張照杰 李 娜

(正元地理信息集團(tuán)股份有限公司, 浙江 德清 313200)

0 引言

推進(jìn)農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記頒證工作,是國務(wù)院新形勢下關(guān)于“三農(nóng)”工作的重要部署,是深化農(nóng)村產(chǎn)權(quán)制度改革,促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的基礎(chǔ)性工作,是落實(shí)不動產(chǎn)統(tǒng)一登記制度的基本內(nèi)容。其主要任務(wù)是對宅基地和集體建設(shè)用地及地上房屋等建筑物開展房地一體的不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查和數(shù)據(jù)建庫,并對符合登記條件的頒發(fā)不動產(chǎn)權(quán)證。該工作涉及基層和群眾面廣,距離2020年底完成國家規(guī)定的目標(biāo)任務(wù)時(shí)間緊、任務(wù)重,由于歷史原因,各地的基礎(chǔ)工作實(shí)際情況不一,因此各地在推進(jìn)農(nóng)村房地一體確權(quán)登記工作上進(jìn)展也不一致,還存在一些地方對農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記工作目標(biāo)不明確、工作重點(diǎn)不突出、權(quán)籍調(diào)查方法不切合實(shí)際、工作組織不力等問題。

1 傾斜攝影技術(shù)概述

1.1 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)[1-3]是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù),通過在無人機(jī)上搭載多臺相機(jī),同時(shí)從垂直、傾斜等不同角度采集影像,獲取地面物體的完整信息,并利用全自動化三維建模技術(shù)生成帶有空間位置信息的實(shí)景三維模型,可真實(shí)反映地物的外觀、位置、高度等屬性,同時(shí)能輸出DSM、DOM、TDOM、DLG等多種成果。

1.2 實(shí)景三維模型應(yīng)用于房地一體確權(quán)登記的技術(shù)優(yōu)勢

實(shí)景三維模型[4-6]在三維數(shù)字測圖軟件中可以對模型進(jìn)行放大、縮小、移動、多角度查看等操作,并且可以測量實(shí)景三維模型中的物體的參數(shù),如長、寬、高、面積、體積等,與實(shí)地物體的數(shù)據(jù)信息一致。利用實(shí)景三維模型,可以獲取界址點(diǎn)的坐標(biāo)、宅基地的面積、房屋和附屬設(shè)施的邊長及相關(guān)的屬性數(shù)據(jù),將實(shí)景三維模型應(yīng)用于房地一體確權(quán)登記[7-10],項(xiàng)目相較于傳統(tǒng)的解析法數(shù)據(jù)采集,其主要優(yōu)勢有:

(1)可以從多個角度觀察房屋建筑物,掌握房屋的實(shí)際建設(shè)情況。

(2)實(shí)現(xiàn)“非現(xiàn)場”測量地物要素,把原本大量的外業(yè)工作轉(zhuǎn)移到內(nèi)業(yè)完成,縮短了外業(yè)的勞動時(shí)間,降低了外業(yè)的工作強(qiáng)度。

(3)實(shí)景三維模型精度高,地面分辨率達(dá)到1.5 cm。

(4)有效解決了入戶測量困難的痛點(diǎn)問題。

(5)實(shí)景三維模型與真實(shí)空間環(huán)境一一映射,通過疊加已有的二維權(quán)籍?dāng)?shù)據(jù),可以比較直觀、清晰、生動地表達(dá)出房屋等不動產(chǎn)的外觀現(xiàn)狀。

2 案例分析

2019年6月,作者所在單位參與的臺州市天臺縣農(nóng)村宅基地及住房確權(quán)登記發(fā)證項(xiàng)目基本完成。該項(xiàng)目測區(qū)范圍約23 km2,涉及約4.6萬戶宅基地和農(nóng)房測繪、權(quán)籍調(diào)查。項(xiàng)目所在區(qū)域以山區(qū)為主,村莊分布分散,且部分房屋依山而建,外業(yè)測繪難度較大,另外合同工期短,給本項(xiàng)目的實(shí)施帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),因此本項(xiàng)目在施工過程中使用了無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)。

2.1 無人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)配置

本項(xiàng)目使用無人機(jī)搭載五鏡頭傾斜攝影云臺進(jìn)行影像數(shù)據(jù)采集,采集得到的影像數(shù)據(jù)通過空中三角測量和建模軟件進(jìn)行實(shí)景三維建模,然后通過使用三維數(shù)據(jù)采集軟件在實(shí)景三維模型成果上直接進(jìn)行測量,可以獲得本項(xiàng)目需求的數(shù)據(jù)成果。

無人機(jī)采用大疆六旋翼M600,該無人機(jī)性能穩(wěn)定,單架次續(xù)航時(shí)間大于25 min,單架次可采集0.3 km2的地面影像。

五鏡頭傾斜攝影云臺相機(jī)采用SONY 5100定制版,單相機(jī)有效像素2 430萬,4個傾斜相機(jī),焦距35 mm,1個垂直相機(jī),焦距20 mm。

實(shí)景三維建模軟件采用美國Bentley公司的Context Capture,該軟件也是目前使用最多最廣的建模軟件。

三維數(shù)據(jù)采集軟件采用EPS地理信息工作站、SV360智能三維測繪系統(tǒng)。

2.2 無人機(jī)傾斜攝影實(shí)施流程

在本項(xiàng)目中,利用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù),主要實(shí)施流程分外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩個部分。

2.2.1外業(yè)流程

(1)測區(qū)環(huán)境踏勘,儀器準(zhǔn)備:本項(xiàng)目測區(qū)主要是行政村范圍內(nèi)的宅基地,在項(xiàng)目前期準(zhǔn)備時(shí),要對村莊周邊環(huán)境勘察確認(rèn)測區(qū)大小、地物的疏密、航測范圍起伏及坡度、測區(qū)內(nèi)最高地物等,并據(jù)此進(jìn)行航線規(guī)劃,確保航線囊括測區(qū)并外擴(kuò)航高等距距離。對使用的大疆六旋翼M600無人機(jī)和五鏡頭傾斜攝影云臺要開展硬件搭設(shè)檢查、通訊測試、磁羅盤校準(zhǔn)等準(zhǔn)備工作。

(2)像控布設(shè):像控點(diǎn)布設(shè)是為了保證空三的精度、確定地物目標(biāo)在空間中的絕對位置,在本項(xiàng)目中,像控點(diǎn)布設(shè)以標(biāo)志清晰、視野開闊、均勻分布、覆蓋測區(qū)、位置固定為基本原則;像控點(diǎn)的間隔控制在100～150 m,像控點(diǎn)的標(biāo)志采用交通標(biāo)志線角點(diǎn)、明顯清晰線性地物交點(diǎn)、靶標(biāo)、地面紅油漆箭頭標(biāo)志等。像控點(diǎn)的測量采用CORS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)。

(3)航線規(guī)劃:航線規(guī)劃主要以能獲取到滿足測繪需求和建模標(biāo)準(zhǔn)的測區(qū)影像為目的。傾斜攝影航線需在囊括測區(qū)的情況下外擴(kuò)航高等距距離,以滿足測區(qū)邊緣建模效果。本項(xiàng)目航線規(guī)劃以村莊為單位逐個設(shè)置,在實(shí)際航飛中,設(shè)置航高80～100 m,航向重疊率、旁向重疊率都不低于80%,設(shè)計(jì)地面分辨率不低于1.5 cm,其他參數(shù)采用飛控系統(tǒng)軟件自動計(jì)算的數(shù)值。

(4)影像數(shù)據(jù)導(dǎo)出:航測結(jié)束后檢查飛行數(shù)據(jù)質(zhì)量,并拷取影像數(shù)據(jù),導(dǎo)出無人機(jī)POS數(shù)據(jù)。

2.2.2內(nèi)業(yè)流程

(1)影像數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)整理:將拷取的影像數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)、像控點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入預(yù)處理軟件中檢查測區(qū)范圍內(nèi)影像重疊度及照片質(zhì)量、飛行質(zhì)量檢查等工作,對于重疊度不合格及照片質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的架次及時(shí)重飛,確保數(shù)據(jù)無誤。

(2)空中三角測量:對預(yù)處理整理好的影像數(shù)據(jù),進(jìn)行像片內(nèi)業(yè)刺點(diǎn),即在多視角、多幅像片上精確標(biāo)記出同名控制點(diǎn)的位置,內(nèi)業(yè)刺點(diǎn)堅(jiān)持虛實(shí)結(jié)合像素點(diǎn)、不刺過度曝光像片、不刺像片邊緣、多鏡頭像片皆刺點(diǎn)的原則。然后通過建模軟件Context Capture自動進(jìn)行空中三角測量解算,將整體坐標(biāo)糾正至本項(xiàng)目所用的平面坐標(biāo)系?？杖?jì)算完成后要對運(yùn)算的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢查,主要包括: 是否丟片?丟得是否合理?連接點(diǎn)是否正確?是否存在分層、斷層、錯位?檢查點(diǎn)誤差、像控點(diǎn)殘差、連接點(diǎn)誤差是否在限差以內(nèi)等。

(3)實(shí)景三維建模:經(jīng)過空三加密解算、區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差、多視影像匹配,各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)符合要求后,通過建模軟件設(shè)置三維模型構(gòu)建的各項(xiàng)參數(shù),可生成輸出OSGB格式的實(shí)景三維模型、DSM、DOM、DEM等產(chǎn)品。

(4)實(shí)景三維模型的應(yīng)用:本項(xiàng)目采用EPS地理信息工作站的三維測圖模塊進(jìn)行立體測圖,將Context Capture生成的OSGB格式的實(shí)景三維模型導(dǎo)入,進(jìn)入三維編輯界面,輔助開展界址調(diào)查工作,進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)采集編輯,主要采集宗地界址線、居民地,建(構(gòu))筑物、道路、水系、植被、獨(dú)立地物等要素及屬性,制作滿足登記發(fā)證要求的權(quán)籍圖和不動產(chǎn)單元圖。采集完成后對內(nèi)業(yè)無法判讀及遮擋的要素進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測,調(diào)繪結(jié)束后對權(quán)籍圖和不動產(chǎn)單元圖進(jìn)行更新。

2.3 應(yīng)用效果分析

(1)工作效率有較大的提高,在本項(xiàng)目施工過程中,采用傾斜攝影技術(shù)方法進(jìn)行房地一體的不動產(chǎn)確權(quán)登記,其工作效率與傳統(tǒng)的解析法相比,至少有4倍的提高。利用傳統(tǒng)的解析法,每組每天完成工作量約為25戶,傾斜攝影法每組每天平均綜合效率可達(dá)100戶以上。根據(jù)項(xiàng)目施工中具體的人員、設(shè)備、時(shí)間投入,經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析具體工作效率如表1所示。

表1 傾斜攝影法工作效率統(tǒng)計(jì)分析表

(2)實(shí)景三維模型與實(shí)地一致,視覺上直觀,容易判斷,減少了外業(yè)核查工作量,不受天氣影響,有效解決了無權(quán)籍調(diào)查資料或基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺少的問題。還可以生成房地一體不動產(chǎn)的外觀實(shí)景照片,完善了登記歷史現(xiàn)狀信息數(shù)據(jù)。

(3)對于房屋建筑材質(zhì)、陽臺是否封閉、臨時(shí)搭建房屋可直觀判別;房屋層數(shù)可以直觀清數(shù);房屋附屬設(shè)施可直觀區(qū)分。

(4)三維數(shù)據(jù)采集軟件可裸眼測圖,不需要配帶立體眼鏡,只要有地形測量或建庫經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)員均能快速上手,對內(nèi)業(yè)人員要求低,經(jīng)簡單培訓(xùn)即可參與工作,降低了技術(shù)門檻。

(5)數(shù)學(xué)精度滿足本項(xiàng)目設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,對采用實(shí)景三維模型生產(chǎn)的數(shù)字權(quán)籍圖和不動產(chǎn)單元圖進(jìn)行了界址點(diǎn)、房屋邊長的實(shí)地復(fù)核檢驗(yàn),界址點(diǎn)平面位置中誤差為±3.2 cm,房屋邊長誤差均不超過5 cm。

3 結(jié)束語

傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村房地一體確權(quán)登記項(xiàng)目中,突破了傳統(tǒng)的不動產(chǎn)測繪模式,相較于傳統(tǒng)作業(yè)模式,節(jié)省了70%以上的外業(yè)數(shù)據(jù)采集、調(diào)查工作,并實(shí)現(xiàn)了采集、編輯、建庫一體化,生產(chǎn)效率最大化,對同類型農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)確權(quán)登記項(xiàng)目具有借鑒意義。