无人机倾斜摄影与历史数字航...测量技术在征迁测绘中的应用_张宾.pdf

第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：张 宾（），男，江西崇仁人，工程师，硕士，年毕业于中国矿业大学摄影测量与遥感专业，主要从事航空摄影测量与遥感方面的应用研究工作。无人机倾斜摄影与历史数字航空摄影测量技术在征迁测绘中的应用张 宾（福州市勘测院有限公司，福建 福州）摘要：在征迁测绘中引入无人机倾斜摄影测量与历史航空摄影测量技术，利用无人机倾斜摄影测量技术构建征迁范围现势性三维实景模型，可以有效固化征迁建筑现状、现势性 地形图数据采集生产与现势建筑面积测算。历史航空摄影技术，有助于判定房屋的具体建房年代与历史建筑轮廓、高度、面积等信息。实践证明，在征迁测绘中引入无人机倾斜摄影与历史航空摄影测量技术相结合，可以有效地解决征迁补偿过程中产生的建房年份、建筑轮廓、历史与现势建筑面积测算、临时违章搭盖等问题，为主管部门提供决策依据。关键词：征迁测绘；无人机倾斜摄影测量；历史航空摄影测量技术中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：，：，：；引 言随着城市城镇化发展，城中村改造已纳入城市统一规划建设和发展的战略视野，拆迁升级改造所涉及的拆迁费用补偿成为城中村改造工作的一个重要工作内容。在拆迁补偿费用问题上，往往会出现拆迁建筑关键年份鉴定模糊、建筑轮廓与面积争议、拆迁前临时搭盖铁皮封闭阳台等问题，易于引起居民矛盾。围绕这些问题，为加速科学高效地推进旧村改造，本文引入无人机倾斜摄影与历史航空摄影测量 种现代化测量技术相结合的方法，综合测量建筑的建房年代、建筑轮廓、建筑结构、建筑面积测算等特征，并在福清市城中村改造征迁实例加以应用。无人机倾斜摄影测量面对当前旧村改造项目规模大、周期短的新特点，传统征迁测量方式已难以提高工作效率，因此，应用无人机倾斜摄影测量技术成为新的重要手段。由于无人机 定位技术的快速发展，倾斜摄影影像可真实反映地物的外观、位置、高度等属性，实现全自动化三维建模，满足大比例尺地形图测绘要求，提升外业作业效率。另外，无人机航测在工程征地移民实物调查应用中具有很强的实用性和优越性，其获取的大量多角度地物照片与构建三维实景模型可作为固定证据，防止被征用人突击抢建、抢种，从而降低征地成本，减少征地纠纷。无人机倾斜摄影测量技术路线无人机倾斜摄影测量主要包括数据准备、数据预处理、数据编辑与可靠性分析 个阶段（如图 所示）。数据准备阶段，收集测区内已有地形地貌等相关资料，进行现场踏勘并完成所需外业像控点的点位选取，完成技术设计方案。数据预处理阶段，也可以称为数据获取实施阶段，合理设计航飞规划完成无人机低空航空摄影与像控点测量，航飞完成初步对像控点成果、飞行质量与影像质量进行检查。数据编辑阶段，通过空三加密、区域网平差、立体恢复等过程完成测区内三维实景模型构建，结合 三维测图平台与外业补充调绘测量完成要素采集编辑处理工作。可靠性分析阶段，即数据成果精度分析阶段，对采集得到的大比例尺 地形图平面和高程精度进行验证，看是否满足规范。基于无人机倾斜摄影的 地形图数据生产以 三维测图工作站作为矢量绘图平台，利用倾斜摄影模型与福州地方 地形图图式标准进行大比例尺地形数据的矢量采集工作。三维测图平台能够做到矢量数据与倾斜模型的紧密分屏与叠加联动，无须佩戴立体镜，即直接定位地物要素的三维信息。另外，三维测图平台不仅支持数据采集与数据编辑功能，同时还能进行数据质量监理检查与入库更新操作。图 无人机倾斜摄影测量技术路线 虽然无人机倾斜摄影能够获取大量多角度高清地物影像，但实际作业中仍然存在因建筑物密集、楼间距小、树丛遮挡等造成的地物遮挡问题，对于这些问题必须通过外业调绘补测进行弥补。在外业补测过程中，该测区同时均匀采集 个点位信息对平台采集得到的大比例尺地形图数据精度进行验证（见表）。结果表明，其平面中误差精度为 和高程中误差精度为，均符合国家基本比例尺地形图 地形图平地精度要求。表 地形图精度检查记录表（单位：）（：）点号三维模型采集外业采集 现势建筑面积测算在采集得到的 地形图基础上，对征迁测区内的现势 建 筑 面 积 进 行 测 算，测 得 年 建 筑 面 积 为 。现势建筑面积估算成果不仅能获取单栋建筑的建筑面积成果，而且凭借其高分辨率能够准确判定建筑物结构。历史数字航空摄影测量数字航空摄影测量的原理，即利用测区已有的历史数字航摄影像，通过区域网空三加密、解析恢复立体像对内外方位元素，在专业数字摄影测量工作站上将测区精度恢复到 的立体模型。历史数字航空摄影测量技术路线整个技术路线分为准备工作、数据处理和测量成果 个部分，如图 所示。准备阶段包括征迁范围和关键年份的确定、原始航摄数据、相机参数文件、像控点数据等各类数据收集，若测区内以往已处理过区域网空三加密测量，在核查无误情况下可直接采用其空三加密成果。数据处理阶段包括立体模型的恢复和特征采集，立体恢复即按步骤完成立体像对像片内定向、同名像点匹配相对 测绘与空间地理信息 年定向和刺入像控点平差绝对定向的过程，在立体模型恢复的基础上配备专业 立体眼镜与工作站便可以进行建筑物高度与轮廓特征的采集。立体模型的比例尺与历史数字航摄影像成像比例尺保持一致。测量成果主要提供历史专题影像图与历史年代建筑面积估算 类。图 历史数字航空摄影测量技术路线 历史年代航空摄影测量成果在福清市某城中村片区中，根据征迁办指示要求，对特定年代 年进行历史年代航空摄影测量。年福清市历史影像为大飞机航空数码摄影采集影像，航空分辨率为 。在制作 年全福清市正射影像过程中已完成全影像区域网空中三角测量，其空三成果可直接采用。经筛选测区内航片与空三成果文件，配带专业 视觉眼镜在航摄数据采集工作站上完成测区内建筑物的相对邻近地面高度与建筑物外轮廓特征，如有植被遮挡则在成果上标明“树遮”无法测量。历史建筑面积估算利用采集到的建筑高度与外轮廓特征，可对测区内 年的建筑面积进行估算。这其中涉及一个核心问题：建筑高度与建筑的层数之间应该如何换算。参照房产测量相关经验，征迁相关部门达成共识，特别制定建筑物高度与层数的对应关系，将其划分为 类，具体对应关系详见表。另外，历史航空摄影测量采集得到的建筑轮廓信息仅为外轮廓信息，存在不能做到扣檐与建筑因阳台飘楼等特殊结构分层的问题。因此，历史年代建筑面积估算结果可作为拆迁摸底调查中鉴定年代房屋状况及变迁的依据，但其面积不可直接作为实际征迁建筑面积的依据。表 建筑高度与层数映射关系 分类建筑高度建筑层数备注 层 层 层特殊建筑如寺庙、大型厂房、凉亭等高度超过 也为 层 层（）层，根据立体视觉采集到的建筑高度与轮廓特征结合层数对应关系，对福清市某城中村片区 年历史建筑面积进行估算。该片区建筑估算结果显示，年该片区建筑面积约为 ，而 年建筑面积为 ，建筑面积增加 ，新增建筑面积在一定程度上可以反映出该片区 年以来房屋新建、翻建、扩建等情况。结束语实践证明，在征迁测绘中综合引入无人机倾斜摄影与历史数字航空摄影测量技术有利于从现势和历史角度解决征迁过程中建筑年代、建筑结构轮廓、抢搭抢建等多种矛盾，相对于传统外业测绘，大大提高了作业效率且成果多样直观。但其中仍然存在不足：基于无人机倾斜摄影测量获取的大比例尺 地形图与现势建筑面积估算等成果获取不到建筑的内部情况，无法完全取代入户测量工作。而历史数字航空摄影测量技术其成果精度依赖于历史影像原数据的获取分辨率，历史建筑面积估算无法准确分辨复杂建筑结构。参考文献：马红历史地理信息资源在拆迁工作的应用实践测绘通报，（）：，乔炜，朱巧云，孟泉毅，等数字航空摄影测量在拆迁评估中的应用地理空间信息，（）：高春辉，曾翊城，王振倾斜摄影测量技术在拆迁测绘中的应用测绘通报，（）：林蔚凯 地形图无人机航测技术研究城市勘测，（）：段明霞，郭光明无人机航空摄影测量在征地拆迁工程中的应用工程勘察，（）：潘成军无人机倾斜摄影在道路工程中的应用与分析测绘工程，（）：，王东旭 地理信息工作站基础平台在数字测图中的应用北京测绘，（）：单静，乔炜，孟泉毅数字航空摄影测量技术在拆迁测量中的应用研究城市勘测，（）：朱传勇，答星，刘文光，等遥感航测技术在武汉市房屋拆迁量测算中的应用城市勘测，（）：编辑：任亚茹第 期张 宾：无人机倾斜摄影与历史数字航空摄影测量技术在征迁测绘中的应用