倾斜摄影相机在城镇地籍调查中的应用

随着城镇地籍调查的不断发展，现代地籍调查工作需要充分利用现有的土地调查成果，利用无争议的土地权属资料，运用航天航空遥感、地理信息系统、卫星定位和数据库及网络通讯等技术，采用内外业相结合的调查方法，形成集信息获取、处理、存储、传输、分析和应用服务为一体的土地调查技术流程，获取调查地区每一块土地的类型、面积、权属和分布信息，建立与国家、省互联互通的地籍数据库。

地籍调查不同于一般的社会调查，其成果要成为今后国民经济建设和国土资源管理决策的重要依据，能否获取真实准确的土地基础数据，对全局工作影响重大。经繁峙县人民政府批准，决定开展繁峙县城区约7.5平方公里的1：500比例尺地籍测量工作。

山西金瓯集团是一家涉及土地、矿产、建筑、消防、节能、度假酒店、旅游地产以及矿山生态修复工程等多个领域的集团企业，公司已发展成为拥有强劲实力、多元化方向发展的民营企业。

金瓯集团现有山西金瓯土地矿产咨询服务有限公司、山西直方大建筑安装工程有限公司、山西诚信建筑智能化工程有限公司、山西锦煜房地产开发有限公司、北京锦煜创展国土资源环境咨询服务有限公司、山西中天诚资产评估事务所（普通合伙）和右玉县南山美郡快捷酒店有限责任公司7家子公司。

集团现有员工600多人，其中测绘相关200多人，高级工程师30多人、中级工程师80多人、注册测绘师12名、注册土地登记代理人11名，是一家拥有雄厚技术力量的知识密集型集团企业。

本次测区为繁峙县城区，地势平坦，地形高差在30米以内，其内多为1层密集型平房和5-6层密集型楼房，局部有20-26层的高层建筑，楼高平均约为70米。地物涵盖农田，草地，道路等等，典型性较为突出。

航飞期间，无人机作业时间为下午10点~15点，在该时间段内，测区内光线适中，1~2级微风，适合飞行。

测区内共布设137个地面检查点与60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：

测区范围以及控制点和检查点分布图

像控点均采用RTK设备精确测量测区内人工喷涂L型标靶作为像控点，采用CS2000坐标系，高程为1985高。

由于测区范围太大，我们把整个测区分成了12个小的测区，下图是测区分割图：

倾斜摄影技术是通过一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像，获取到丰富 的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理，采用全自动化建模软件自动生成三维实景模型，具有 模型精度高、可量测、真实反映地物情况的特点，支持三维浏览、量测，包含完整的空间信 息，是真实世界的直观表达。

我公司倾斜摄影系统采用工业级M6六旋翼无人机平台，搭载目前市场上最先进的五镜头RIYDG4Pros倾斜摄影相机。

RIY-DG4pros是目前综合性能最好、技术含量最高的一款全画幅倾斜摄影相机，内置双高斯结构镜头和超低色散非球面镜片，可补偿像差、提高锐度值、降低色散，并且将光学镜头畸变率严格控制到千分之四以内。还进一步缩小了镜头体积，将相机外形尺寸控制得很好，同时内置散热及除尘系统，拍照反馈系统，增强相机环境适应能力与安全性能。

相机参数：

本次项目航飞中，设计航高为128米，地面分辨率（GSD）为1.45cm，测区有效面积约7.5km²，按照外扩一倍航高的距离，所得实际航飞面积约9km²，按照常规地籍测量航向/旁向重叠度80%/70%进行作业，累计飞行24个架次，单架次飞行时间约55min，共获取198560张影像，影像清晰、色彩均匀，满足本次项目使用要求。

数据预处理采用Sky-scanner软件，Sky-scanner是一款成都睿铂自主研发的数据预处理软件，其作用是对无人机飞行后的数据进行预处理。软件集成多个实用工具，包含冗余航片剔除、精确姿态解算、定向空三等，可以极大程度上提高内业工作效率，减少数据整理工作。

数据预处理结果：

服务器集群：

 CC空三中：

DLG立体采集采用航天远景MapMatrix3D图阵三维智能测图系统。

如：

本次项目验证中，使用入云龙M6搭载DG4Pros采集的数据成果能满足1:500地籍精度要求。

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。

(1)地理性功能。成果为土地及其附着物的位置、面积、质量和权属境界提供了几何或数字资料,并建立在统一的坐标系内;

(2)法律性的功能。成果为不动产的权属、租赁和利用现状提供资料,经过土地登记发证后,其成果资料具有法律效力,是权属法律的依据;

(3)税收或经济性的功能。地籍成果资料为不动产分等定级、征税、有偿出让与转让提供了资料;

(4)土地利用管理和规划性功能。成果资料为区域规划、总体规划、城镇建设、环境保护、旅游开发和古迹保护、国土整理等方面提供基础资料；

(5)倾斜摄影真三维空间数据以点带面，辐射包括数字城管，规划，公安，环保等多行业应用，从而极大促进空间产业创新和各行业应用开发，从而为智慧城市找到一个有效的城市公共信息平台载体，催化各决策部门信息整合与连接，从而为智慧城市整体概念的实现与应用

本次项目难点在于测区部分区域街道狭窄且车辆较多，选择视野清晰开阔无遮挡的像控点位是比较大的挑战。北方春夏交际时大风天气较多，复杂的风场环境会对无人机飞速和姿态造成干扰，影响相片质量，甚至成像模糊，进而降低测量精度。因此风力大于5级时尽量不要起飞。另外城区内手机、基站、信号塔数量较多，各种无线电信号会干扰无人机与地面之间的遥控信号，使得安全遥控距离大幅度缩减。

现阶段，我国基础测绘“十四五”规划正在加紧编制中。根据此前自然资源部在2019年全国国土测绘工作座谈会上透露的消息来看，“十四五”基础测绘规划极有可能会把建设“实景三维中国”作为重要建设任务之一。据了解，“实景三维中国”的建设工作将主要集中在“地形三维”与“城市三维”两大领域。项目工程可能将为涉及三维硬件、软件、应用等领域的企业带来亿万级的市场机会。这对三维数据采集利器的无人机倾斜航测来说无疑是政策利好。