傾斜攝影在農村房地一體不動產確權登記項目中的應用

張照杰 李 娜

(正元地理信息集團股份有限公司, 浙江 德清 313200)

0 引言

推進農村房地一體不動產確權登記頒證工作,是國務院新形勢下關于“三農”工作的重要部署,是深化農村產權制度改革,促進城鄉統籌發展的基礎性工作,是落實不動產統一登記制度的基本內容。其主要任務是對宅基地和集體建設用地及地上房屋等建筑物開展房地一體的不動產權籍調查和數據建庫,并對符合登記條件的頒發不動產權證。該工作涉及基層和群眾面廣,距離2020年底完成國家規定的目標任務時間緊、任務重,由于歷史原因,各地的基礎工作實際情況不一,因此各地在推進農村房地一體確權登記工作上進展也不一致,還存在一些地方對農村房地一體不動產確權登記工作目標不明確、工作重點不突出、權籍調查方法不切合實際、工作組織不力等問題。

1 傾斜攝影技術概述

1.1 無人機傾斜攝影技術

無人機傾斜攝影技術[1-3]是近年來發展起來的一項高新技術,通過在無人機上搭載多臺相機,同時從垂直、傾斜等不同角度采集影像,獲取地面物體的完整信息,并利用全自動化三維建模技術生成帶有空間位置信息的實景三維模型,可真實反映地物的外觀、位置、高度等屬性,同時能輸出DSM、DOM、TDOM、DLG等多種成果。

1.2 實景三維模型應用于房地一體確權登記的技術優勢

實景三維模型[4-6]在三維數字測圖軟件中可以對模型進行放大、縮小、移動、多角度查看等操作,并且可以測量實景三維模型中的物體的參數,如長、寬、高、面積、體積等,與實地物體的數據信息一致。利用實景三維模型,可以獲取界址點的坐標、宅基地的面積、房屋和附屬設施的邊長及相關的屬性數據,將實景三維模型應用于房地一體確權登記[7-10],項目相較于傳統的解析法數據采集,其主要優勢有:

(1)可以從多個角度觀察房屋建筑物,掌握房屋的實際建設情況。

(2)實現“非現場”測量地物要素,把原本大量的外業工作轉移到內業完成,縮短了外業的勞動時間,降低了外業的工作強度。

(3)實景三維模型精度高,地面分辨率達到1.5 cm。

(4)有效解決了入戶測量困難的痛點問題。

(5)實景三維模型與真實空間環境一一映射,通過疊加已有的二維權籍數據,可以比較直觀、清晰、生動地表達出房屋等不動產的外觀現狀。

2 案例分析

2019年6月,作者所在單位參與的臺州市天臺縣農村宅基地及住房確權登記發證項目基本完成。該項目測區范圍約23 km2,涉及約4.6萬戶宅基地和農房測繪、權籍調查。項目所在區域以山區為主,村莊分布分散,且部分房屋依山而建,外業測繪難度較大,另外合同工期短,給本項目的實施帶來了嚴峻的挑戰,因此本項目在施工過程中使用了無人機傾斜攝影技術。

2.1 無人機傾斜攝影系統配置

本項目使用無人機搭載五鏡頭傾斜攝影云臺進行影像數據采集,采集得到的影像數據通過空中三角測量和建模軟件進行實景三維建模,然后通過使用三維數據采集軟件在實景三維模型成果上直接進行測量,可以獲得本項目需求的數據成果。

無人機采用大疆六旋翼M600,該無人機性能穩定,單架次續航時間大于25 min,單架次可采集0.3 km2的地面影像。

五鏡頭傾斜攝影云臺相機采用SONY 5100定制版,單相機有效像素2 430萬,4個傾斜相機,焦距35 mm,1個垂直相機,焦距20 mm。

實景三維建模軟件采用美國Bentley公司的Context Capture,該軟件也是目前使用最多最廣的建模軟件。

三維數據采集軟件采用EPS地理信息工作站、SV360智能三維測繪系統。

2.2 無人機傾斜攝影實施流程

在本項目中,利用無人機傾斜攝影技術,主要實施流程分外業和內業兩個部分。

2.2.1外業流程

(1)測區環境踏勘,儀器準備:本項目測區主要是行政村范圍內的宅基地,在項目前期準備時,要對村莊周邊環境勘察確認測區大小、地物的疏密、航測范圍起伏及坡度、測區內最高地物等,并據此進行航線規劃,確保航線囊括測區并外擴航高等距距離。對使用的大疆六旋翼M600無人機和五鏡頭傾斜攝影云臺要開展硬件搭設檢查、通訊測試、磁羅盤校準等準備工作。

(2)像控布設:像控點布設是為了保證空三的精度、確定地物目標在空間中的絕對位置,在本項目中,像控點布設以標志清晰、視野開闊、均勻分布、覆蓋測區、位置固定為基本原則;像控點的間隔控制在100～150 m,像控點的標志采用交通標志線角點、明顯清晰線性地物交點、靶標、地面紅油漆箭頭標志等。像控點的測量采用CORS網絡RTK系統。

(3)航線規劃:航線規劃主要以能獲取到滿足測繪需求和建模標準的測區影像為目的。傾斜攝影航線需在囊括測區的情況下外擴航高等距距離,以滿足測區邊緣建模效果。本項目航線規劃以村莊為單位逐個設置,在實際航飛中,設置航高80～100 m,航向重疊率、旁向重疊率都不低于80%,設計地面分辨率不低于1.5 cm,其他參數采用飛控系統軟件自動計算的數值。

(4)影像數據導出:航測結束后檢查飛行數據質量,并拷取影像數據,導出無人機POS數據。

2.2.2內業流程

(1)影像數據、POS數據整理:將拷取的影像數據、POS數據、像控點數據導入預處理軟件中檢查測區范圍內影像重疊度及照片質量、飛行質量檢查等工作,對于重疊度不合格及照片質量不達標的架次及時重飛,確保數據無誤。

(2)空中三角測量:對預處理整理好的影像數據,進行像片內業刺點,即在多視角、多幅像片上精確標記出同名控制點的位置,內業刺點堅持虛實結合像素點、不刺過度曝光像片、不刺像片邊緣、多鏡頭像片皆刺點的原則。然后通過建模軟件Context Capture自動進行空中三角測量解算,將整體坐標糾正至本項目所用的平面坐標系。空三計算完成后要對運算的質量指標進行檢查,主要包括: 是否丟片?丟得是否合理?連接點是否正確?是否存在分層、斷層、錯位?檢查點誤差、像控點殘差、連接點誤差是否在限差以內等。

(3)實景三維建模:經過空三加密解算、區域網聯合平差、多視影像匹配,各項質量指標符合要求后,通過建模軟件設置三維模型構建的各項參數,可生成輸出OSGB格式的實景三維模型、DSM、DOM、DEM等產品。

(4)實景三維模型的應用:本項目采用EPS地理信息工作站的三維測圖模塊進行立體測圖,將Context Capture生成的OSGB格式的實景三維模型導入,進入三維編輯界面,輔助開展界址調查工作,進行矢量數據采集編輯,主要采集宗地界址線、居民地,建(構)筑物、道路、水系、植被、獨立地物等要素及屬性,制作滿足登記發證要求的權籍圖和不動產單元圖。采集完成后對內業無法判讀及遮擋的要素進行外業調繪和補測,調繪結束后對權籍圖和不動產單元圖進行更新。

2.3 應用效果分析

(1)工作效率有較大的提高,在本項目施工過程中,采用傾斜攝影技術方法進行房地一體的不動產確權登記,其工作效率與傳統的解析法相比,至少有4倍的提高。利用傳統的解析法,每組每天完成工作量約為25戶,傾斜攝影法每組每天平均綜合效率可達100戶以上。根據項目施工中具體的人員、設備、時間投入,經統計分析具體工作效率如表1所示。

表1 傾斜攝影法工作效率統計分析表

(2)實景三維模型與實地一致,視覺上直觀,容易判斷,減少了外業核查工作量,不受天氣影響,有效解決了無權籍調查資料或基礎數據缺少的問題。還可以生成房地一體不動產的外觀實景照片,完善了登記歷史現狀信息數據。

(3)對于房屋建筑材質、陽臺是否封閉、臨時搭建房屋可直觀判別;房屋層數可以直觀清數;房屋附屬設施可直觀區分。

(4)三維數據采集軟件可裸眼測圖,不需要配帶立體眼鏡,只要有地形測量或建庫經驗的作業員均能快速上手,對內業人員要求低,經簡單培訓即可參與工作,降低了技術門檻。

(5)數學精度滿足本項目設計指標要求,對采用實景三維模型生產的數字權籍圖和不動產單元圖進行了界址點、房屋邊長的實地復核檢驗,界址點平面位置中誤差為±3.2 cm,房屋邊長誤差均不超過5 cm。

3 結束語

傾斜攝影技術應用于農村房地一體確權登記項目中,突破了傳統的不動產測繪模式,相較于傳統作業模式,節省了70%以上的外業數據采集、調查工作,并實現了采集、編輯、建庫一體化,生產效率最大化,對同類型農村房地一體不動產確權登記項目具有借鑒意義。