房產測繪新技術應用及精度分析

中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2025）08-0092-03

0 引言

房產測繪包括在土地征收、城市更新、建筑工程設計、建設工程規劃報建、房地產開發與交易、房地產權登記、建設工程規劃驗收、歷史遺留房地產問題處理等活動中，各類房屋建筑面積指標的計算和統計。具體分為房屋建筑施工圖面積測算、現狀測繪、變更測繪、預售測繪、竣工測繪等。

傳統的房屋數據采集設備一般有鋼卷尺、手持式測距儀、全站儀、GPS等，隨著近些年三維激光掃描技術[1，2]及無人機傾斜攝影技術[3]逐漸普及，站式三維激光掃描儀、手持式三維激光掃描儀、無人機也已經可以用于房產測繪項目中，各種類型的儀器及方法特點不一，將獲取的數據進行融合處理更能真實反映房屋模型內部和細節信息[4～～6]

1新技術的應用

在深圳某房產竣工測繪項目中，分別使用了傳統全站儀、手持激光測距儀、站式三維激光掃描儀（FAROFocusS350）、手持式三維激光掃描儀（GeoSLAMZEB-HORIZON）、無人機傾斜攝影等多種測量技術進行外業測繪，通過實際驗證了各項技術方法及數據精度。

1.1站式三維激光掃描儀

法如的站式三維激光掃描儀具有速度快、精度高、掃描視角的范圍大、獲取彩色點云、多站自動拼接等優勢。

為了更好地對整棟樓的掃描數據進行拼接和建模，現場作業時圍繞一棟樓進行了室外架站掃描，然后由一樓門廳、樓梯間逐步往室內和樓上進行掃描。一個三室兩廳的房屋，一般架站 8～11 次，用時 40～50 min，一天掃描兩層共計10個房間。內業點云數據拼接及后續繪圖和量測需用時半天。現場記錄下掃描時的架站位置，還可以在內業不能自動拼接點云數據時進行手動拼接。法如掃描儀的數據處理軟件SCENE可以自動識別配套的靶球完成點云拼接[7，也可以手動選擇地物點、物體平面、棋盤板、特制數字標靶等。拼接完成的數據導出并轉換格式后，用CAD軟件打開、進行查看、繪制房屋平面圖、邊長量算等工作。法如室內外掃描數據拼接成果如圖1所示，點云切片形成的房屋墻體效果圖如圖2所示。

圖1法如室內外掃描數據拼接成果

圖2點云切片形成的房屋墻體效果圖

在竣工測繪中會對比房產預售數據、房屋建筑施工圖面積測算數據等，傳統的現場鋼卷尺量測等方式，如果內業處理時發現尺寸不匹配不能馬上重新實地量測，三維激光掃描獲取的數據比較全面，并且方便反復量測，解決對比邊選擇錯誤等問題。

1.2手持式三維激光掃描儀

GeoSLAM因其使用了同步定位和地圖構建（Simultaneous Localization And Mapping，SLAM）技術[8]，與傳統測量方式和站式三維激光掃描儀相比又具有外業操作簡單、無需手繪、無需通視、效率更高等特點，并且可以手持或背負等多種方式作業。

為了獲得2000國家大地坐標系下的點云數據，方便后續數據融合和精度檢驗，現場選擇了室外控制點進行聯測。根據現場房屋分布情況，作業人員背負GeoSLAM由樓梯間上樓，然后在室內沿墻壁附近順時針或逆時針勻速行走，對每層樓每個房間進行掃描，尤其是廚房、廁所、陽臺等狹小空間在作業時要特別注意。GeoSLAMZEB-HORIZON室內掃描如圖3所示。

為提高整層樓掃描成果精度，在每層樓陽臺放置特制標靶，使用全站儀在地面測量每層樓標靶坐標，同時室內掃描時也把標靶掃描出來，最后掃描樓頂時與控制點進行聯測。

圖3 GeoSLAMZEB-HORIZON室內掃描

圖4傾斜攝影與激光點云融合建模成果

1.3無人機傾斜攝影

無人機具有機動、快速、經濟等優勢，運用多角度相機同步獲取房屋建筑各個角度高分辨率的航攝影像，同時記錄拍照時的航高、航速、旁向重疊度和航向重疊度，結合GNSS技術，后續內業能夠方便快速地構建三維模型。

無人機傾斜攝影主要包括規劃無人機飛行航線、航測前設備檢查、現場像控點布設、航飛數據獲取和航測數據處理工作，其間伴隨著嚴格的項目管理、質量監督、質量控制體系機制。利用ContextCapture建立三維模型的主要步驟為新建工程、導入照片、導入POS信息、空三測量、空三檢查、相控刺點、模型重建、生成模型[9-10]等。在內業測圖中，可以清晰地看到建筑群體的分布和周邊地形地貌，通過拖動、旋轉可觀察到地物和建筑的每一個細節；可直接在三維模型上進行精確邊長或高度測量，為內業人員提供可靠翔實的數據，節約大量時間、精力，有效地提高工作效率，降低生產成本。

1.4數據融合處理

站式三維激光掃描儀獲取的主要是fls格式的點云數據，手持式三維激光掃描儀獲取的主要是LAS/PLY/E57格式的點云數據，傾斜攝影獲取的主要是JPG格式的照片數據和txt格式的POS數據。通過ContextCapture軟件，將傾斜攝影影像經空三加密的數據與拼接后的激光點云數據相結合進行精細化三維建模[11]。傾斜攝影與激光點云融合建模成果如圖4所示。

在測區中布置比較均勻分布的靶標，使用激光掃描儀對靶標進行了掃描，同時也使用全站儀對靶標進行測量，從而實現激光點云數據拼接和配準，并將點云數據轉換到絕對坐標系統下。在測區布置像控點，使用全站儀量測像控點坐標，并使用此坐標進行絕對定向，從而將基于傾斜攝影生成的點云匹配到絕對坐標系統下，絕對定向過程在ContextCapture軟件中進行。在點云基礎上構建三角網，然后對三角網進行平滑、簡化，最后基于傾斜攝影影像自動映射紋理，生成高精度的三維模型。具體操作步驟為：新建項目、導入影像；導入像控點坐標、進行刺點；進行空中三角測量，根據像控點坐標進行區域網聯合平差，將空三加密點云納入絕對坐標系統中；導入絕對坐標系下的激光點云；檢查兩者點云是否配準；提交重建任務、設置重建范圍；提交新的生產項目，輸出成果選擇“三維模型”，最后提交工程，獲得三維激光掃描的點云和傾斜攝影數據融合的建模成果。

表1不同方式的邊長測量中誤差統計表

2 精度對比分析

在實驗過程中，為了增加房屋邊長對比效果，實地用全站儀、鋼卷尺、激光測距儀等進行了邊長測量，最終與Geoslam手持式三維激光掃描儀、FARO架站式三維激光掃描儀掃描數據進行對比，對比的房屋邊長數量、最大較差及中誤差統計如表1所示。

由統計表1可知，不同測量方式的較差、中誤差滿足GB/T17986—2000《房產測量規范》的精度要求。實驗中一棟52層的住宅，使用手持式三維激光掃描儀需要 1.5d 完成掃描工作，相比激光測距儀、鋼卷尺現場量測和記錄能節約2d左右的外業時間，且掃描數據豐富和可以內業反復量測。架站式三維激光掃描儀相對手持式三維激光掃描儀用時更久，但精度更高。

3結束語

本文使用全站儀、鋼卷尺、激光測距儀、三維激光掃描儀、無人機傾斜攝影等多種儀器設備采集數據，進行了傾斜攝影和三維激光數據融合建模，并對房屋邊長量測數據精度進行了對比。實驗結果表明：三維激光掃描測量的房屋邊長精度滿足規范要求，傾斜攝影和三維激光數據融合建模的技術方法可行，模型包含房屋室內和室外信息，模型信息豐富且全面。手持式三維激光掃描儀、無人機傾斜攝影等方式，可以應用于小區或廠房等精細化建模、部件級實景三維建設、房產精細化管理、建筑外立面測量等項目。

參考文獻

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