無人機攝影測量在農房不動產確權登記中的應用研究

蘭溪市自然資源和規劃局 徐睿胤 章永斌

浙江省土地信息中心有限公司 田 麗

一、無人機攝影測量的工作原理

無人駕駛飛機簡稱“無人機”，無人機是由遙控設備或自備程序控制裝置操縱的不載人飛機。無人機一般由飛行控制平臺系統、有效載荷系統和地面控制系統三大部分組成。無人機攝影測量是依托無人機為主要的信息接收平臺，通過無人機機載攝影信息采集和處理設備，將最終所獲取的地理信息傳輸到測繪中心，經過數據技術處理，形成立體化的數字模型，并對光柵影像進行裁剪、合成、鑲嵌、重疊等融合形成數字正射影像圖的過程。

（一）無人機外業攝影

在無人機上搭載高分辨率的專用攝影相機，通過遙控和GPS 導向等方法以一定的速度和線路進行攝影記錄。在航攝前應根據測區的大小，測區內地形起伏的高低以及比例尺等設定好航攝線路、飛行高度以及相片的航向和旁向的重疊度。通常民用無人機攝影測量的飛行高度一般為地面50—250 米，其數據主要記錄方式為光柵影像，航高越大，地面分辨率越小，單幅影像對應地面范圍越大，影像地物畸變越小，因此在航向重疊度和旁向重疊度一定的情況下，航高越大相鄰航線可以設計越寬，影像曝光時長可以設計越長，測區光柵影像數越少。

（二）像控點的布設和測量

1.像控點的布設原則：外業測量像控點能夠在航攝照片影像上找到對應的點位，能夠在照片影像上準確刺出像控點，一般選在地面高度變化不大且平緩地區，清晰且無歧義，應避免樹下、房角等容易被遮擋的地方；分辨率應根據設計航飛的地面分辨率選擇野外實測的點類型；像控點最好在飛前布點，便于在飛行航攝采集的相片影像數據上就有靶標，后期空三加密量測時能夠將像控點準確刺在照片影像上；像控點圓形標或方形標一般選擇航攝影像6—7 個像素大小，且像控點標志物應與周邊地面顏色形成鮮明對比；相鄰像對和相鄰航線之間的像控點應盡量公用，當航線間像片交錯排列不能公用時必須分別布點，即位于自由圖邊或非連續作業的待測圖邊的像控點，一律在圖廓線外，確保成圖滿幅；像控點應盡可能的聯測成平高點。

2.像控點的測量：像控點一般用測量儀器測量平面坐標和高程，平面坐標一般采用GPS 測量方法，也可以用RTK 或全站儀測量方法；高程最好采用水準儀聯測測區附近已有高程水準點的測量方法，也可以采用GPS 高程測量方法；平面坐標和高程精度控制在1∶500 地形測量圖根點測量精度。

（三）數據處理

完成外業航攝和像控點測量后即可進行內業處理：內業處理就是將獲取的影像數據及POS 數據導入數據處理軟件如Pix4Dmapper軟件，進行像片自動裁剪、合成、鑲嵌、重疊等融合處理，同時利用外業測量的像控點平面坐標和高程輸入系統所對應的像控點，進行空三加密處理，生成數字高程模型、數字正射影像圖，最后生成帶坐標信息的TIFF 圖片，在影像信息上進行手工地物的勾繪和外業調繪，同時利用數字高程模型數據進行地貌處理，生成數字線劃圖，在數字線劃圖正式出圖前需利用數字正射影像圖進行野外摳檐調查。

（四）數字正射影像圖和數字線劃圖的平面精度檢查

以目前的技術水平，利用無人機傾斜攝影生產的三維模型進行三維測圖生產的地籍圖有較大的精度不合格的風險。2018年6月23日，在蘭溪市上華街道片區使用清華山三維測圖軟件EPS2016，利用無人機傾斜攝影生產村莊農房三維模型，與原有的全野外使用全站儀數字測繪的1∶500 村莊地形圖對比，分析利用三維模型進行三維測圖生產的地籍圖是否滿足1∶500 地籍圖的數學精度要求（見上表），試驗結果：試點三個村只有應家村能夠達到精度要求。此技術路線生產必須進行優化：一是在航攝的各個精度質量環節（像控點布控、空三、測圖以及后期人工干預摳檐過程等）安排足夠的質檢力量，嚴格把關，將航高控制在120 米以內，地面分辨率在1.5 厘米左右，對村莊農房不動產確權登記的數學精度是能夠達到的；二是如果在村莊農房不動產確權登記中，只利用無人機攝影測量生成地面分辨率在3.0 厘米左右的正射影像圖作為調查地圖，在調查中全面量測農房分層平面圖，利用農房底層分層平面圖測量數據在正摳檐調繪1∶500 線劃圖的過程中，對村莊農房不動產確權登記的宗地界址點間距的數學精度是能夠達到要求的，但相鄰宗地界址點間距的數學精度還是存在一定比例的粗差率。通過對三個村試驗結果的分析研究，建議在村莊農房不動產確權登記中采用無人機攝影測量和全野外房產分層平面圖測量相結合的技術思路，這是當前一定時期內村莊農房不動產確權登記較優的選擇。

三個村的精度統計表及航高表

二、在農房不動產確權登記中的應用

（一）快速獲取大比例尺地形圖及影像圖

農房不動產確權登記離不開現勢性強的大比例尺高精度地形圖及影像圖。以蘭溪市上華街道村莊農房不動產確權登記為例，需要提供1∶500 的地形圖進行村莊農房不動產確權登記前的權屬調查和宗地測量，該街道現有21 個行政村，農房9000 宗分布在轄區東西長約8.7 千米，南北寬約8.5 千米，總面積約74.33 平方公里。如果采用傳統的全野外數字化測量將難以在規定時間內完成。測區內地形平坦開闊，適合進行無人機航拍攝影。根據測區情況，將測區以自然村為單位一村一架次進行拍攝，航線設計：航高90—150 米，航向重疊度為70%，旁向重疊度為60%，航攝影像地面分辨率為3.0 厘米；相幅大小為4896×3264 像素，相機焦距為18 毫米，像素大小為4.8 微米，每個村拍攝約300—1000 張航片。各自然村在航攝前即進行像控點布設，每個村布設9—15 個像控點，6—8 個像控點用于影像數據處理，余下的像控點用于村莊數字正射影像圖及村莊數字線劃圖的控制點測量精度的檢查。

（二）建立權籍圖與權籍調查資料之間的對應關系

在蘭溪市上華街道村莊農房不動產確權登記所需的權籍資料收集過程中，利用無人機航攝制作的村莊數字正射影像圖以村為單位標注農房所有權人，并以農房所有權人為單位收集以戶為單位的村集體經濟組織成員的基本登記信息（家庭成員姓名、身份證、戶口等相關資料）；及時以戶為單位審查農房一戶一宅政策的落實執行情況（對符合一戶一宅政策的農房所有權人出具村集體經濟組織一戶一宅核查表，對不符合一戶一宅政策的農房所有權人依法依規進行處理并出具鄉鎮街道及以上人民政府對該戶違法違規情況的處理意見，對符合補辦宅基地及建設規劃審批的及時辦理補辦手續）；農房不動產所占宅基地的來源資料（農房所占宅基地的審批情況、村集體經濟成員之間的宅基地調劑情況、宅基地繼承情況、兄弟之間在分戶析產中的宅基分配情況）；農房不動產建設規劃審批資料（農房村鎮規劃用地許可證、建設工程規劃許可證、規劃驗收合格證明等農房建設過程的有關行政許可情況）。

（三）快速制作農房宗地圖和農房分層平面圖量測

在蘭溪市上華街道村莊農房不動產確權登記所需的農房宗地圖和農房分層平面圖量測的過程中，對照已標注農房所有權人的村莊數字正射影像圖與實測的農房底層分層平面圖數據，生成村莊數字線劃圖，在村莊數字線劃圖上按農房墻角及陽臺垂直投影所占的宅基地繪制農房宗地圖圖層，并生成宗地實際占地面積和宗地界址表及村莊數字地籍島圖，對照該戶農房不動產所占宅基地的來源資料確定該宗地應確權的宅基地面積，并在宗地圖上標注“該宗地實際使用面積為XX 平方米，實際確權登記面積為YY 平方米”；實地量測的分戶農房分層平面圖，并按規范計算分層建筑面積（蘭溪市上華街道村莊農房不動產95%以上為單體獨幢和連排，計算分層建筑面積可以直接按當層外墻計算），以戶幢為單位計算農房實際建筑面積，利用農房的宗地確權的宅基地面積對比該農房每層建筑面積（層建筑面積ZZ 平方米大于或等于宗地確權的宅基地面積YY平方米的，該層的確權建筑面積應標注為確權的宅基地面積YY 平方米；該層建筑面積ZZ 平方米小于宗地確權的宅基地面積YY 平方米的，該層的確權建筑面積應標注為層建筑面積ZZ 平方米；超出規劃許可的建筑層，該層的確權建筑面積應標注為0），各層確權的建筑面積之和為該農房實際應確權的建筑面積，各層平面圖盡量以幢為單位繪制在同一A4 紙上，在戶平面圖上標注“該戶實際共建M 層，可以確權登記N層，實際總建筑面積為AA 平方米，實際應確權登記的建筑面積為BB 平方米”。

三、結束語

無人機航測+全野外農房分層平面圖測量的作業方式、飛行規模及獲取的數據精度能夠充分滿足農房不動產確權登記的宗地地籍調查和村莊農房不動產地籍島圖的測繪要求。其航測所獲得的數據成果與傳統的外業調繪和全野外測繪成果相比較，采用無人機攝影測量，航攝影像具有高清晰度、大比例尺、小面積、高現勢性的優點；無人機對起降環境要求較低，不需要專用機場，可在云層下飛行等優勢，尤其是多旋翼無人機可隨時隨地垂直起降，能夠推進農房不動產地籍測繪應急服務體系的完善，提高了作業效率。隨著無人機傾斜攝影測量技術的進一步發展與應用，農房分層平面圖及分層實際建筑面積的量測可以在農房三維影像圖中直接量取，極大地減輕了測量人員的外業勞動強度，因此無人機攝影測量將會得到越來越廣泛的應用。