淺談測(cè)繪技術(shù)在農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量中的應(yīng)用

袁小軍

（南通市測(cè)繪院有限公司，江蘇 南通 226006）

1 引言

不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量工作作為確權(quán)登記中的一項(xiàng)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(cè)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(dòng)產(chǎn)登記信息基礎(chǔ)平臺(tái)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(jìn)不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記工作創(chuàng)造條件。

2 測(cè)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(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量中存在一些問題：圍墻較多，空關(guān)戶很多，房屋測(cè)量入戶較難；連片房屋難以分辨，容易漏測(cè)、漏畫且隱蔽點(diǎn)難以量測(cè)。采用傳統(tǒng)的解析法測(cè)量技術(shù)，如全站儀、GPS-RTK 等儀器進(jìn)行作業(yè)，工作效率較低、制約因素較多，難以滿足不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查測(cè)繪的需求。然而隨著近年來測(cè)繪技術(shù)的迅猛發(fā)展，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)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(fù)雜的場(chǎng)景，已成為不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)繪中的一種重要技術(shù)手段。本文主要對(duì)以上幾種測(cè)繪技術(shù)的作業(yè)流程和其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行介紹[1]。

2.1 傳統(tǒng)解析法測(cè)量技術(shù)

根據(jù)測(cè)區(qū)平面控制網(wǎng)，通過測(cè)量角度、邊長，計(jì)算界址點(diǎn)坐標(biāo)的方法，稱之為解析法。傳統(tǒng)解析法測(cè)量技術(shù)即以全站儀、RTK、測(cè)距儀等測(cè)量工具為主要技術(shù)手段，通過全野外測(cè)量技術(shù)獲取界址點(diǎn)坐標(biāo)和界址點(diǎn)間距的方法。

解析法在地籍基本控制測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行圖根控制測(cè)量，以圖根點(diǎn)為依據(jù)測(cè)量界址點(diǎn)的坐標(biāo)及主要建筑物的位置，展繪各級(jí)控制點(diǎn)及解析界址點(diǎn)，繪制宗地權(quán)屬界線圖，以控制點(diǎn)及界址點(diǎn)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(diǎn)、地物點(diǎn)測(cè)距一般不應(yīng)超過80 m，地形點(diǎn)測(cè)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(diǎn)平面點(diǎn)位中誤差在±5 cm 內(nèi)，邊長相對(duì)誤差≤1/3 000，邊長測(cè)距中誤差≤±2 cm，同時(shí)且需要注意相鄰圖根點(diǎn)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(cè)量的主要方法有：極坐標(biāo)法、前方交會(huì)法、直角坐標(biāo)法、距離交會(huì)法等。

解析法測(cè)量的主要優(yōu)點(diǎn)如下。

1）自動(dòng)化程度高。采用全站儀自動(dòng)記錄存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并可直接傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)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(cè)圖的視距誤差、方向誤差、展點(diǎn)誤差，可以很好反映外業(yè)測(cè)量的高精度，可以獲得高精度的測(cè)量成果。

3）整體性強(qiáng)。測(cè)區(qū)控制網(wǎng)一旦建立，可在整個(gè)測(cè)區(qū)的任何位置進(jìn)行實(shí)測(cè)和分組作業(yè)，成果可靠性強(qiáng)，精度均勻一致，對(duì)于小范圍地籍補(bǔ)測(cè)或更新，解析法測(cè)量更靈活。

解析法測(cè)量的主要缺點(diǎn)如下。

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

2）對(duì)于調(diào)繪或者補(bǔ)漏錯(cuò)方面，花費(fèi)時(shí)間較長，工作效率低、成本高。

2.2 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

傾斜攝影技術(shù)三維數(shù)據(jù)可真實(shí)反映地物的外觀、位置、高度等屬性；同時(shí)可快速采集影像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)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(cè)影像數(shù)據(jù)，能同時(shí)輸出DSM、DOM、TDOM、DLG 等多種成果。

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)開展農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量，需要在航攝前，進(jìn)行測(cè)區(qū)踏勘和像控點(diǎn)布設(shè)。隨即采用無人機(jī)對(duì)作業(yè)范圍進(jìn)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(jìn)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(dǎo)入自主研制的測(cè)圖系統(tǒng)，進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)的采集，最后對(duì)產(chǎn)品精度進(jìn)行檢測(cè)，通過此種方法可以一測(cè)多用，經(jīng)濟(jì)效益顯著，是實(shí)現(xiàn)不動(dòng)產(chǎn)三維權(quán)籍管理的主要手段。

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)如下。

1）無須入戶即可測(cè)量，生產(chǎn)過程干擾性因素少，且采集過程不受現(xiàn)場(chǎng)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(cè)量每組每天測(cè)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(duì)未來自然資源數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的主要缺點(diǎn)如下。

1）地籍成果精度要求較高，對(duì)像控點(diǎn)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(zhǔn)確的界址點(diǎn)和地籍要素點(diǎn)，對(duì)于此類情況可以采用常規(guī)儀器到實(shí)地進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，或者現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)的全自動(dòng)高精度立體掃描技術(shù)，主要采用非接觸式高速激光測(cè)量方式，快速獲取地物表面的全息點(diǎn)云坐標(biāo)信息的新技術(shù)，又稱為“實(shí)景復(fù)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(dòng)式三維激光掃描。

架站式三維激光掃描通過標(biāo)靶或各站的公共特征點(diǎn)進(jìn)行拼接配準(zhǔn)，點(diǎn)云去噪、點(diǎn)云導(dǎo)出和點(diǎn)云成圖，最終形成完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。其主要特點(diǎn)是精度更高，缺點(diǎn)是作業(yè)速度稍慢。移動(dòng)式三維激光掃描過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GNSS 接收機(jī)獲取掃描儀的實(shí)時(shí)位置，對(duì)所采集的點(diǎn)云與相片進(jìn)行拼接處理，最終獲得完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)[2]。

地面三維激光掃描技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)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(dá)到百萬點(diǎn)/s，能快速獲取地形的立體信息，既縮短了野外工作時(shí)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(shí)時(shí)采集。

2）作業(yè)方式靈活。對(duì)掃描點(diǎn)的位置分布更加靈活，最大限度地實(shí)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(cè)量精度，能使點(diǎn)位、距離和角度測(cè)量精度達(dá)到專業(yè)級(jí)測(cè)量精度。

4）非接觸測(cè)量，具有很強(qiáng)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(diǎn)如下。

1）三維激光掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量巨大，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件配置有一定的要求，在處理大面積點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡頓、死機(jī)的情況。

2）三維激光掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中無效的點(diǎn)云數(shù)據(jù)較多，如車輛和樹木等，內(nèi)業(yè)點(diǎn)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(duì)一些特征區(qū)域采用傳統(tǒng)測(cè)量方法進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。隨著設(shè)備硬件的提升以及點(diǎn)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(jī)載三維激光掃描技術(shù)

無人機(jī)載三維激光掃描技術(shù)主要通過激光掃描儀主動(dòng)向探測(cè)目標(biāo)發(fā)射高頻率激光脈沖，激光脈沖在照射到地物表面后會(huì)發(fā)生折射，進(jìn)而被無人機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)接收。此過程中無人機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)可以直接獲取無人機(jī)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(diǎn)云信息，即高密度三維空間坐標(biāo)信息。

機(jī)載三維激光掃描作業(yè)前需要制訂詳細(xì)的作業(yè)計(jì)劃，包括計(jì)劃航線、計(jì)算行高、旁向重疊度等，另外，還要進(jìn)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(diǎn)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(jìn)行聯(lián)合處理得到激光角點(diǎn)的三維坐標(biāo)值以及對(duì)應(yīng)的波段數(shù)值。然后進(jìn)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(diǎn)云數(shù)據(jù)后進(jìn)行成圖。

機(jī)載三維激光掃描技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)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(xiàng)目工期。

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

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

機(jī)載三維激光掃描技術(shù)的主要缺點(diǎn)如下。

1）對(duì)作業(yè)人員要求高。無人機(jī)機(jī)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(duì)無人機(jī)操控、采集區(qū)域信號(hào)判斷穩(wěn)定都需要充分的理論基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)。

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

3 成果對(duì)比分析

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

表1 精度統(tǒng)計(jì)對(duì)比表

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

同時(shí)對(duì)完成這80 宗地的作業(yè)時(shí)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(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，最終的作業(yè)時(shí)間統(tǒng)計(jì)如表2 所示。

表2 作業(yè)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表

從表2 可以看出，3 種測(cè)量技術(shù)中傳統(tǒng)解析法所需要的時(shí)間最長，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)所需要的時(shí)間最短，幾乎是相差1倍的作業(yè)時(shí)間。因此，可以看出測(cè)繪新技術(shù)大幅提升了農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量工作的效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量項(xiàng)目是一項(xiàng)艱巨煩瑣的任務(wù)，項(xiàng)目本身技術(shù)難度并不大，難點(diǎn)在于工作量大，實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的解析法測(cè)量技術(shù)、傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)是目前農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量的主要技術(shù)手段，各具有優(yōu)缺點(diǎn)，但是傳統(tǒng)解析法測(cè)量技術(shù)受種種客觀因素影響，外業(yè)作業(yè)時(shí)間很難控制，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有高效快捷、成本低廉、機(jī)動(dòng)靈活等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，大大提高了農(nóng)村不動(dòng)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(diǎn)將原先作業(yè)時(shí)間不可控的外業(yè)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)化為作業(yè)時(shí)間可控的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，有效保證了項(xiàng)目進(jìn)度。通過3 種測(cè)繪技術(shù)的對(duì)比分析應(yīng)用為農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量項(xiàng)目的實(shí)施提供了多源可選擇方案，為測(cè)繪新技術(shù)在不動(dòng)產(chǎn)權(quán)籍測(cè)量項(xiàng)目中的研究奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)具有很好的指導(dǎo)作用。