三維不動產權籍測繪生產關鍵技術

李 峰

(山西省測繪工程院，山西 太原 030002)

我國的不動產登記平臺是基于二維地圖的GIS進行管理，近年來，我國城市建設的發展不斷向規模化、立體化方向發展，大量的高層建筑使得不動產權屬空間分布復雜化，如果仍利用基于二維的GIS系統進行管理，會導致大量的權屬重疊、信息冗余，難以對三維空間不動產信息進行精細化、準確化、直觀化管理[1]。此外，這種傳統的二維數據管理模式存在數據整合過程耗時較長、不動產權籍表達不夠詳細、資料更新速度緩慢等問題。針對此類問題，部分專家學者也提出過相應的解決方案，如通過建立三維模型實現城鎮的房籍三維可視化、三維空間宗地的權屬管理[2-4]；通過激光點云數據實現建筑物高度、輪廓提取，并進行分割編輯來構建三維宗地體，或者通過融合大量的影像、高程和矢量數據進行三維建模等方式，但是在實際應用過程中出現了數據建模分塊工作量巨大、數據海量，以及與現行的不動產統一登記數據成果無法對接等問題，導致目前無法實際應用。

本文將對三維不動產權籍測繪生產的關鍵技術展開研究，將傳統二維數據管理升級為可視化更強的三維數據管理模式，形象展示土地及地上建構筑物的空間位置及當前屬性狀態，實現三維不動產登記信息的精細化管理，有效提升不動產登記過程中具體業務的工作效率，全面輔助不動產統一登記工作的快速推進。

1 研究技術路線

三維不動產權籍測繪生產主要包括空間數據獲取、影像數據處理、三維不動產模型建立、三維模型單體化、不動產登記數據整合、不動產權籍測繪數據庫建立與管理等幾個方面。圖1為三維不動產權籍測繪生產的總體工藝流程，即利用傾斜攝影技術，輔以三維激光掃描技術，建立實景三維不動產模型，同時將不動產登記數據進行整合，然后與宗地、房屋等三維不動產模型進行數據關聯，并建立三維不動產權籍數據庫，將完整的三維不動產數據入庫并對其進行管理[5]。

2 關鍵技術研究

依據三維不動產權籍測繪生產工藝流程和當前測繪生產技術現狀及發展情況，要實現滿足要求的三維不動產權籍測繪生產，需解決以下關鍵技術，主要包括：實景三維模型的快速建立、三維模型單體化、不動產登記數據整合、三維模型與不動產登記數據關聯，以及三維不動產權籍數據庫的建立。

2.1 基于傾斜攝影的實景三維模型建立

構建三維模型是三維不動產空間信息的主要表達方式。三維不動產所要建模的實體復雜多樣，建立的三維模型不僅要突出權利實體的外圍邊界特征，而且還要表征其內部權利空間，不但要實現三維不動產可視化表達，還要實現在所選取的三維模型上進行空間分析、查詢和量算等功能，以滿足不動產管理的輔助稅收和決策需要[3]。

傳統的三維建模技術是利用二維數據如DOM、DLG等獲取建筑物基地，以及建筑物的樓層、層高等幾何信息，用3D Max等建模軟件建立灰體模型，然后通過外業拍攝實景照片、貼圖的方式，完成三維建模。此種建模方式，建筑物的幾何參數依賴于已有數據或估算，需要經過不斷調整，最終做出目標形態，模型幾何參數若缺失則所建模型會不準確。同時此種建模方法所建立的模型是獨立的單體，建模周期比較長，需要花費大量的人力。隨著獲取三維模型數據設備的多樣化，三維建模多源數據集成和多種技術的集成，航載LiDAR，傾斜數字攝影測量和GPS等技術的結合，使得建模技術方法更加多樣化，其中傾斜攝影建模由于其省時省力、建模速度快、模型精度高、色彩符合實際等特點得到廣泛應用。圖2為利用傾斜攝影測量技術進行實景三維模型重建的生產流程。

2.1.1 傾斜影像數據采集

利用由航空飛行器(無人機)搭載傾斜航測相機、衛星定位系統、慣性導航系統等設備組成傾斜攝影測量系統，設置合適的航高，獲取高分辨率的帶有空間位置信息的可量測多視實景影像，以保證三維不動產模型重建精度。對于無人機無法拍攝到的地物細節部分可由地面三維激光掃描儀輔助完成。

2.1.2 密集像控測量

事前應先做好像控點布設，通常每隔300～500 m布設一個像控點，以減少模型遠距離幾何失真。

2.1.3 實景三維模型重建

傾斜攝影三維模型重建是通過傾斜攝影系統獲取的POS數據，結合野外實測的控制點測量成果進行區域網聯合平差，實現多視影像匹配，生成數字地表模型DSM，經紋理映射形成基于實景影像紋理的非單體化模型即三角網模型成果。

2.2 三維模型單體化

由傾斜影像進行建模獲取的實景三維模型是帶有貼圖的連續三角網，并未將建筑、地面等地物要素進行分離，數據量比較龐大，導致模型無法在大范圍內得到應用[6-7]。

對三維不動產模型單體化是為了實現每一個不動產單元與相連模型分離、被選中，并將相應的屬性附著其上，方便對不動產單元進行查詢、統計等管理操作。

目前，較廣泛應用的三維模型單體化方法主要分為邏輯單體化和物理單體化兩種方式。邏輯單體化的主要方法有ID單體化法和動態單體化法[8-9]，此類方法并未實現真正意義上的單體化分離，不適合模型后期的應用與管理；物理單體化的主要方法有切割單體化法[10-11]和立體像對單體化法[9]，切割單體化法實現了真正意義上的單體化，但此種方法會對LOD產生破壞，單體化后模型效果欠佳，相對而言，利用立體像對進行單體化的建模方式較為方便，而且空間精度較高。針對三維模型單體化后進行不動產登記生產，選擇并實現合適的單體化方法，能夠有效保證三維不動產權籍測繪生產體系的高效順利進行。圖3為三維模型的單體化流程。

對于三維不動產，模型單體化需要細化到每一樓層、每一單元、甚至每一戶，因此，真三維單體自動分層分戶是三維不動產登記深入應用的關鍵。自動分層分戶技術主要是基于影像匹配的技術，通過快速準確獲取多視影像上的同名點坐標，進而獲取某一建筑的窗戶、樓層等三維信息，分層或分戶進行房屋登記，并關聯地籍圖、戶型圖，甚至室內三維等，將不同位置的不動產權籍信息錄入到相對應的三維不動產單元中。

2.3 不動產登記數據整合

不動產數據整合主要包括：

(1) 數據信息整理主要包括：集體土地所有權登記、國有土地建設用地使用權、房屋等空間信息數據整理和登記簿冊整理，以及不動產登記歷史檔案整理。

(2) 空間信息整合主要包括：行政區數據整合；地籍區、地籍子區數據整合；宗地數據整合；建筑物數據整合。將這些數據整合成符合不動產數據庫標準的數據，包括數據表結構和屬性值。數據在整合前必須保證所有數據的空間坐標參考一致，如不一致，需根據轉換參數轉換一致。

(3) 非空間數據整合主要包括：對以往分散登記、格式不一的登記數據，依據現行的相關標準進行標準化、規范化整理；依據《不動產登記數據庫標準(試行)》[12]，建立映射關系模型，轉換形成符合《不動產登記數據庫標準(試行)》要求的不動產登記數據；將原土地、房屋等對應的歷史存量登記數據進行屬性分析、提取和映射，將各指標分別存儲到不動產統一登記數據庫對應的數據庫表單內。

(4) 數據關聯落宗。將整合后的空間數據和非空間數據進行關聯，形成用宗地編號，把宗地和不動產單元進行關聯，用不動產單元編號把不動產和不動產權利關聯，用業務號實現不動產權利和登記過程的關聯，最終形成空間數據、非空間數據關聯，歷史和現狀信息清晰完整的不動產登記信息[12-13]。不動產權屬空間數據的掛接主要是對產權登記數據整理階段及物理空間數據整理階段所輸出的宗地產權登記數據集、房屋產權邏輯幢數據集、房屋產權層數據集以及房產產權戶登記數據集、宗地空間數據集、自然幢空間數據集、層平面圖數據集、分戶圖數據集進行圖屬關系的數據掛接。

2.4 三維模型與不動產登記數據關聯

以不動產單元為基本單位，在三維模型上快速選擇對應的土地、房屋等不動產，掛接不動產登記屬性數據，實現不動產登記數據與三維不動產模型單體的關聯，并對不動產單元編碼。圖4為空間數據和非空間數據內容。

2.5 三維不動產權籍數據庫設計與建立

現有的不動產數據庫中主要面向的是不動產單元的基本屬性信息、權屬狀況、空間信息等相關不動產權籍數據。三維不動產權籍數據庫的建立是在現有國家不動產數據庫標準的基礎上，并充分考慮數據庫的兼容性、可擴展性，以及技術進步和今后信息的發展，研究并設計三維不動產權籍數據庫的分類編碼原則、分類編碼方法、編碼規則、分類代碼表，進而完成三維不動產權籍數據庫數據屬性結構表和字典表的編寫。

三維不動產權籍數據庫建立的基本單元是不動產單元，并細分為空間數據庫和非空間數據庫兩類，兩數據庫之間通過特定和唯一的編號進行關聯。

非空間數據庫是為了表達不動產每一塊宗地、邏輯幢、層、戶、所有權、使用權、抵押權、預告登記、異議登記、查封登記、權利人、登記業務屬性數據的數據庫。非空間數據庫采用Oracle數據庫表單管理方式。

空間要素主要分為3類，分別為基礎要素、二維矢量數據和三維模型數據[14]。

3 應用實例

基于以上研究成果，對山西某測區進行三維不動產權籍測繪生產。測區面積約31 km2，采用TM-200電動無人機搭載SONY RX1RM2-35MM相機進行航拍，完成飛行15架次，飛行航線1137 km，航向重疊為70%、旁向重疊為55%，共采集影像素材21 903張。根據區域網布點及特殊情況布點的要求，測區布設控制點68個。像片控制測量采用省級CORS系統進行測量。使用全數字攝影測量系統在人工干預條件下標記和量測加密點和連接點。

傾斜三維模型坐標系統為2000國家大地坐標系，高程系統為1985國家高程基準。

傾斜三維模型數據格式：OBJ格式、OSGB格式；模型數據Title分區大小：500 m×500 m。

測區三維不動產權籍測繪成果如圖5、圖6所示。

4 結 語

本文將三維技術與不動產應用相結合，實現了在大場景中真實反映土地與其上房屋之間的定著關系，能夠保證空間位置的真實性、準確性，可以通過申請人在三維模型中主動判斷實際位置，選定原不動產業務所在的模型樓幢，將原房屋登記樓幢直接關聯到空間數據中，建立關聯關系，編制不動產單元號，從而解決業務辦理速度慢的難點，有效克服了外業調查指認落宗耗時耗力、房屋落宗編號耗時長、即時業務辦理不及時等問題，可以有效地提高不動產統一登記的質量和效率。