淺議MMS在農村不動產權籍調查關鍵步驟的應用

呂 悅，于志路，付海德，呂偉源，葉長斌

（1.山東正元數字城市建設有限公司，山東 煙臺 264670）

隨著不動產統一登記的深入實行，城鎮不動產數據整合工作已基本完成。在農村地區經過了地籍調查、宅基地使用權和集體建設用地使用權確權登記發證、地籍更新等工作后，形成了大量的地籍調查和確權資料，這些資料還未充分利用，不動產登記還未完全實行。為貫徹落實中央、國務院深化農村土地制度改革等方面的總要求，各地相繼開展了農村房地一體不動產權籍調查工作。這項工作是以尚未完成登記發證的宅基地和集體建設用地為重點。在作業過程中存在許多問題，例如已有資料的坐標系不規范、現有數據精度達不到權籍調查的要求和質量控制難以把握等。對于如何解決這些問題，本文結合當今測繪技術情況，對此項工作的關鍵問題進行闡述及應用，旨在減少作業工作量、提高工作效率和發展新技術為基本思想，將工作圓滿完成[1-5]。

1 空間坐標系轉換

農村不動產權籍調查的首要工作是收集已有的各類相關成果資料，包括宅基地和集體建設用地確權作業期間建立的各級控制點成果、地籍調查的檔案成果、地籍測量的DLG 數據和文字報告資料等。這些成果一般是建立在1954 北京坐標系、1980 西安坐標系和地方獨立坐標系等。根據國務院規定，自2018-07-01 起全國范圍內全面使用2000 國家大地坐標系，停止提供上述數據成果。基于這個規定，現在最迫切的問題是將現有已有資料坐標系的數據成果轉換成2000 國家大地坐標系，并且數據的轉換精度和可靠性能達到現階段權籍調查的要求，再在這個數據基礎上進行后續相關的作業工作。基礎數據精度和可靠性是進行此項工作的前提。

文獻[6] 指出一般平面坐標系的空間轉換模型為布爾莎模型，此模型能保持不同空間坐標系轉換的高精度和高符合性；在進行坐標系轉換時文獻[7] 的結論是選取十個同名點分布在整個測區時最為合適，轉換精度最高；文獻[8] 提出了一種城市地方坐標系與CGCS2000 之間的嚴密轉換模型，實現了CGCS2000坐標系的大地高與城市坐標系正常高之間的相互轉換。在實際工作中可以綜合應用這些方法對空間坐標系實行相互轉換，轉換的精度可以使用移動測量系統采集的點云數據進行驗證。將以前的“單點”測量驗證方式轉變成現在的“點云”形成的線、面和空間模型等多種測繪數據驗證方式，增加了多余觀測量和數據形式，提高了精度驗證的可靠性。

2 數據采集和調查

現在農村不動產權籍調查主要還是以傳統的技術和方法進行作業，文獻[9] 詳細闡述了類似的作業方法和技術流程，作業成果人工干預較多，與現在日益發展的信息技術和新型測繪裝備技術不相匹配。在即將大量開展的此項工作中應使用移動測量系統數據采集，以智能數據采集處理為主要手段進行數據處理加工。

2.1 移動測量技術

車載移動測量系統是在機動車上裝配G P S、CCD、INS 或航位推算系統等先進的傳感器、外換存儲設備及高等級防護罩組成，在車輛的行進中，快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數據和屬性數據。數據同步儲存在車載計算機系統中，經編輯處理，形成各類專題數據成果。移動測量數據采集流程如圖1所示。

圖1 移動測量系統數據采集流程圖

對于在農村開展這項工作，車載移動測量系統所獲取的數據信息有限，不能全面滿足農村范圍房屋等地物的空間信息，農村現實環境情況又較為復雜，采集的數據的融合性、銜換性和完整性會受到影響。全面的技術方法是采用空地一體化構建的移動測量體系。機載LiDAR 在空中采集數據，發揮空中探測的優勢；車載移動發揮近地、側掃的優勢，綜合使用兩種技術，構建空地一體化移動測量體系[10]。這種新型的測量系統正以面狀數據采集的方式極大的提高了外業的工作效率，獲得的數據形式多樣，內容全面。文獻[11] 評價了車載移動測量系統的絕對精度、相對精度和重復性精度，也充分證明了移動測量數據的可靠性。移動測量系統采集的點云數據切片，生成切片圖；進一步產生矢量化數據成果。移動測量空間數據采集系統將在農村房地一體工作中有廣泛的應用前景。

2.2 智能數據采集處理

權籍調查的工作細節要求較多，房屋的空間信息和屬性信息表達詳盡而嚴格，特別是經濟較為發達的農村地區。這些繁瑣的信息可以使用“泛”和“精”的方式來處理。

對于宗地和房屋信息的權利人、土地用途等屬性信息需要通過收集已有調查資料和現場調查的方式確認。為了完整地收集這些資料，最常規的方法就是按照作業流程將收集的資料以類別錄入到數據庫中。一般操作過程中人為主觀因素較多，容易出錯，檢查和完善比較繁瑣。而通過智能手機和PDA 里安裝相應的屬性數據采集和定位軟件，在外業調查隨時進行錄入、修改和拍照等獲取農村房地一體所需的數據，將內外業的屬性數據和基本的空間數據通過移動智能終端解決。智能數據采集流程如圖2 所示。

以大眾的非專業人員通過固定的格式搜集農戶房屋基本屬性數據并錄入屬于“泛”處理方式。即非專業人員能夠簡單地使用標準的低成本移動設備收集地理數據[12]。

圖2 智能數據采集流程圖

在農村房地一體中需要準確量算權利人的房屋面積。其前提工作是正確測量出每個房角點的坐標，這項工作可以通過使用移動測量系統，通過空地一體的方法利用激光點云數據和實景影像，對地表不同類型的顯著地物進行分類，對不同類別的地物進行精確分離歸類，實現對同類地物的統計分析，定位精度高、影像精確直觀。配合利用手持測距儀在房屋對邊角進行一些多余觀測使用邊長交會和幾何方法對形狀不規整的房屋進行面積測量。

對于農村一般房屋，只需按照面積計算規范分別計算每層的面積，然后將每層的面積累加起來即是該房屋總面積。對于有樓梯以及公攤面積的房屋則要進行分類計算。對于復雜的結構房屋，要把房屋盡可能的分割成簡單規則的圖形，分別計算出每個簡單圖形的面積后在進行累加便得到整個房屋的總面積。這種以專業要求，通過熟練數據處理和精確計算各種形式農戶房屋面積等空間數據的方式屬于“精”處理方式。

使用移動測量系統和智能數據采集處理得到可靠的空間和屬性數據是農村房地一體不動產權籍調查承上啟下的最關鍵步驟，也是這項工作最重要的內容。

3 質量控制

農村房地一體成果質量通過二級檢查一級驗收控制。根據成果的數據情況，將其分為空間數據和屬性數據的質量控制。

3.1 空間數據的質量控制

農村不動產權籍調查的空間數據檢查是運用六字解決方案和質量管理體系的PDCA 循環[13]。主要是以點、線的方式進行質量檢查，優點是檢查的精度穩定，方法簡單，易于實施，檢查的儀器設備成本低等；缺點是效率低，人力成本高，進度緩慢等。

隨著新型測繪技術裝備的迅速發展和高精度、高可靠性的加強，在農村房地一體成果質量檢查中應該使用更先進的移動測量系統進行面區域的質量控制。其中文獻[14]研究了車載移動測量系統在大比例尺地形圖數學精度檢測中的應用，為提高測繪質檢效率提供了一種新方案；文獻[15]將DOM 與測繪成果圖進行疊加分析，快速精準地判讀出地形圖存在的質量問題，提高工作效率；文獻[16]探討了使用機載LiDAR快速有效地對點云噪聲、屬性信息完整性和點云精度等的檢查。這些都是使用移動測量系統進行空間數據檢查的具體應用。

3.2 屬性數據的質量控制

農村房地一體工作主要的任務是查清農村宅基地及集體建設用地上建筑物的屬性信息，包括房屋權利人、坐落和房屋建筑面積等。屬性數據的檢查主要包括屬性項的檢查和屬性值的檢查，其中屬性項的檢查主要對字段的長度、類型以及小數的位數進行檢查，屬性值的檢查主要是對數據必填字段是否存在非法字符、是否存在空值的檢查。人工檢查效率低、內容繁瑣、錯誤率高等，嚴重影響作業進度，因此利用程序設計檢查軟件進行屬性數據的批量檢查[7]。

通過移動測量系統的CCD 視頻系統，連續全過程地記錄地物屬性，形成閉環的屬性記錄及檢驗系統，保證了地物屬性記錄的完整性和品質。作業員還可通過手寫/語音輸入裝置及鍵盤進行補充屬性錄入。

測繪成果質量要以數據說話，以檢查數據樣本的正確評價結果為依據。空間和屬性數據的質量檢查可以使用常規方法、移動測量系統和程序設計檢查軟件，基于這些方法交互運用，確定了數據的可靠性是順利完成最后工作的重要保障。

4 實驗分析與對比

使用移動測量系統，在煙臺城鄉換合部，對幾種車載移動測量設備的測量精度進行了比較和與常規測量工作效率進行了分析。

此次車載移動測量系統獲取數據的車速都在30 km/h 左右。

首先通過POS 解算、點云拼換、點云著色等處理過程獲得實驗區域的點云數據，在掃描點云數據中選取足夠多的明顯特征點。然后使用全站儀、測距儀等傳統測量方法采集地物的特征點、邊的數據，并在點云數據中選取出對應特征地物的點云，利用量取點位置的工具，量取出特征點對應的點云坐標，利用量取點間距的工具量取特征物體的邊長。

4.1 絕對精度對比

由于在點云中量取特征物尺寸數據時是手動選擇，存在人工選點誤差。但是，在點云的實際應用中人工選點是必不可少的一個步驟，因此，為進一步減小選點誤差，采取多次選點獲得數據。

1）0～20 m 地物點精度檢查。選取0～20 m 明顯地物點55 個，經檢驗，得到的精度如表1 所示。

表1 車載移動測量系統路面點精度誤差統計表

從表中可以看出測量數據的平面誤差都在±4.0 cm之內。高程誤差均在±5 cm 左右。

2）20 ～50 m 地物點檢查。為驗證移動測量設備遠距離精度，選擇9 個視野開闊的地方，共測量驗證點131 個。經檢驗，得到20～50 m 地物點精度如表2所示。

表2 車載移動測量系統20/50 m 地物點精度誤差統計表

隨著掃描距離的增大，絕對測量精度逐漸衰減。

4.2 相對精度對比

本次相對精度誤差表，是通過利用測距儀、全站儀等工具在實地測量所選特征物體實際的長，再在點云中量取相應特征物的長。在明顯區域利用測距儀共丈量房邊56 條，4 種設備量邊個數均在30 以上，得到邊長檢查精度。

將兩類數據進行處理計算出中誤差如表3 所示。

表3 車載移動測量系統相對精度誤差統計表

從表中可以看出測量數據的相對誤差在±1.0 cm～±2.0 cm 左右，相對精度較高。

4.3 精度總結

通過0～50 m 地物點精度統計及相對精度誤差統計，可以看出平面精度及相對精度均達到農村不動產權籍調查的精度要求。

4.4 移動測量系統與常規測量作業對比

以150 戶左右的村莊測量為例，使用移動測量系統和常規測量進行數據采集和處理，其作業狀況對比如表4 所示。

表4 移動測量系統工作表

表5 常規測量工作表

從作業效率方面考慮，通過表4、5 的比較，顯然移動測量比常規測量效率高很多。移動測量系統可以不受時段和入戶的限制等客觀因素的影響，時間利用率較高；常規測量受上述限制較多，測量精度受人、機和環境的影響較大。移動測量配合專業測圖軟件可以實現“辦公室”測繪，改變了傳統的數字成圖了方法，大大減輕了外業工作量，并且內業處理時間和方式較靈活[17]；常規測量外業工作量較大，受限較多，內業成圖和編輯受外業影響較大，不能按進度分工序解決。在大面積和復雜作業中移動測量系統的優勢會尤為明顯。

5 結 語

隨著農村房地一體權籍調查工作的不斷開展和深入，以上闡述的關鍵步驟的思路方法能在作業生產中產生積極影響。①作業初期已有資料的收集和過濾極為重要。收集的資料越詳細全面，轉換的2000 國家大地坐標系成果越可靠，以后的工作就能越容易開展，將能減少大量繁瑣工作，提高作業效率，加快工作進度。②隨著傳感器技術的快速發展，車載移動測量系統正朝著小型化、便宜化和智能化的方向發展。隨著車載移動測量系統不斷完善和人們認知度的不斷提高，未來該系統的應用必將越來越廣泛。在以后的常規測繪作業中要大膽嘗試使用新型的測繪裝備和智能數據采集處理技術，同時將基礎測繪的理論和方法融合到新技術中，相互發展和推進。③質量控制對農村房地一體工作中的數據成果起到保障作用，常規的質量控制方法簡單易行、實用、穩定；新技術方法高效、準確、客觀。這兩種技術方法靈活的相互融合運用為定量和定性的房地一體數據成果質量提供了保障，為以后數據庫的建立奠定了基礎。