淺談測繪技術(shù)在農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍測量中的應(yīng)用

袁小軍

（南通市測繪院有限公司，江蘇 南通 226006）

1 引言

不動產(chǎn)權(quán)籍測量工作作為確權(quán)登記中的一項基礎(chǔ)性工作，為全面查清區(qū)域內(nèi)農(nóng)村宅基地使用權(quán)的界址、權(quán)屬性質(zhì)、面積、用途以及地表房屋等建筑物、構(gòu)筑物的基本情況，形成具有法律效應(yīng)的數(shù)據(jù)、圖件、表冊等調(diào)查資料提供了重要的技術(shù)支撐。最終建立農(nóng)村宅基地和農(nóng)房統(tǒng)一的權(quán)籍調(diào)查數(shù)據(jù)庫，納入不動產(chǎn)登記信息基礎(chǔ)平臺管理，有效、穩(wěn)妥地解決歷史遺留問題，為城鄉(xiāng)統(tǒng)籌推進不動產(chǎn)統(tǒng)一登記工作創(chuàng)造條件。

2 測繪技術(shù)的應(yīng)用研究

在日常的作業(yè)過程中，發(fā)現(xiàn)不動產(chǎn)權(quán)籍測量中存在一些問題：圍墻較多，空關(guān)戶很多，房屋測量入戶較難；連片房屋難以分辨，容易漏測、漏畫且隱蔽點難以量測。采用傳統(tǒng)的解析法測量技術(shù)，如全站儀、GPS-RTK 等儀器進行作業(yè)，工作效率較低、制約因素較多，難以滿足不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查測繪的需求。然而隨著近年來測繪技術(shù)的迅猛發(fā)展，無人機傾斜攝影測量技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)能以高效率、高清晰的方式全面反映地面復雜的場景，已成為不動產(chǎn)權(quán)籍測繪中的一種重要技術(shù)手段。本文主要對以上幾種測繪技術(shù)的作業(yè)流程和其優(yōu)缺點進行介紹[1]。

2.1 傳統(tǒng)解析法測量技術(shù)

根據(jù)測區(qū)平面控制網(wǎng)，通過測量角度、邊長，計算界址點坐標的方法，稱之為解析法。傳統(tǒng)解析法測量技術(shù)即以全站儀、RTK、測距儀等測量工具為主要技術(shù)手段，通過全野外測量技術(shù)獲取界址點坐標和界址點間距的方法。

解析法在地籍基本控制測量的基礎(chǔ)上進行圖根控制測量，以圖根點為依據(jù)測量界址點的坐標及主要建筑物的位置，展繪各級控制點及解析界址點，繪制宗地權(quán)屬界線圖，以控制點及界址點為基礎(chǔ)，展繪其他重要地物的位置于圖上而形成地籍圖。界址點、地物點測距一般不應(yīng)超過80 m，地形點測距一般不應(yīng)超過150 m，量距不應(yīng)超過50 m，解析法圖根控制點平面點位中誤差在±5 cm 內(nèi)，邊長相對誤差≤1/3 000，邊長測距中誤差≤±2 cm，同時且需要注意相鄰圖根點平均間距不應(yīng)大于100 m，最大間距不得大于200 m。目前，解析法測量的主要方法有：極坐標法、前方交會法、直角坐標法、距離交會法等。

解析法測量的主要優(yōu)點如下。

1）自動化程度高。采用全站儀自動記錄存儲數(shù)據(jù)，并可直接傳輸給計算機進行處理、繪圖，不但提高了工作效率，而且有利于后續(xù)的信息管理工作。

2）精度高。在全過程中原始數(shù)據(jù)的精度毫無損失，不存在傳統(tǒng)測圖的視距誤差、方向誤差、展點誤差，可以很好反映外業(yè)測量的高精度，可以獲得高精度的測量成果。

3）整體性強。測區(qū)控制網(wǎng)一旦建立，可在整個測區(qū)的任何位置進行實測和分組作業(yè)，成果可靠性強，精度均勻一致，對于小范圍地籍補測或更新，解析法測量更靈活。

解析法測量的主要缺點如下。

1）受現(xiàn)場條件影響大，對于圍墻多，空關(guān)戶多的地方效率低，傳統(tǒng)的解析法測量每組每天測量工作量約為20～30 宗。

2）對于調(diào)繪或者補漏錯方面，花費時間較長，工作效率低、成本高。

2.2 傾斜攝影測量技術(shù)

傾斜攝影技術(shù)三維數(shù)據(jù)可真實反映地物的外觀、位置、高度等屬性；同時可快速采集影像數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全自動化三維建模；傾斜攝影數(shù)據(jù)是帶有空間位置信息的可量測影像數(shù)據(jù)，能同時輸出DSM、DOM、TDOM、DLG 等多種成果。

傾斜攝影測量技術(shù)開展農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍測量，需要在航攝前，進行測區(qū)踏勘和像控點布設(shè)。隨即采用無人機對作業(yè)范圍進行航拍，形成覆蓋范圍完整無漏洞的多視角影像數(shù)據(jù)。隨后基于Smart 3D 軟件進行三維模型的構(gòu)建，按照空三加密、密集匹配、3D TIN 構(gòu)建、紋理映射等步驟生成正射影像和三維模型。然后將模型導入自主研制的測圖系統(tǒng)，進行矢量數(shù)據(jù)的采集，最后對產(chǎn)品精度進行檢測，通過此種方法可以一測多用，經(jīng)濟效益顯著，是實現(xiàn)不動產(chǎn)三維權(quán)籍管理的主要手段。

傾斜攝影測量技術(shù)的主要優(yōu)點如下。

1）無須入戶即可測量，生產(chǎn)過程干擾性因素少，且采集過程不受現(xiàn)場相關(guān)因素影響。

2）生成三維傾斜模型，多視角作業(yè)，作業(yè)效率提升，傳傾斜攝影測量每組每天測量工作量約為60～80 宗。

3）將大量外業(yè)工作轉(zhuǎn)移到內(nèi)業(yè)，減少外業(yè)工作量，降低作業(yè)成本。

4）數(shù)據(jù)成果豐富，可視化效果好。

5）三維農(nóng)房成果對未來自然資源數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

傾斜攝影測量技術(shù)的主要缺點如下。

1）地籍成果精度要求較高，對像控點的布設(shè)和精度要求較高，其精度高度直接決定了地籍圖的成果質(zhì)量。

2）局部房屋密集區(qū)域的三維模型存在拉花、變形的現(xiàn)象，無法判讀出準確的界址點和地籍要素點，對于此類情況可以采用常規(guī)儀器到實地進行補測，或者現(xiàn)場丈量部分房屋的邊長。

2.3 三維激光掃描技術(shù)

2.3.1 地面三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)是一種先進的全自動高精度立體掃描技術(shù)，主要采用非接觸式高速激光測量方式，快速獲取地物表面的全息點云坐標信息的新技術(shù)，又稱為“實景復制技術(shù)”。地面三維激光掃描主要分為架站式三維激光掃描和移動式三維激光掃描。

架站式三維激光掃描通過標靶或各站的公共特征點進行拼接配準，點云去噪、點云導出和點云成圖，最終形成完整的點云數(shù)據(jù)。其主要特點是精度更高，缺點是作業(yè)速度稍慢。移動式三維激光掃描過慣性導航系統(tǒng)和GNSS 接收機獲取掃描儀的實時位置，對所采集的點云與相片進行拼接處理，最終獲得完整的點云數(shù)據(jù)[2]。

地面三維激光掃描技術(shù)的主要優(yōu)點如下。

1）數(shù)據(jù)采集速度快、效率高。三維激光掃描速度能達到百萬點/s，能快速獲取地形的立體信息，既縮短了野外工作時間，又提高了數(shù)據(jù)采集效率，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集。

2）作業(yè)方式靈活。對掃描點的位置分布更加靈活，最大限度地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的覆蓋率與精度的綜合提高。

3）數(shù)據(jù)采集精度高，具有全站儀的測量精度，能使點位、距離和角度測量精度達到專業(yè)級測量精度。

4）非接觸測量，具有很強的抗干擾能力，不受光線、溫度、濕度等外部因素的影響，夜晚也可正常工作。

地面三維激光掃描技術(shù)存在的主要缺點如下。

1）三維激光掃描獲取的點云數(shù)據(jù)量巨大，對計算機硬件配置有一定的要求，在處理大面積點云數(shù)據(jù)時會出現(xiàn)卡頓、死機的情況。

2）三維激光掃描獲取的點云數(shù)據(jù)中無效的點云數(shù)據(jù)較多，如車輛和樹木等，內(nèi)業(yè)點云數(shù)據(jù)處理工作量較大。

3）三維激光掃描障礙物遮擋，需要對一些特征區(qū)域采用傳統(tǒng)測量方法進行補測。隨著設(shè)備硬件的提升以及點云處理軟件的完善，這些問題都能得到有效解決。

2.3.2 無人機載三維激光掃描技術(shù)

無人機載三維激光掃描技術(shù)主要通過激光掃描儀主動向探測目標發(fā)射高頻率激光脈沖，激光脈沖在照射到地物表面后會發(fā)生折射，進而被無人機載激光雷達系統(tǒng)接收。此過程中無人機載激光雷達系統(tǒng)可以直接獲取無人機距離地物表面的距離、反射率等數(shù)據(jù)信息，相關(guān)數(shù)據(jù)信息在經(jīng)過專業(yè)軟件分析處理后形成點云信息，即高密度三維空間坐標信息。

機載三維激光掃描作業(yè)前需要制訂詳細的作業(yè)計劃，包括計劃航線、計算行高、旁向重疊度等，另外，還要進行各種參數(shù)的檢校等。完成外業(yè)任務(wù)后，得到的數(shù)據(jù)主要有：激光點頻、掃描轉(zhuǎn)速、飛行高度、航線寬度、各波段的記錄值等數(shù)據(jù)。內(nèi)業(yè)需要將這些數(shù)據(jù)進行聯(lián)合處理得到激光角點的三維坐標值以及對應(yīng)的波段數(shù)值。然后進行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，經(jīng)過去噪，濾波等處理后得到最終的點云數(shù)據(jù)后進行成圖。

機載三維激光掃描技術(shù)的主要優(yōu)點如下。

1）提高作業(yè)效率。減少了大量外業(yè)數(shù)據(jù)采集人工，大大提高了野外工作的便捷性，縮短項目工期。

2）高精度測量。獲取高精度點云數(shù)據(jù)通過專業(yè)軟件進行處理，可以獲取主要特征點和房角點。

3）解決地面三維激光掃描儀無法入戶測量的困擾，能夠獲取更加完整的點云數(shù)據(jù)。

機載三維激光掃描技術(shù)的主要缺點如下。

1）對作業(yè)人員要求高。無人機機載三維激光數(shù)據(jù)采集前需要同步采集靜態(tài)數(shù)據(jù)，所以對無人機操控、采集區(qū)域信號判斷穩(wěn)定都需要充分的理論基礎(chǔ)和經(jīng)驗。

2）數(shù)據(jù)處理量大，對內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的軟硬件配置較高。

3 成果對比分析

本次選取江蘇省南通市如東縣某鎮(zhèn)（房屋相對集中的80 宗地）作為試驗區(qū)，采用傳統(tǒng)解析法測量技術(shù)、傾斜攝影測量技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)進行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，采集完成后統(tǒng)計界址點的點位中誤差和間距中誤差，具體精度統(tǒng)計對比表如表1 所示[3]。

表1 精度統(tǒng)計對比表

從表1 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，3 種測量技術(shù)統(tǒng)計的界址點點位中誤差和間距中誤差對比分析傳統(tǒng)解析法測量技術(shù)精度最高，傾斜攝影測量技術(shù)精度最低，但3 種測量技術(shù)的精度均滿足技術(shù)規(guī)范要求。

同時對完成這80 宗地的作業(yè)時間（含外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和最終成圖）進行了統(tǒng)計，最終的作業(yè)時間統(tǒng)計如表2 所示。

表2 作業(yè)時間統(tǒng)計表

從表2 可以看出，3 種測量技術(shù)中傳統(tǒng)解析法所需要的時間最長，傾斜攝影測量技術(shù)所需要的時間最短，幾乎是相差1倍的作業(yè)時間。因此，可以看出測繪新技術(shù)大幅提升了農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍測量工作的效率，降低了勞動強度，將大量的外業(yè)工作轉(zhuǎn)換為內(nèi)業(yè)工作。

4 結(jié)語

農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍測量項目是一項艱巨煩瑣的任務(wù)，項目本身技術(shù)難度并不大，難點在于工作量大，實踐證明，傳統(tǒng)的解析法測量技術(shù)、傾斜攝影測量技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)是目前農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍測量的主要技術(shù)手段，各具有優(yōu)缺點，但是傳統(tǒng)解析法測量技術(shù)受種種客觀因素影響，外業(yè)作業(yè)時間很難控制，傾斜攝影測量技術(shù)具有高效快捷、成本低廉、機動靈活等應(yīng)用優(yōu)勢，大大提高了農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的速度，節(jié)省了人力物力，而且精度完全滿足相關(guān)規(guī)范的要求。三維激光掃描技術(shù)由于其非接觸、全天候、可靠性高、空間信息采集完整等優(yōu)點將原先作業(yè)時間不可控的外業(yè)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)化為作業(yè)時間可控的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，有效保證了項目進度。通過3 種測繪技術(shù)的對比分析應(yīng)用為農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍測量項目的實施提供了多源可選擇方案，為測繪新技術(shù)在不動產(chǎn)權(quán)籍測量項目中的研究奠定了基礎(chǔ)，同時具有很好的指導作用。