三维不动产权籍测绘生产关键技术

李 峰

(山西省测绘工程院，山西 太原 030002)

我国的不动产登记平台是基于二维地图的GIS进行管理，近年来，我国城市建设的发展不断向规模化、立体化方向发展，大量的高层建筑使得不动产权属空间分布复杂化，如果仍利用基于二维的GIS系统进行管理，会导致大量的权属重叠、信息冗余，难以对三维空间不动产信息进行精细化、准确化、直观化管理[1]。此外，这种传统的二维数据管理模式存在数据整合过程耗时较长、不动产权籍表达不够详细、资料更新速度缓慢等问题。针对此类问题，部分专家学者也提出过相应的解决方案，如通过建立三维模型实现城镇的房籍三维可视化、三维空间宗地的权属管理[2-4]；通过激光点云数据实现建筑物高度、轮廓提取，并进行分割编辑来构建三维宗地体，或者通过融合大量的影像、高程和矢量数据进行三维建模等方式，但是在实际应用过程中出现了数据建模分块工作量巨大、数据海量，以及与现行的不动产统一登记数据成果无法对接等问题，导致目前无法实际应用。

本文将对三维不动产权籍测绘生产的关键技术展开研究，将传统二维数据管理升级为可视化更强的三维数据管理模式，形象展示土地及地上建构筑物的空间位置及当前属性状态，实现三维不动产登记信息的精细化管理，有效提升不动产登记过程中具体业务的工作效率，全面辅助不动产统一登记工作的快速推进。

1 研究技术路线

三维不动产权籍测绘生产主要包括空间数据获取、影像数据处理、三维不动产模型建立、三维模型单体化、不动产登记数据整合、不动产权籍测绘数据库建立与管理等几个方面。图1为三维不动产权籍测绘生产的总体工艺流程，即利用倾斜摄影技术，辅以三维激光扫描技术，建立实景三维不动产模型，同时将不动产登记数据进行整合，然后与宗地、房屋等三维不动产模型进行数据关联，并建立三维不动产权籍数据库，将完整的三维不动产数据入库并对其进行管理[5]。

2 关键技术研究

依据三维不动产权籍测绘生产工艺流程和当前测绘生产技术现状及发展情况，要实现满足要求的三维不动产权籍测绘生产，需解决以下关键技术，主要包括：实景三维模型的快速建立、三维模型单体化、不动产登记数据整合、三维模型与不动产登记数据关联，以及三维不动产权籍数据库的建立。

2.1 基于倾斜摄影的实景三维模型建立

构建三维模型是三维不动产空间信息的主要表达方式。三维不动产所要建模的实体复杂多样，建立的三维模型不仅要突出权利实体的外围边界特征，而且还要表征其内部权利空间，不但要实现三维不动产可视化表达，还要实现在所选取的三维模型上进行空间分析、查询和量算等功能，以满足不动产管理的辅助税收和决策需要[3]。

传统的三维建模技术是利用二维数据如DOM、DLG等获取建筑物基地，以及建筑物的楼层、层高等几何信息，用3D Max等建模软件建立灰体模型，然后通过外业拍摄实景照片、贴图的方式，完成三维建模。此种建模方式，建筑物的几何参数依赖于已有数据或估算，需要经过不断调整，最终做出目标形态，模型几何参数若缺失则所建模型会不准确。同时此种建模方法所建立的模型是独立的单体，建模周期比较长，需要花费大量的人力。随着获取三维模型数据设备的多样化，三维建模多源数据集成和多种技术的集成，航载LiDAR，倾斜数字摄影测量和GPS等技术的结合，使得建模技术方法更加多样化，其中倾斜摄影建模由于其省时省力、建模速度快、模型精度高、色彩符合实际等特点得到广泛应用。图2为利用倾斜摄影测量技术进行实景三维模型重建的生产流程。

2.1.1 倾斜影像数据采集

利用由航空飞行器(无人机)搭载倾斜航测相机、卫星定位系统、惯性导航系统等设备组成倾斜摄影测量系统，设置合适的航高，获取高分辨率的带有空间位置信息的可量测多视实景影像，以保证三维不动产模型重建精度。对于无人机无法拍摄到的地物细节部分可由地面三维激光扫描仪辅助完成。

2.1.2 密集像控测量

事前应先做好像控点布设，通常每隔300～500 m布设一个像控点，以减少模型远距离几何失真。

2.1.3 实景三维模型重建

倾斜摄影三维模型重建是通过倾斜摄影系统获取的POS数据，结合野外实测的控制点测量成果进行区域网联合平差，实现多视影像匹配，生成数字地表模型DSM，经纹理映射形成基于实景影像纹理的非单体化模型即三角网模型成果。

2.2 三维模型单体化

由倾斜影像进行建模获取的实景三维模型是带有贴图的连续三角网，并未将建筑、地面等地物要素进行分离，数据量比较庞大，导致模型无法在大范围内得到应用[6-7]。

对三维不动产模型单体化是为了实现每一个不动产单元与相连模型分离、被选中，并将相应的属性附着其上，方便对不动产单元进行查询、统计等管理操作。

目前，较广泛应用的三维模型单体化方法主要分为逻辑单体化和物理单体化两种方式。逻辑单体化的主要方法有ID单体化法和动态单体化法[8-9]，此类方法并未实现真正意义上的单体化分离，不适合模型后期的应用与管理；物理单体化的主要方法有切割单体化法[10-11]和立体像对单体化法[9]，切割单体化法实现了真正意义上的单体化，但此种方法会对LOD产生破坏，单体化后模型效果欠佳，相对而言，利用立体像对进行单体化的建模方式较为方便，而且空间精度较高。针对三维模型单体化后进行不动产登记生产，选择并实现合适的单体化方法，能够有效保证三维不动产权籍测绘生产体系的高效顺利进行。图3为三维模型的单体化流程。

对于三维不动产，模型单体化需要细化到每一楼层、每一单元、甚至每一户，因此，真三维单体自动分层分户是三维不动产登记深入应用的关键。自动分层分户技术主要是基于影像匹配的技术，通过快速准确获取多视影像上的同名点坐标，进而获取某一建筑的窗户、楼层等三维信息，分层或分户进行房屋登记，并关联地籍图、户型图，甚至室内三维等，将不同位置的不动产权籍信息录入到相对应的三维不动产单元中。

2.3 不动产登记数据整合

不动产数据整合主要包括：

(1) 数据信息整理主要包括：集体土地所有权登记、国有土地建设用地使用权、房屋等空间信息数据整理和登记簿册整理，以及不动产登记历史档案整理。

(2) 空间信息整合主要包括：行政区数据整合；地籍区、地籍子区数据整合；宗地数据整合；建筑物数据整合。将这些数据整合成符合不动产数据库标准的数据，包括数据表结构和属性值。数据在整合前必须保证所有数据的空间坐标参考一致，如不一致，需根据转换参数转换一致。

(3) 非空间数据整合主要包括：对以往分散登记、格式不一的登记数据，依据现行的相关标准进行标准化、规范化整理；依据《不动产登记数据库标准(试行)》[12]，建立映射关系模型，转换形成符合《不动产登记数据库标准(试行)》要求的不动产登记数据；将原土地、房屋等对应的历史存量登记数据进行属性分析、提取和映射，将各指标分别存储到不动产统一登记数据库对应的数据库表单内。

(4) 数据关联落宗。将整合后的空间数据和非空间数据进行关联，形成用宗地编号，把宗地和不动产单元进行关联，用不动产单元编号把不动产和不动产权利关联，用业务号实现不动产权利和登记过程的关联，最终形成空间数据、非空间数据关联，历史和现状信息清晰完整的不动产登记信息[12-13]。不动产权属空间数据的挂接主要是对产权登记数据整理阶段及物理空间数据整理阶段所输出的宗地产权登记数据集、房屋产权逻辑幢数据集、房屋产权层数据集以及房产产权户登记数据集、宗地空间数据集、自然幢空间数据集、层平面图数据集、分户图数据集进行图属关系的数据挂接。

2.4 三维模型与不动产登记数据关联

以不动产单元为基本单位，在三维模型上快速选择对应的土地、房屋等不动产，挂接不动产登记属性数据，实现不动产登记数据与三维不动产模型单体的关联，并对不动产单元编码。图4为空间数据和非空间数据内容。

2.5 三维不动产权籍数据库设计与建立

现有的不动产数据库中主要面向的是不动产单元的基本属性信息、权属状况、空间信息等相关不动产权籍数据。三维不动产权籍数据库的建立是在现有国家不动产数据库标准的基础上，并充分考虑数据库的兼容性、可扩展性，以及技术进步和今后信息的发展，研究并设计三维不动产权籍数据库的分类编码原则、分类编码方法、编码规则、分类代码表，进而完成三维不动产权籍数据库数据属性结构表和字典表的编写。

三维不动产权籍数据库建立的基本单元是不动产单元，并细分为空间数据库和非空间数据库两类，两数据库之间通过特定和唯一的编号进行关联。

非空间数据库是为了表达不动产每一块宗地、逻辑幢、层、户、所有权、使用权、抵押权、预告登记、异议登记、查封登记、权利人、登记业务属性数据的数据库。非空间数据库采用Oracle数据库表单管理方式。

空间要素主要分为3类，分别为基础要素、二维矢量数据和三维模型数据[14]。

3 应用实例

基于以上研究成果，对山西某测区进行三维不动产权籍测绘生产。测区面积约31 km2，采用TM-200电动无人机搭载SONY RX1RM2-35MM相机进行航拍，完成飞行15架次，飞行航线1137 km，航向重叠为70%、旁向重叠为55%，共采集影像素材21 903张。根据区域网布点及特殊情况布点的要求，测区布设控制点68个。像片控制测量采用省级CORS系统进行测量。使用全数字摄影测量系统在人工干预条件下标记和量测加密点和连接点。

倾斜三维模型坐标系统为2000国家大地坐标系，高程系统为1985国家高程基准。

倾斜三维模型数据格式：OBJ格式、OSGB格式；模型数据Title分区大小：500 m×500 m。

测区三维不动产权籍测绘成果如图5、图6所示。

4 结 语

本文将三维技术与不动产应用相结合，实现了在大场景中真实反映土地与其上房屋之间的定着关系，能够保证空间位置的真实性、准确性，可以通过申请人在三维模型中主动判断实际位置，选定原不动产业务所在的模型楼幢，将原房屋登记楼幢直接关联到空间数据中，建立关联关系，编制不动产单元号，从而解决业务办理速度慢的难点，有效克服了外业调查指认落宗耗时耗力、房屋落宗编号耗时长、即时业务办理不及时等问题，可以有效地提高不动产统一登记的质量和效率。