0 引言

在广东省江门市蓬江区荷塘镇“房地一体”农村宅基地和集体建设用地确权登记项目中，使用无人机倾斜摄影技术获取影像资料。“房地一体”是指土地之上的房屋或者房屋所坐落的土地的权属一体化。即“房随地走”“地随房走”。其本质应归属于地籍测量，对精度要求比较高。倾斜摄影测量是一种基于无人机技术的高效、精准的三维建模方法，采用多角度摄影技术，可以快速、准确地获取大量图像和数据，生成高质量三维模型，配合地面控制点和POS数据，使得影像上每个像元具有三维坐标信息。因此，基于影像数据可对模型上的任意点、线、面进行量测，获取厘米级的测量精度。

我国地域辽阔、地形复杂多样，开展倾斜摄影测量时需要针对不同地形采取相应技术措施。在平原地区，地势相对平坦，采用倾斜摄影测量可相对容易地获取高精度三维模型；而在沙漠、戈壁地区，虽然地形平坦，但地表缺乏特征点；在山地地区，虽然特征点多，但地形起伏较大，地貌比较复杂，需要更加精细的设备和技术来确保倾斜摄影测量结果的准确性。本文针对珠三角地区房屋密集、街巷狭窄、植物茂盛、雨量充沛、GNSS信号差等不利因素，研究如何通过倾斜摄影测量技术配合少量全站仪外业修补测，以及同精度中误差与数学精度评分的自动汇总分析，实现房地一体测量，并达到不动产调查登记的系列测绘精度要求。

1 调查区概况

调查区位于广东省江门市蓬江区荷塘镇，四面环水，面积约40 km²，属丘陵地区，亚热带海洋性季风气候。区内最高点位于龙护岗，海拔60.2 m。下辖1个社区13个行政村，常住人口约4.4万，全区无禁飞区域。区内布设GNSS-E级控制点13个，经踏勘有12个保存完好，可作为本次房地一体测量的平面和高程起算数据（朱义，2022）。首先选取一个代表性区域作为试点。该试点房屋类型多种多样，有多层和低层建筑，有质量较好的新建和老旧房屋，有的呈密集交错分布，也有的呈较为稀疏散列式分布，绿植常年覆盖，试点面积约0.5 km²（孙佳龙，2023）。

2 工作流程

对测区使用无人机进行倾斜摄影测量，工作流程见图 1。具体步骤如下：收集测区相关资料进行分析，利用GNSS-RTK进行像控点布设与测量；根据像控点布设方案与测区实际情况进行航线规划，利用无人机倾斜摄影技术获取影像资料；在ContextCapture软件进行实景三维建模，获取调查区三维实景模型；利用清华山维EPS平台的二三维一体化功能，裸眼立体采集矢量数据；经外业调绘修补测和同精度验证，由内业编辑整饰，提交最终成果DLG数据。

3 实景三维模型获取 3.1 像控点布设及测量

（1）像控点布设要求。根据工作流程，在航空摄影前收集控制点资料，对试验区做控制测量。因房地一体测量的精度要求较高，像控点布设间距在100—200 m。选定位置应牢固，对天开阔，通视良好，同时需远离强电磁波干扰源（如信号塔等）以及易引起多路径效应区域，如大面积湖泊、大草坪、大型建筑物等。地面颜色反差不大或地物有阴影、地物边界无棱角、与地面或水面有高差的区域不宜作为像控点位目标。无可选目标点时，采用地面布设测标的方法，一般布设在测图范围以外1—3 cm处，点位宜布设为L型标记（图 2）。

（2）像控点布设方案。为验证不同像控点布设方案对三维模型精度的影响，采用以下3种模式布网：方案一：采用“五点法”，在区域四角和中心各布设一个像控点；方案二：采用“九点法”，在区域四周和中心共布设9个像控点；方案三：采用“网格法”，在航摄区内均匀布设15个像控点。3种模式的像控点布设方案见图 3。

（3）像控点测量。均匀选取4个分布于测区周边的GNSS-E级控制点，计算高程拟合参数，将GNSS-RTK千寻获取的CGCS2000大地高改正为1985国家高程基准下的正常高，每点位测量2个测回，平面坐标较差不大于2 cm、高程较差不大于3 cm时，取算术平均值作为像控点最终成果。

3.2 无人机倾斜摄影

在进行外业航空摄影时，必须遵照《通用航空飞行管制条例》进行空域申请，然后根据航飞区域地貌特征和像控点布设情况进行航线规划。具体指标参数见表 1。

航空摄影完成后应立即进行初步检查，对于航拍过程中因风力及电磁波干扰出现的漏洞应使用同一设备及时补摄，补摄范围应超出漏洞80 m，航向和旁向覆盖应超出测图边界线80 m以上。

获取的影像数据应目标清晰、反差适中，以保证可清晰辨认地物之间的相对关系，并得到完整的立体模型。影像上不能出现大面积的云、烟覆盖和地物反光或模糊拉花等情况，以免影响地物的连续性和后续图形数据的采集。拼接影像要避免重影、错位或模糊等现象，确保地物形状和位置的准确性。为了保证后期三维模型的数学精度，必须使用像控点和检查点对影像进行全面检查，以确保数据质量和精度。

3.3 实景三维建模

实景建模采用ContextCapture系统进行自动建模。空三加密和解算是建模的核心步骤，包括相对定向（以POS数据为标准）和绝对定向（以像控点为标准）等，内业导入像控点三维坐标、倾斜摄影照片（经过校正和去畸变处理）以及相应的POS数据信息后，软件自动进行空三加密与解算（王荣等，2023）。计算完成后，不同像控点布设方案基本定向点的残差统计见表 2。

（1）像控点布设。由表 2可见，采用不同像控点布设方法，三维倾斜摄影精度不同，其中：五点法布点，定向点的平面和高程残差平均值分别为3.6 cm、2.8 cm；九点法布点，定向点的平面和高程残差平均值分别为3.1 cm、2.3 cm；网格法布点，定向点的平面和高程残差平均值分别为2.4 cm、1.5 cm。可见采用三维倾斜摄影，高程精度普遍优于平面，且随着像控点数量的增加，定向点残差愈小，模型精度愈高。因此，结合房地一体测量相关精度要求，本试点采用网格法布设像控点。

（2）模型建立。模型数据重构时，若数据量大，软件需切块集群运算，输出格式为OSGB的三维模型。对形成的三维实景模型进行修饰、质量检查及精度评估，形变严重部分予以标记，以备后续采用传统测量方法进行外业修补测。

4 DLG数据获取 4.1 内业裸眼立体测图

采用清华山维EPS成图软件的二三维联动一体化模式，充分利用三维模型可360°旋转及多角度观察优势，进行DLG数据的内业采集。首先把格式为OSGB的三维模型转换为DSM格式，然后创建工作环境、建立EPS文件、导入三维模型、立体编辑处理、数据检查、成果输出。

在清华山维EPS平台采集过程中，要保证数据符号化一致、图属一体化和图库一体化。为此，需采用骨架线+属性描述的方式表示所有地理要素，以确保满足GIS建库与应用需求，并符合规范图式与制图需求(罗昭献，2022)。需特别注意的是，高层建筑的房檐改正以及廊房、檐房、骑楼、树木掩映的坑塘、绿植遮蔽的顶楼等的正确表示，每个区域均应封闭。对于模型拉花、树木覆盖、房屋密集遮挡等无法准确判断的区域，要采取相应标记措施，以便后期外业进行补漏和核实。内业裸眼立体测图工作界面见图 4。

4.2 外业调绘和修补测

内业图形数据采集完成后，进行外业调绘和修补测工作。调绘内容包括各种地理名称、房屋结构层数等，必须对DLG线划图的要素进行全面检查、调注，同时根据内业标注的形变严重区域以及房屋密集区，采用GNSS-RTK技术布设适当的图根控制点，测量方法参照像控点测量，并以此为基准设站，开展传统全站仪外业修补测工作，经内业编辑整饰，获取最终的DLG图形数据，见图 5。

5 同精度验证 5.1 同精度中误差检测模板制作

按照CH/T 1025—2011《数字线划图（DLG）质量检验技术规程》，基于同精度检测中误差计算公式与相关规定以及数学精度评分标准，利用IF、ABS、SQRT、SUM函数，制作同精度中误差检测模板，以实现中误差与数学精度评分标准的自动汇总分析。

（1）同精度检测中误差计算公式如下

$ M= \pm \sqrt{\frac{\sum\nolimits_{i=1}^n \mathit{\Delta}_i^2}{2 n}} $

(1)

式中，M为成果中误差，n为检测点（边）总数，Δ_i为较差。

（2）相关规定。CH/T 1025—2011《数字线划图（DLG）质量检验技术规程》规定：当检测点（边）数量小于20时，以误差算术平均值代替中误差。当数量≥20时，按中误差统计。同精度检测时，在允许中误差$2 \sqrt{2} $倍以内（含$2 \sqrt{2} $倍）的误差值均应参与数学精度统计，超过允许中误差$2 \sqrt{2} $倍的误差视为粗差，粗差率大于5%判定精度不合格。

5.2 实地抽样采集检测数据

采用GNSS-RTK技术布设图根点，使用全站仪实地抽样（重点抽取内业裸眼立体测图部分），本试点随机采集50个地物点的坐标、高程与50条地物点间距作为检测数据，结合最终DLG图形数据导出的地物、地貌点的三维坐标和间距，利用同精度检测模板，自动汇总分析地物、地貌点的高程、点位、间距中误差，统计结果见表 3、表 4、表 5、表 6。

由外业检测精度汇总（表 6）可知，采用倾斜摄影测量法获取DLG图形数据的地物点点位中误差为±6.5 cm，地物点间距中误差为±3.1 cm，高程注记点中误差为±6.2 cm，可满足房地一体测量的精度要求。

6 结束语

针对珠三角建筑密集、GNSS信号遮挡干扰严重区域，采用倾斜摄影测量法开展房地一体测量，内业在三维模型下进行裸眼立体测图，外业开展调绘和少量修补测，获取最终DLG图形数据成果，并进行精度评估，结论如下：

（1）影响成图精度的主要因素是三维模型的精度、可靠性、完整性，以及内业采集人员的熟练程度和经验。为此，必须确保像控点的精度及航摄质量，提高作业人员的责任心和综合素质，从源头上控制产品质量。

（2）经外业同精度验证，采用倾斜摄影测量法，内业在三维模型下进行裸眼立体测图获取DLG数据，地物点高程中误差、点位中误差、间距中误差均满足房地一体测量的相关规范、规程要求，且精度良好。

（3）采用无人机倾斜摄影测量法开展房地一体测量既提高了工作效率，减少了外业工作强度，又获取了调查区三维影像数据，具有较高的经济价值，值得推广。同时，该技术可广泛应用于城市规划、土地调查、建筑设计、地质灾害评估等领域。