一、项目背景
采用倾斜摄影测量开展城镇村不动产权籍调查已经是一项成熟技术。农村房屋不动产登记是省委省政府深入推进农业供给侧结构性改革,加快培育农业农村发展新动能,结合当前全省农业农村发展面临的有利形势以及困难和挑战,部署的深化农村集体产权制度改革的重要基础性工作。
二、单位简介
中化地质(河南)勘测规划设计院有限公司(原名河南中化地质测绘院有限公司),成立于2006年,注册资本1080万元。系中化地质矿山总局河南地质局控股的国有企业,2019年被认定为国家高新技术企业,是中国测绘学会、中国地理信息产业协会、河南省土地学会团体会员单位、河南省地理产业协会常务理事单位。
公司拥有甲级测绘资质、乙级土地规划资质和民用无人驾驶航空器经营许可证,2011年通过了河南省市场监督管理局的计量认证,2008年获得ISO9001质量管理体系认证证书,2011年获得ISO45001职业健康安全管理体系认证证书、ISO14001环境管理体系认证证书、ISO/IEC27001信息安全管理体系认证证书、知识产权管理体系认证证书。可承担工程测量、不动产测绘、摄影测量与遥感、地理信息系统工程、无人飞行器航摄、激光雷达、地图编制、国土空间规划等业务。
三、测区概况与航飞参数设计
本项目测区位于安徽省宿州市砀山县,地处暖温带半湿润季风气候区,四季分明,气候温和,雨量适中,日照充足,无霜期长。砀山县地势平坦,黄河故道以北海拔平均47.8米,以南海拔平均44米,县西北最高处达海拔54.8米,县东南最低处为40.4米。本次作业区域包含砀山县四个镇区:良梨镇、唐寨镇、葛集镇、李庄镇,宅基地约8.5万宗地。
作业时选择在上午9时至下午16时进行航飞,夏冬季节根据实际情况进行调整,一般选择天气晴朗,光线适中,微风时进行航飞。采用M300RTK无人机搭载睿铂DG3Pro相机作业相比其他相机可减少像控点的采集工作,为保证不动产测绘精度,通常相邻像控布设间隔不大于120米,实地用红色油漆做喷绘标志,像控点点位分布及实地照片如图所示。
测区内共布设14个地面检查点与46个房角检查点,点位清晰易辨认,用于项目生产需求,地面检查点分布如下图所示:
四、设备选用
设备采用M300RTK无人机搭载睿铂DG3Pro相机。
DG3Pros 是睿铂新一代旗舰机之一,具有重量轻、体积小、焦距合理、可靠性高、兼容性高、用户群体基数大等一系列优点,可兼容市面上主流航测多旋翼及固定翼无人机。RIY-DG3Pros相机镜头采用复消色差技术,内置散热除尘系统,增强了环境适应能力。配套数据预处理软件,能大幅度提高空三及刺点效率,降低空三报错概率。
五、作业流程
5.1技术路线
飞行前,使用RTK设备测量测区内地面特征点(如斑马线、标记线、L性标靶等显著特征点)的精确坐标作为检查点,用于后期检查模型精度。检查点采用CS2000坐标系,高程使用拟合参数高。下面是我们测量特征点的情况,因为篇幅有限,仅选取其中几个进行展示。
房地一体农村宅基地和集体建设用地使用权确权登记工作流程图
5.2航摄飞行
本项目设计航高为90米,地面分辨率(GSD)为1.26cm,外扩范围为一倍航高的距离,航向重叠的80%,旁向重叠度70%,单架次飞行时间约40min,共获取12000张影像,影像清晰,色彩均匀,满足项目使用要求。
5.3预处理及空三
本项目采用Context Capture软件配备30个节点进行处理,图形工作站配置为:①服务器:Intel Xeon W-2145 @ 3.70GHz、128G内存、NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti;②从机:Intel Core i7-8700k CPU@ 3.70GHz、64G内存、NVIDIA GeForce GTX1660Ti。
数据预处理采用睿铂SkyScanner软件进行,实现照片自动改名,结合Sky CAL高级工具生成建模软件可导入的工程文件(*.xml),最终使用Sky Fliter高级工具进行无效照片剔除,生成剔除无效照片的工程文件(*.xml),以提高空三、建模效率。
通常不动产项目中两个像控间距不超过120m,采用M300RTK搭载DG3Pro相机进行不动产测绘,两个像控间距约300m即可保证精度,减轻了像控布设工作,大大地提高了外业布设测量、内业刺点效率。
以测区某一村庄为例,航飞2架次,有效面积为0.42平方公里,实际面积为0.82平方公里,共获取20405张影像。空三耗时8小时39分钟(单机空三)。
航飞范围
空三解算成果
空三质检报告
本测区图根控制直接使用 AHCORS 网络 RTK 施测图根点。图根点测量时,必须使用三脚架进行对中、整平后,量取并通过手簿记 录仪器高(取位至 0.01m),严禁使用单支杆进行测量。
图根点测量时,要求观测历元数大于10,各次测量平面坐标较差小于2.5cm,高程较差小于 5.0cm。观测完成后,通过手簿记录图根点三维坐标和编号。观测完成后,通过手簿记录图根点三维坐标和编号。
RTK测量卫星状态的基本要求
RTK图根控制点测量主要技术要求
尽量分布在主要的道路交叉口的位置,路面为硬质的水泥地或 柏油路,可选取特征明显的地物如斑马线角点、道路中心线的角点、不同颜色路 面交汇角点等进行布设。像控点位置选定后,放置控制点靶标板,喷涂像控点明显标记,并在旁 边注记像控点编码。
像控测量
房角点测量
5.5三维建模
在空三精度满足要求后,计算三维模型,设置模型的空间参考系统。多视影像密集匹配能得到高密度数字点云,构建数字表面模型(DSM)。经过密集匹配获得的高密度点云数量较大,需要进行切割分块。通过对三网的优化,将三角网的尺寸调整至与原始影像相匹配的比例,并通过对连续曲面的分析对平坦地区的三角网进行简化,降低数据冗余,获得不规则三角网TIN模型矢量架构。
模型成果展示
5.6权籍测绘
本项目基于倾斜三维模型成果,在测图软件中采集地籍、房屋界址点坐标,绘制1:500比例尺不动产权籍图、宗地图、房产分户图等。
内业测图成果
六、飞行计划
根据项目规定,平面精度误差优于0.03m,高程误差优于0.05m,实际误差如下所示:
模型精度检查
测图成果精度检查截图
测图成果精度检查表
本次项目验证中,使用M300 RTK搭载睿铂DG3Pro相机采集的数据成果能满足1:500地籍精度要求。
七、模型截图
八、项目总结
本项目作业方式受天气因素影响过大,夏季雨水较多,下雨时无人机无法作业,且该季节中午光线过强,照片易曝光过度,因此需避开该时间段;冬季白天时间较短,雾霾天气较多,不仅导致工作效率降低,且影响照片质量及模型效果。
应用倾斜摄影技术,可迅速获取三维模型、真正射影像图、数字地表模型,由于高分辨率相机的迅速发展,小型无人机技术低空作业的优势很容易就能获得分辨率极高的、细节充分的实景农房场景模型,房屋角点及其他特征点大易于辨别,可轻易测量阳台等附属设施等,为房地一体化项目开展打开了一条高效的作业模式,大量减少外业调绘工作。
技术优势包含以下几方面:
①高精度的数据成果;
②生产工艺自动化水平高;
③有利于质量控制;
④减少了外业调绘,保障作业安全。
另外采用睿铂DG3Pro相机进行作业,配合SkyScanner软件的使用,减少了大量的人工数据预处理工作,实现了一键自动化数据预处理,且通过剔除无效照片的方式,提高了空三计算效率。