應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影三維建模的房地一體確權(quán)研究

王英謀

（廣東省國土資源測繪院，廣東 廣州 510300）

1 引言

推進(jìn)農(nóng)村房地一體不動(dòng)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(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記制度的基本內(nèi)容[1]。其主要任務(wù)是對(duì)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(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查和數(shù)據(jù)建庫，并對(duì)符合登記條件的頒發(fā)不動(dòng)產(chǎn)權(quán)證。該工作涉及的基層和群眾面廣，完成國家規(guī)定的目標(biāo)時(shí)間緊、任務(wù)重。由于歷史原因，各地實(shí)際情況不一，因此在推進(jìn)農(nóng)村房地一體確權(quán)登記工作上進(jìn)展也不一致，一些地方的農(nóng)村房地一體不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)登記工作存在目標(biāo)不明確、工作重點(diǎn)不突出、權(quán)籍調(diào)查方法不合實(shí)際、工作組織不力等問題[2]。本文介紹的基于無人機(jī)傾斜攝影三維模型測繪房地一體確權(quán)要素技術(shù)，能夠快速、精準(zhǔn)、高效地完成農(nóng)村宅基地和房屋測量，為實(shí)施農(nóng)村宅基地快速調(diào)查提供一種新的技術(shù)方法。

2 常規(guī)測量手段面臨的難題

目前，采用常規(guī)測量手段開展農(nóng)村房地一體不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)登記工作，通常會(huì)遇到以下問題：

（1）多層房屋連墻共垛、房屋連排共墻，且因臨街建設(shè)、依地勢而建等，房屋對(duì)邊邊長不相等，不易丈量（如圖1 所示）。

圖1 連墻共垛房屋

（2）戶主長期外出工作，家門緊閉無法進(jìn)入，房屋測量和權(quán)屬調(diào)查時(shí)，面臨無法丈量房屋邊長和無人現(xiàn)場指界的難題（如圖2 所示）。

圖2 家門緊閉房屋

（3）臨水或靠墻堆積雜物等困難區(qū)域無法丈量房屋邊長，無法完整實(shí)測房屋邊線（如圖3 所示）。

圖3 臨水房屋

3 房地一體確權(quán)技術(shù)指標(biāo)要求

依據(jù)地籍測繪規(guī)范（CH5002-94）要求，界址點(diǎn)的精度分為三級(jí)[3]，具體要求如表1 所示。

表1 地籍界址點(diǎn)測量規(guī)范

4 無人機(jī)傾斜攝影三維模型測量技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

4.1 精度可靠

本文提出采用無人機(jī)傾斜航空攝影技術(shù)高效獲取高精度、多視角影像，建立三維模型，而后通過內(nèi)業(yè)完成農(nóng)村宅基地、集體建設(shè)用地及其地上房屋等建（構(gòu)）筑物的不動(dòng)產(chǎn)測量工作。成果精度經(jīng)國家測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)測試中心檢測，平面絕對(duì)位置中誤差均優(yōu)于5cm，達(dá)到了解析法測量界址點(diǎn)、房角點(diǎn)二級(jí)精度指標(biāo)要求[4]。

4.2 快速高效

將無人機(jī)傾斜攝影三維模型測量技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村宅基地和集體建設(shè)用地房地一體測量，與傳統(tǒng)采用GPS-RTK 結(jié)合全站儀的實(shí)地測量方法相比，優(yōu)勢如下：（1）降低外業(yè)人員工作強(qiáng)度，提高效率，縮短工期；（2）優(yōu)化作業(yè)方法，直接在三維模型上采集數(shù)據(jù)，不需要佩戴立體眼鏡；（3）三維模型影像立體逼真，軟件智能化水平高，對(duì)作業(yè)人員技術(shù)水平要求較低，作業(yè)方法智能高效[5]。

4.3 便于實(shí)施

利用基于無人機(jī)傾斜攝影三維模型的傾斜攝影測圖系統(tǒng)實(shí)施房地一體測量項(xiàng)目，在室內(nèi)用電腦軟件即可操作完成，不易受外界天氣影響。特別是對(duì)于農(nóng)村連墻共垛、長期空置無人居住無法進(jìn)入、臨水或靠墻堆積雜物的房屋都能在室內(nèi)完成測量，受外界環(huán)境因素影響小[6]。

5 應(yīng)用方法

本文以惠州市博羅縣房地一體確權(quán)登記項(xiàng)目為例，利用無人機(jī)傾斜攝影三維模型實(shí)施測量形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)施過程主要包括：傾斜航空攝影、像片控制測量、空三加密、三維建模、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集、外業(yè)調(diào)繪等（如圖4 所示），確權(quán)登記后形成權(quán)籍調(diào)查成果，本文主要對(duì)房屋測量、權(quán)屬調(diào)查進(jìn)行探討。

圖4 基于無人機(jī)傾斜攝影的農(nóng)村房地一體測量技術(shù)流程

5.1 房屋測量方法

多層異形房屋的采集，先采集最外圍房屋邊線，再通過面分割的方式得到每層房屋邊線（如圖5 所示）。

圖5 面分割法房屋測量

一般在模型上直接測量房屋邊線，不需要外業(yè)調(diào)繪進(jìn)行屋檐改正；部分遮擋某些邊只能看到一個(gè)角點(diǎn)的房屋，先在屋頂上采集兩個(gè)點(diǎn)確定邊的方向，然后利用映射功能確定房角位置，把整條屋頂上的邊映射到墻面正確位置（如圖6 所示）。

圖6 部分遮擋房屋測量

連墻共垛、長期無人居住無法進(jìn)入、臨水等外業(yè)測量困難的房屋，在內(nèi)業(yè)直接完成 ；附屬房屋的采集，起點(diǎn)從與主體房屋的公共邊開始，直接生成拓?fù)潢P(guān)系（如圖7 所示）。

圖7 附屬房屋測量

利用無人機(jī)傾斜攝影三維模型進(jìn)行房地一體要素測量，可以在內(nèi)業(yè)完成房屋邊長、面積、層高、材質(zhì)、全貌要素調(diào)查等地籍測量要素采集，完成部分表、冊(cè)、草圖的編制，只要現(xiàn)場指界和收集權(quán)利人信息，即可完成確權(quán)工作。

5.2 權(quán)屬調(diào)查：集中指界或異地指界

（1）現(xiàn)場指界，利用無人機(jī)傾斜攝影數(shù)據(jù)制作的正射影像圖，可作為土地權(quán)屬狀況調(diào)查的工作底圖，色彩豐富真實(shí)，各類地物地貌一目了然，調(diào)查人員容易辨識(shí)，村民容易辨認(rèn)，對(duì)于無遮擋處可提供現(xiàn)場照片，有利于調(diào)查工作的開展。

（2）無人機(jī)傾斜攝影三維模型直觀反映了實(shí)地建筑物的外觀特征，在群眾基礎(chǔ)好的地區(qū)，不必挨家挨戶現(xiàn)場指界，調(diào)查人員可通過公告、廣播、電話、QQ、微信等方式通知指界人，集中到村委會(huì)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)集中指界。

（3）對(duì)于不能到現(xiàn)場指界的權(quán)利人，可在三維模型上通過手機(jī)視頻或騰訊會(huì)議方式進(jìn)行視頻指界，實(shí)現(xiàn)異地指界，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息、委托簽字，完善指界手續(xù)。

5.3 質(zhì)量檢查

對(duì)于前期宅基地和集體建設(shè)用地已完成地籍調(diào)查和地籍測量的地區(qū)，可對(duì)照傾斜攝影三維模型對(duì)調(diào)查和測繪成果進(jìn)行核實(shí)，檢查房屋的層數(shù)、材質(zhì)、邊長等數(shù)據(jù)是否屬實(shí)。

5.4 生產(chǎn)多樣化測繪產(chǎn)品

利用無人機(jī)傾斜攝影三維模型，可以根據(jù)需要制作DOM、DTM、DSM、DEM、DLG、三維模型，豐富了不動(dòng)產(chǎn)測繪成果。

6 精度檢測

在測區(qū)用手持測距儀隨機(jī)檢查，宅基地803 宗，量測邊長1330 條。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，邊長中誤差為4.3cm，其中粗差38 個(gè)，最大誤差為18cm，滿足地籍測量二級(jí)界址點(diǎn)（限差±20cm，中誤差±10cm）的要求，精度檢測結(jié)果如表2 所示。

表2 精度檢測結(jié)果

7 結(jié)束語

應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影測量方法開展房地一體確權(quán)工作，房屋界址點(diǎn)測量、邊長丈量等大部分工作可在室內(nèi)完成，滿足1∶500 地籍測量精度要求，比常規(guī)方法減少一半以上工作量，縮短了工期，借助三維模型和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了集中指界和視頻指界。將無人機(jī)傾斜攝影三維模型應(yīng)用于農(nóng)村房地一體確權(quán)登記項(xiàng)目，不僅效率高、精度可靠，還可提供多樣化的測量產(chǎn)品，為三維不動(dòng)產(chǎn)測繪奠定了基礎(chǔ)。不足之處是在局部建筑物密集區(qū)域，遮擋區(qū)影像存在拉花、變形問題，影響采集精度 ；另一方面，由于三維模型尚未實(shí)現(xiàn)單體化，無法將模型與矢量數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。