无人机摄影测量在农房不动产确权登记中的应用研究

兰溪市自然资源和规划局 徐睿胤 章永斌

浙江省土地信息中心有限公司 田 丽

一、无人机摄影测量的工作原理

无人驾驶飞机简称“无人机”，无人机是由遥控设备或自备程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机一般由飞行控制平台系统、有效载荷系统和地面控制系统三大部分组成。无人机摄影测量是依托无人机为主要的信息接收平台，通过无人机机载摄影信息采集和处理设备，将最终所获取的地理信息传输到测绘中心，经过数据技术处理，形成立体化的数字模型，并对光栅影像进行裁剪、合成、镶嵌、重叠等融合形成数字正射影像图的过程。

（一）无人机外业摄影

在无人机上搭载高分辨率的专用摄影相机，通过遥控和GPS 导向等方法以一定的速度和线路进行摄影记录。在航摄前应根据测区的大小，测区内地形起伏的高低以及比例尺等设定好航摄线路、飞行高度以及相片的航向和旁向的重叠度。通常民用无人机摄影测量的飞行高度一般为地面50—250 米，其数据主要记录方式为光栅影像，航高越大，地面分辨率越小，单幅影像对应地面范围越大，影像地物畸变越小，因此在航向重叠度和旁向重叠度一定的情况下，航高越大相邻航线可以设计越宽，影像曝光时长可以设计越长，测区光栅影像数越少。

（二）像控点的布设和测量

1.像控点的布设原则：外业测量像控点能够在航摄照片影像上找到对应的点位，能够在照片影像上准确刺出像控点，一般选在地面高度变化不大且平缓地区，清晰且无歧义，应避免树下、房角等容易被遮挡的地方；分辨率应根据设计航飞的地面分辨率选择野外实测的点类型；像控点最好在飞前布点，便于在飞行航摄采集的相片影像数据上就有靶标，后期空三加密量测时能够将像控点准确刺在照片影像上；像控点圆形标或方形标一般选择航摄影像6—7 个像素大小，且像控点标志物应与周边地面颜色形成鲜明对比；相邻像对和相邻航线之间的像控点应尽量公用，当航线间像片交错排列不能公用时必须分别布点，即位于自由图边或非连续作业的待测图边的像控点，一律在图廓线外，确保成图满幅；像控点应尽可能的联测成平高点。

2.像控点的测量：像控点一般用测量仪器测量平面坐标和高程，平面坐标一般采用GPS 测量方法，也可以用RTK 或全站仪测量方法；高程最好采用水准仪联测测区附近已有高程水准点的测量方法，也可以采用GPS 高程测量方法；平面坐标和高程精度控制在1∶500 地形测量图根点测量精度。

（三）数据处理

完成外业航摄和像控点测量后即可进行内业处理：内业处理就是将获取的影像数据及POS 数据导入数据处理软件如Pix4Dmapper软件，进行像片自动裁剪、合成、镶嵌、重叠等融合处理，同时利用外业测量的像控点平面坐标和高程输入系统所对应的像控点，进行空三加密处理，生成数字高程模型、数字正射影像图，最后生成带坐标信息的TIFF 图片，在影像信息上进行手工地物的勾绘和外业调绘，同时利用数字高程模型数据进行地貌处理，生成数字线划图，在数字线划图正式出图前需利用数字正射影像图进行野外抠檐调查。

（四）数字正射影像图和数字线划图的平面精度检查

以目前的技术水平，利用无人机倾斜摄影生产的三维模型进行三维测图生产的地籍图有较大的精度不合格的风险。2018年6月23日，在兰溪市上华街道片区使用清华山三维测图软件EPS2016，利用无人机倾斜摄影生产村庄农房三维模型，与原有的全野外使用全站仪数字测绘的1∶500 村庄地形图对比，分析利用三维模型进行三维测图生产的地籍图是否满足1∶500 地籍图的数学精度要求（见上表），试验结果：试点三个村只有应家村能够达到精度要求。此技术路线生产必须进行优化：一是在航摄的各个精度质量环节（像控点布控、空三、测图以及后期人工干预抠檐过程等）安排足够的质检力量，严格把关，将航高控制在120 米以内，地面分辨率在1.5 厘米左右，对村庄农房不动产确权登记的数学精度是能够达到的；二是如果在村庄农房不动产确权登记中，只利用无人机摄影测量生成地面分辨率在3.0 厘米左右的正射影像图作为调查地图，在调查中全面量测农房分层平面图，利用农房底层分层平面图测量数据在正抠檐调绘1∶500 线划图的过程中，对村庄农房不动产确权登记的宗地界址点间距的数学精度是能够达到要求的，但相邻宗地界址点间距的数学精度还是存在一定比例的粗差率。通过对三个村试验结果的分析研究，建议在村庄农房不动产确权登记中采用无人机摄影测量和全野外房产分层平面图测量相结合的技术思路，这是当前一定时期内村庄农房不动产确权登记较优的选择。

三个村的精度统计表及航高表

二、在农房不动产确权登记中的应用

（一）快速获取大比例尺地形图及影像图

农房不动产确权登记离不开现势性强的大比例尺高精度地形图及影像图。以兰溪市上华街道村庄农房不动产确权登记为例，需要提供1∶500 的地形图进行村庄农房不动产确权登记前的权属调查和宗地测量，该街道现有21 个行政村，农房9000 宗分布在辖区东西长约8.7 千米，南北宽约8.5 千米，总面积约74.33 平方公里。如果采用传统的全野外数字化测量将难以在规定时间内完成。测区内地形平坦开阔，适合进行无人机航拍摄影。根据测区情况，将测区以自然村为单位一村一架次进行拍摄，航线设计：航高90—150 米，航向重叠度为70%，旁向重叠度为60%，航摄影像地面分辨率为3.0 厘米；相幅大小为4896×3264 像素，相机焦距为18 毫米，像素大小为4.8 微米，每个村拍摄约300—1000 张航片。各自然村在航摄前即进行像控点布设，每个村布设9—15 个像控点，6—8 个像控点用于影像数据处理，余下的像控点用于村庄数字正射影像图及村庄数字线划图的控制点测量精度的检查。

（二）建立权籍图与权籍调查资料之间的对应关系

在兰溪市上华街道村庄农房不动产确权登记所需的权籍资料收集过程中，利用无人机航摄制作的村庄数字正射影像图以村为单位标注农房所有权人，并以农房所有权人为单位收集以户为单位的村集体经济组织成员的基本登记信息（家庭成员姓名、身份证、户口等相关资料）；及时以户为单位审查农房一户一宅政策的落实执行情况（对符合一户一宅政策的农房所有权人出具村集体经济组织一户一宅核查表，对不符合一户一宅政策的农房所有权人依法依规进行处理并出具乡镇街道及以上人民政府对该户违法违规情况的处理意见，对符合补办宅基地及建设规划审批的及时办理补办手续）；农房不动产所占宅基地的来源资料（农房所占宅基地的审批情况、村集体经济成员之间的宅基地调剂情况、宅基地继承情况、兄弟之间在分户析产中的宅基分配情况）；农房不动产建设规划审批资料（农房村镇规划用地许可证、建设工程规划许可证、规划验收合格证明等农房建设过程的有关行政许可情况）。

（三）快速制作农房宗地图和农房分层平面图量测

在兰溪市上华街道村庄农房不动产确权登记所需的农房宗地图和农房分层平面图量测的过程中，对照已标注农房所有权人的村庄数字正射影像图与实测的农房底层分层平面图数据，生成村庄数字线划图，在村庄数字线划图上按农房墙角及阳台垂直投影所占的宅基地绘制农房宗地图图层，并生成宗地实际占地面积和宗地界址表及村庄数字地籍岛图，对照该户农房不动产所占宅基地的来源资料确定该宗地应确权的宅基地面积，并在宗地图上标注“该宗地实际使用面积为XX 平方米，实际确权登记面积为YY 平方米”；实地量测的分户农房分层平面图，并按规范计算分层建筑面积（兰溪市上华街道村庄农房不动产95%以上为单体独幢和连排，计算分层建筑面积可以直接按当层外墙计算），以户幢为单位计算农房实际建筑面积，利用农房的宗地确权的宅基地面积对比该农房每层建筑面积（层建筑面积ZZ 平方米大于或等于宗地确权的宅基地面积YY平方米的，该层的确权建筑面积应标注为确权的宅基地面积YY 平方米；该层建筑面积ZZ 平方米小于宗地确权的宅基地面积YY 平方米的，该层的确权建筑面积应标注为层建筑面积ZZ 平方米；超出规划许可的建筑层，该层的确权建筑面积应标注为0），各层确权的建筑面积之和为该农房实际应确权的建筑面积，各层平面图尽量以幢为单位绘制在同一A4 纸上，在户平面图上标注“该户实际共建M 层，可以确权登记N层，实际总建筑面积为AA 平方米，实际应确权登记的建筑面积为BB 平方米”。

三、结束语

无人机航测+全野外农房分层平面图测量的作业方式、飞行规模及获取的数据精度能够充分满足农房不动产确权登记的宗地地籍调查和村庄农房不动产地籍岛图的测绘要求。其航测所获得的数据成果与传统的外业调绘和全野外测绘成果相比较，采用无人机摄影测量，航摄影像具有高清晰度、大比例尺、小面积、高现势性的优点；无人机对起降环境要求较低，不需要专用机场，可在云层下飞行等优势，尤其是多旋翼无人机可随时随地垂直起降，能够推进农房不动产地籍测绘应急服务体系的完善，提高了作业效率。随着无人机倾斜摄影测量技术的进一步发展与应用，农房分层平面图及分层实际建筑面积的量测可以在农房三维影像图中直接量取，极大地减轻了测量人员的外业劳动强度，因此无人机摄影测量将会得到越来越广泛的应用。