅色乳膠漆刷在地面硬質(zhì)石頭或路面上，靶標(biāo)尺寸為60cm*60cm。

圖4 靶標(biāo)設(shè)計

4.3 像控點和檢查點的測量

4.3.1 像控點

像控點采用RTK進(jìn)行測量，基準(zhǔn)站設(shè)置和航飛基站采用同一個，測量全部使用腳架進(jìn)行對中整平測量，測量位置需在靶標(biāo)的幾何中心位置，并做好點之記。

圖5 像控點的測量

4.3.2 檢查點

傾斜模型平面精度檢查點，選取地面上的明顯地物（如：馬路標(biāo)線等地物）使用RTK進(jìn)行測量，帶房檐的房屋使用全站儀進(jìn)行測量，高程精度檢查選取路面、水泥地面等平整的地面使用RTK進(jìn)行測量。

五、組織實施

5.1 人員投入

飛行技術(shù)人員2人，外業(yè)測量人員2人，內(nèi)業(yè)編輯人員3人。

5.2 航攝設(shè)備

本項目采用旋翼無人機進(jìn)行低空數(shù)據(jù)采集，利用多個起降架次完成測區(qū)傾斜攝影測量數(shù)據(jù)的覆蓋。

表1 航攝設(shè)備情況表

5.3 實景三維建模軟硬件

數(shù)據(jù)處理采用ContextCapture Center Master軟件（以下CCC）軟件進(jìn)行傾斜航空影像數(shù)據(jù)處理，生產(chǎn)實景三維模型。以下為建模所用硬件配置表：

表2 硬件環(huán)境配置表

5.4 大比例尺測圖軟件

本次測試基于實景三維模型數(shù)據(jù)，使用EPS2016大比例尺測圖軟件，進(jìn)行點、線、面等矢量信息采集，提取地面要素輪廓，并獲取矢量數(shù)據(jù)。

5.5 其他作業(yè)設(shè)備

作業(yè)用車輛，GPS、全站儀、筆記本圖形工作站等。

5.6 取得成果

實景三維模型一套（數(shù)據(jù)格式為OSGB）；

六、項目實施技術(shù)路線

項目實施分為數(shù)據(jù)采集、ContextCaptureCenter Master數(shù)據(jù)處理和EPS2016測圖三個階段，并對成果進(jìn)行精度檢測。

圖6 項目技術(shù)路線圖

七、工作實施情況

7.1 航攝參數(shù)及航飛情況

此次航飛的總體技術(shù)情況如下表所示：

表3 航飛總體情況技術(shù)表

7.2 數(shù)據(jù)空三處理

測區(qū)共獲取了12665張原片，在ccc軟件中處理空三速度較慢，本次數(shù)據(jù)處理將測區(qū)劃分為2個區(qū)塊分別進(jìn)行空三處理，最后對模型進(jìn)行合并。

7.3 實景三維模型生產(chǎn)

將空三成果導(dǎo)入CCC工作流，通過劃分模型格網(wǎng)，采用10組計算機同步生產(chǎn)模型數(shù)據(jù)。經(jīng)過像對匹配、形成格網(wǎng)、設(shè)定格網(wǎng)大小、自動貼圖、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、模型合并等流程，生產(chǎn)出測區(qū)的實景三維模型成果（OSGB格式），容量為19.9G，詳細(xì)如下：

圖7 測區(qū)實景三維模型成果

圖8 模型細(xì)節(jié)圖

7.4 大比例尺測圖

項目區(qū)測圖采用EPS2016測圖軟件對生成實景三維模型（OSGB格式）轉(zhuǎn)化為DSM格式數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入，本次測試采集有房檐的房屋，采用五點房交會法和直接從模型采集房角方法分別獲取房角點的平面坐標(biāo)，高程精度檢查使用模型直接進(jìn)行采集。為了避免測圖人為原因產(chǎn)生的誤差，測圖分別由兩個作業(yè)員單獨完成，并進(jìn)行精度比對。

圖9 EPS2016軟件中進(jìn)行測圖

7.5 精度檢測

實景三維模型生產(chǎn)完畢后，使用RTK采集的平面和高程檢查點點作為模型檢核點，使用全站儀采集的有房檐的房屋房角點進(jìn)行模型絕對精度檢測，精度驗證表詳情見附表。

八、總結(jié)

本項目采用測繪領(lǐng)域最新的傾斜攝影測量技術(shù)，充分利用傾斜攝影的自動化空三與建模優(yōu)勢，在較短的時間內(nèi)生產(chǎn)出了高質(zhì)量、高精度的模型成果，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大比例尺數(shù)字測圖，技術(shù)路線可行，產(chǎn)品精度符合農(nóng)村地籍調(diào)查界址點精度相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，可應(yīng)用于農(nóng)村土地確權(quán)、不動產(chǎn)測繪等領(lǐng)域。將大部分野外測繪的測圖工作轉(zhuǎn)變?yōu)榱藘?nèi)業(yè)工作，可大量減少外業(yè)人員的工作強度，提高了工作效率。就本次項目遇到的問題和總結(jié)如下：

1、本次測試范圍較小僅有0.36平方公里，由于鏡頭、電池等硬件能力所限，要達(dá)到0.05米以上測圖精度，飛行高度低，航片數(shù)量大，像控點數(shù)量多，建模效率較低；

2、由于原片數(shù)量大，重疊率高，像控點數(shù)量多，在空三處理過程中，在軟件中人工添加像控的工作量巨大。如果能把重疊飛至航向70%、旁向70%，原片數(shù)量可減少四分之一左右，模型質(zhì)量、精度、像控點的布設(shè)方案還有待研究，需要進(jìn)行進(jìn)一步地測試；

3、遮擋問題，由于傾斜鏡頭與下視鏡頭呈45°夾角，因此拍攝時樹冠的冠幅會遮擋部分地面要素，影響測圖判讀。因此較適合在秋冬季落葉后或植被較稀疏地帶的完成測圖任務(wù)；

4、內(nèi)業(yè)測圖過程中不同的作業(yè)人員采集的精度也是有差別的，作業(yè)人員的作業(yè)水平還有待提高；

5、EPS2016中測圖，使用五點房交會法測出的房屋角點和直接從模型上采集的房角點精度區(qū)別較大，經(jīng)分析在EPS中使用五點房采集房屋時，軟件會自動將房屋全部直角化，這可能會帶來誤差。在建模質(zhì)量較高區(qū)域，反而在模型上直接拾取房角點精度較高。

本次測試基于無人機傾斜攝影建模方式進(jìn)行大比例尺數(shù)字測圖，技術(shù)路線可行，試驗精度滿足1:500大比例尺測圖精度要求，可應(yīng)用于農(nóng)村土地確權(quán)、不動產(chǎn)測繪等領(lǐng)域。今后的工作應(yīng)進(jìn)一步完善與優(yōu)化大比例尺測圖整體解決方案，細(xì)化工作流程。