淺議MMS在農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查關(guān)鍵步驟的應(yīng)用

呂 悅，于志路，付海德，呂偉源，葉長(zhǎng)斌

（1.山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司，山東 煙臺(tái) 264670）

隨著不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記的深入實(shí)行，城鎮(zhèn)不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)整合工作已基本完成。在農(nóng)村地區(qū)經(jīng)過(guò)了地籍調(diào)查、宅基地使用權(quán)和集體建設(shè)用地使用權(quán)確權(quán)登記發(fā)證、地籍更新等工作后，形成了大量的地籍調(diào)查和確權(quán)資料，這些資料還未充分利用，不動(dòng)產(chǎn)登記還未完全實(shí)行。為貫徹落實(shí)中央、國(guó)務(wù)院深化農(nóng)村土地制度改革等方面的總要求，各地相繼開(kāi)展了農(nóng)村房地一體不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作。這項(xiàng)工作是以尚未完成登記發(fā)證的宅基地和集體建設(shè)用地為重點(diǎn)。在作業(yè)過(guò)程中存在許多問(wèn)題，例如已有資料的坐標(biāo)系不規(guī)范、現(xiàn)有數(shù)據(jù)精度達(dá)不到權(quán)籍調(diào)查的要求和質(zhì)量控制難以把握等。對(duì)于如何解決這些問(wèn)題，本文結(jié)合當(dāng)今測(cè)繪技術(shù)情況，對(duì)此項(xiàng)工作的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行闡述及應(yīng)用，旨在減少作業(yè)工作量、提高工作效率和發(fā)展新技術(shù)為基本思想，將工作圓滿完成[1-5]。

1 空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的首要工作是收集已有的各類(lèi)相關(guān)成果資料，包括宅基地和集體建設(shè)用地確權(quán)作業(yè)期間建立的各級(jí)控制點(diǎn)成果、地籍調(diào)查的檔案成果、地籍測(cè)量的DLG 數(shù)據(jù)和文字報(bào)告資料等。這些成果一般是建立在1954 北京坐標(biāo)系、1980 西安坐標(biāo)系和地方獨(dú)立坐標(biāo)系等。根據(jù)國(guó)務(wù)院規(guī)定，自2018-07-01 起全國(guó)范圍內(nèi)全面使用2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系，停止提供上述數(shù)據(jù)成果?；谶@個(gè)規(guī)定，現(xiàn)在最迫切的問(wèn)題是將現(xiàn)有已有資料坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)成果轉(zhuǎn)換成2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系，并且數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換精度和可靠性能達(dá)到現(xiàn)階段權(quán)籍調(diào)查的要求，再在這個(gè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行后續(xù)相關(guān)的作業(yè)工作。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精度和可靠性是進(jìn)行此項(xiàng)工作的前提。

文獻(xiàn)[6] 指出一般平面坐標(biāo)系的空間轉(zhuǎn)換模型為布爾莎模型，此模型能保持不同空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的高精度和高符合性；在進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換時(shí)文獻(xiàn)[7] 的結(jié)論是選取十個(gè)同名點(diǎn)分布在整個(gè)測(cè)區(qū)時(shí)最為合適，轉(zhuǎn)換精度最高；文獻(xiàn)[8] 提出了一種城市地方坐標(biāo)系與CGCS2000 之間的嚴(yán)密轉(zhuǎn)換模型，實(shí)現(xiàn)了CGCS2000坐標(biāo)系的大地高與城市坐標(biāo)系正常高之間的相互轉(zhuǎn)換。在實(shí)際工作中可以綜合應(yīng)用這些方法對(duì)空間坐標(biāo)系實(shí)行相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的精度可以使用移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。將以前的“單點(diǎn)”測(cè)量驗(yàn)證方式轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在的“點(diǎn)云”形成的線、面和空間模型等多種測(cè)繪數(shù)據(jù)驗(yàn)證方式，增加了多余觀測(cè)量和數(shù)據(jù)形式，提高了精度驗(yàn)證的可靠性。

2 數(shù)據(jù)采集和調(diào)查

現(xiàn)在農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查主要還是以傳統(tǒng)的技術(shù)和方法進(jìn)行作業(yè)，文獻(xiàn)[9] 詳細(xì)闡述了類(lèi)似的作業(yè)方法和技術(shù)流程，作業(yè)成果人工干預(yù)較多，與現(xiàn)在日益發(fā)展的信息技術(shù)和新型測(cè)繪裝備技術(shù)不相匹配。在即將大量開(kāi)展的此項(xiàng)工作中應(yīng)使用移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，以智能數(shù)據(jù)采集處理為主要手段進(jìn)行數(shù)據(jù)處理加工。

2.1 移動(dòng)測(cè)量技術(shù)

車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)是在機(jī)動(dòng)車(chē)上裝配G P S、CCD、INS 或航位推算系統(tǒng)等先進(jìn)的傳感器、外換存儲(chǔ)設(shè)備及高等級(jí)防護(hù)罩組成，在車(chē)輛的行進(jìn)中，快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)同步儲(chǔ)存在車(chē)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)編輯處理，形成各類(lèi)專(zhuān)題數(shù)據(jù)成果。移動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)采集流程如圖1所示。

圖1 移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集流程圖

對(duì)于在農(nóng)村開(kāi)展這項(xiàng)工作，車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)所獲取的數(shù)據(jù)信息有限，不能全面滿足農(nóng)村范圍房屋等地物的空間信息，農(nóng)村現(xiàn)實(shí)環(huán)境情況又較為復(fù)雜，采集的數(shù)據(jù)的融合性、銜換性和完整性會(huì)受到影響。全面的技術(shù)方法是采用空地一體化構(gòu)建的移動(dòng)測(cè)量體系。機(jī)載LiDAR 在空中采集數(shù)據(jù)，發(fā)揮空中探測(cè)的優(yōu)勢(shì)；車(chē)載移動(dòng)發(fā)揮近地、側(cè)掃的優(yōu)勢(shì)，綜合使用兩種技術(shù)，構(gòu)建空地一體化移動(dòng)測(cè)量體系[10]。這種新型的測(cè)量系統(tǒng)正以面狀數(shù)據(jù)采集的方式極大的提高了外業(yè)的工作效率，獲得的數(shù)據(jù)形式多樣，內(nèi)容全面。文獻(xiàn)[11] 評(píng)價(jià)了車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的絕對(duì)精度、相對(duì)精度和重復(fù)性精度，也充分證明了移動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)切片，生成切片圖；進(jìn)一步產(chǎn)生矢量化數(shù)據(jù)成果。移動(dòng)測(cè)量空間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將在農(nóng)村房地一體工作中有廣泛的應(yīng)用前景。

2.2 智能數(shù)據(jù)采集處理

權(quán)籍調(diào)查的工作細(xì)節(jié)要求較多，房屋的空間信息和屬性信息表達(dá)詳盡而嚴(yán)格，特別是經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)。這些繁瑣的信息可以使用“泛”和“精”的方式來(lái)處理。

對(duì)于宗地和房屋信息的權(quán)利人、土地用途等屬性信息需要通過(guò)收集已有調(diào)查資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的方式確認(rèn)。為了完整地收集這些資料，最常規(guī)的方法就是按照作業(yè)流程將收集的資料以類(lèi)別錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。一般操作過(guò)程中人為主觀因素較多，容易出錯(cuò)，檢查和完善比較繁瑣。而通過(guò)智能手機(jī)和PDA 里安裝相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)采集和定位軟件，在外業(yè)調(diào)查隨時(shí)進(jìn)行錄入、修改和拍照等獲取農(nóng)村房地一體所需的數(shù)據(jù)，將內(nèi)外業(yè)的屬性數(shù)據(jù)和基本的空間數(shù)據(jù)通過(guò)移動(dòng)智能終端解決。智能數(shù)據(jù)采集流程如圖2 所示。

以大眾的非專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)固定的格式搜集農(nóng)戶房屋基本屬性數(shù)據(jù)并錄入屬于“泛”處理方式。即非專(zhuān)業(yè)人員能夠簡(jiǎn)單地使用標(biāo)準(zhǔn)的低成本移動(dòng)設(shè)備收集地理數(shù)據(jù)[12]。

圖2 智能數(shù)據(jù)采集流程圖

在農(nóng)村房地一體中需要準(zhǔn)確量算權(quán)利人的房屋面積。其前提工作是正確測(cè)量出每個(gè)房角點(diǎn)的坐標(biāo)，這項(xiàng)工作可以通過(guò)使用移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)空地一體的方法利用激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和實(shí)景影像，對(duì)地表不同類(lèi)型的顯著地物進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)不同類(lèi)別的地物進(jìn)行精確分離歸類(lèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)同類(lèi)地物的統(tǒng)計(jì)分析，定位精度高、影像精確直觀。配合利用手持測(cè)距儀在房屋對(duì)邊角進(jìn)行一些多余觀測(cè)使用邊長(zhǎng)交會(huì)和幾何方法對(duì)形狀不規(guī)整的房屋進(jìn)行面積測(cè)量。

對(duì)于農(nóng)村一般房屋，只需按照面積計(jì)算規(guī)范分別計(jì)算每層的面積，然后將每層的面積累加起來(lái)即是該房屋總面積。對(duì)于有樓梯以及公攤面積的房屋則要進(jìn)行分類(lèi)計(jì)算。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)房屋，要把房屋盡可能的分割成簡(jiǎn)單規(guī)則的圖形，分別計(jì)算出每個(gè)簡(jiǎn)單圖形的面積后在進(jìn)行累加便得到整個(gè)房屋的總面積。這種以專(zhuān)業(yè)要求，通過(guò)熟練數(shù)據(jù)處理和精確計(jì)算各種形式農(nóng)戶房屋面積等空間數(shù)據(jù)的方式屬于“精”處理方式。

使用移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和智能數(shù)據(jù)采集處理得到可靠的空間和屬性數(shù)據(jù)是農(nóng)村房地一體不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查承上啟下的最關(guān)鍵步驟，也是這項(xiàng)工作最重要的內(nèi)容。

3 質(zhì)量控制

農(nóng)村房地一體成果質(zhì)量通過(guò)二級(jí)檢查一級(jí)驗(yàn)收控制。根據(jù)成果的數(shù)據(jù)情況，將其分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制。

3.1 空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的空間數(shù)據(jù)檢查是運(yùn)用六字解決方案和質(zhì)量管理體系的PDCA 循環(huán)[13]。主要是以點(diǎn)、線的方式進(jìn)行質(zhì)量檢查，優(yōu)點(diǎn)是檢查的精度穩(wěn)定，方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，檢查的儀器設(shè)備成本低等；缺點(diǎn)是效率低，人力成本高，進(jìn)度緩慢等。

隨著新型測(cè)繪技術(shù)裝備的迅速發(fā)展和高精度、高可靠性的加強(qiáng)，在農(nóng)村房地一體成果質(zhì)量檢查中應(yīng)該使用更先進(jìn)的移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行面區(qū)域的質(zhì)量控制。其中文獻(xiàn)[14]研究了車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)在大比例尺地形圖數(shù)學(xué)精度檢測(cè)中的應(yīng)用，為提高測(cè)繪質(zhì)檢效率提供了一種新方案；文獻(xiàn)[15]將DOM 與測(cè)繪成果圖進(jìn)行疊加分析，快速精準(zhǔn)地判讀出地形圖存在的質(zhì)量問(wèn)題，提高工作效率；文獻(xiàn)[16]探討了使用機(jī)載LiDAR快速有效地對(duì)點(diǎn)云噪聲、屬性信息完整性和點(diǎn)云精度等的檢查。這些都是使用移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)檢查的具體應(yīng)用。

3.2 屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

農(nóng)村房地一體工作主要的任務(wù)是查清農(nóng)村宅基地及集體建設(shè)用地上建筑物的屬性信息，包括房屋權(quán)利人、坐落和房屋建筑面積等。屬性數(shù)據(jù)的檢查主要包括屬性項(xiàng)的檢查和屬性值的檢查，其中屬性項(xiàng)的檢查主要對(duì)字段的長(zhǎng)度、類(lèi)型以及小數(shù)的位數(shù)進(jìn)行檢查，屬性值的檢查主要是對(duì)數(shù)據(jù)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(nèi)容繁瑣、錯(cuò)誤率高等，嚴(yán)重影響作業(yè)進(jìn)度，因此利用程序設(shè)計(jì)檢查軟件進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)的批量檢查[7]。

通過(guò)移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的CCD 視頻系統(tǒng)，連續(xù)全過(guò)程地記錄地物屬性，形成閉環(huán)的屬性記錄及檢驗(yàn)系統(tǒng)，保證了地物屬性記錄的完整性和品質(zhì)。作業(yè)員還可通過(guò)手寫(xiě)/語(yǔ)音輸入裝置及鍵盤(pán)進(jìn)行補(bǔ)充屬性錄入。

測(cè)繪成果質(zhì)量要以數(shù)據(jù)說(shuō)話，以檢查數(shù)據(jù)樣本的正確評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù)?？臻g和屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查可以使用常規(guī)方法、移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)檢查軟件，基于這些方法交互運(yùn)用，確定了數(shù)據(jù)的可靠性是順利完成最后工作的重要保障。

4 實(shí)驗(yàn)分析與對(duì)比

使用移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，在煙臺(tái)城鄉(xiāng)換合部，對(duì)幾種車(chē)載移動(dòng)測(cè)量設(shè)備的測(cè)量精度進(jìn)行了比較和與常規(guī)測(cè)量工作效率進(jìn)行了分析。

此次車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的車(chē)速都在30 km/h 左右。

首先通過(guò)POS 解算、點(diǎn)云拼換、點(diǎn)云著色等處理過(guò)程獲得實(shí)驗(yàn)區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取足夠多的明顯特征點(diǎn)。然后使用全站儀、測(cè)距儀等傳統(tǒng)測(cè)量方法采集地物的特征點(diǎn)、邊的數(shù)據(jù)，并在點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取出對(duì)應(yīng)特征地物的點(diǎn)云，利用量取點(diǎn)位置的工具，量取出特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云坐標(biāo)，利用量取點(diǎn)間距的工具量取特征物體的邊長(zhǎng)。

4.1 絕對(duì)精度對(duì)比

由于在點(diǎn)云中量取特征物尺寸數(shù)據(jù)時(shí)是手動(dòng)選擇，存在人工選點(diǎn)誤差。但是，在點(diǎn)云的實(shí)際應(yīng)用中人工選點(diǎn)是必不可少的一個(gè)步驟，因此，為進(jìn)一步減小選點(diǎn)誤差，采取多次選點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)。

1）0～20 m 地物點(diǎn)精度檢查。選取0～20 m 明顯地物點(diǎn)55 個(gè)，經(jīng)檢驗(yàn)，得到的精度如表1 所示。

表1 車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)路面點(diǎn)精度誤差統(tǒng)計(jì)表

從表中可以看出測(cè)量數(shù)據(jù)的平面誤差都在±4.0 cm之內(nèi)。高程誤差均在±5 cm 左右。

2）20 ～50 m 地物點(diǎn)檢查。為驗(yàn)證移動(dòng)測(cè)量設(shè)備遠(yuǎn)距離精度，選擇9 個(gè)視野開(kāi)闊的地方，共測(cè)量驗(yàn)證點(diǎn)131 個(gè)。經(jīng)檢驗(yàn)，得到20～50 m 地物點(diǎn)精度如表2所示。

表2 車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)20/50 m 地物點(diǎn)精度誤差統(tǒng)計(jì)表

隨著掃描距離的增大，絕對(duì)測(cè)量精度逐漸衰減。

4.2 相對(duì)精度對(duì)比

本次相對(duì)精度誤差表，是通過(guò)利用測(cè)距儀、全站儀等工具在實(shí)地測(cè)量所選特征物體實(shí)際的長(zhǎng)，再在點(diǎn)云中量取相應(yīng)特征物的長(zhǎng)。在明顯區(qū)域利用測(cè)距儀共丈量房邊56 條，4 種設(shè)備量邊個(gè)數(shù)均在30 以上，得到邊長(zhǎng)檢查精度。

將兩類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算出中誤差如表3 所示。

表3 車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)精度誤差統(tǒng)計(jì)表

從表中可以看出測(cè)量數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差在±1.0 cm～±2.0 cm 左右，相對(duì)精度較高。

4.3 精度總結(jié)

通過(guò)0～50 m 地物點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)及相對(duì)精度誤差統(tǒng)計(jì)，可以看出平面精度及相對(duì)精度均達(dá)到農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的精度要求。

4.4 移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)與常規(guī)測(cè)量作業(yè)對(duì)比

以150 戶左右的村莊測(cè)量為例，使用移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和常規(guī)測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，其作業(yè)狀況對(duì)比如表4 所示。

表4 移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)工作表

表5 常規(guī)測(cè)量工作表

從作業(yè)效率方面考慮，通過(guò)表4、5 的比較，顯然移動(dòng)測(cè)量比常規(guī)測(cè)量效率高很多。移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)可以不受時(shí)段和入戶的限制等客觀因素的影響，時(shí)間利用率較高；常規(guī)測(cè)量受上述限制較多，測(cè)量精度受人、機(jī)和環(huán)境的影響較大。移動(dòng)測(cè)量配合專(zhuān)業(yè)測(cè)圖軟件可以實(shí)現(xiàn)“辦公室”測(cè)繪，改變了傳統(tǒng)的數(shù)字成圖了方法，大大減輕了外業(yè)工作量，并且內(nèi)業(yè)處理時(shí)間和方式較靈活[17]；常規(guī)測(cè)量外業(yè)工作量較大，受限較多，內(nèi)業(yè)成圖和編輯受外業(yè)影響較大，不能按進(jìn)度分工序解決。在大面積和復(fù)雜作業(yè)中移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)會(huì)尤為明顯。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著農(nóng)村房地一體權(quán)籍調(diào)查工作的不斷開(kāi)展和深入，以上闡述的關(guān)鍵步驟的思路方法能在作業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生積極影響。①作業(yè)初期已有資料的收集和過(guò)濾極為重要。收集的資料越詳細(xì)全面，轉(zhuǎn)換的2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系成果越可靠，以后的工作就能越容易開(kāi)展，將能減少大量繁瑣工作，提高作業(yè)效率，加快工作進(jìn)度。②隨著傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)正朝著小型化、便宜化和智能化的方向發(fā)展。隨著車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)不斷完善和人們認(rèn)知度的不斷提高，未來(lái)該系統(tǒng)的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛。在以后的常規(guī)測(cè)繪作業(yè)中要大膽嘗試使用新型的測(cè)繪裝備和智能數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)，同時(shí)將基礎(chǔ)測(cè)繪的理論和方法融合到新技術(shù)中，相互發(fā)展和推進(jìn)。③質(zhì)量控制對(duì)農(nóng)村房地一體工作中的數(shù)據(jù)成果起到保障作用，常規(guī)的質(zhì)量控制方法簡(jiǎn)單易行、實(shí)用、穩(wěn)定；新技術(shù)方法高效、準(zhǔn)確、客觀。這兩種技術(shù)方法靈活的相互融合運(yùn)用為定量和定性的房地一體數(shù)據(jù)成果質(zhì)量提供了保障，為以后數(shù)據(jù)庫(kù)的建立奠定了基礎(chǔ)。