基于倾斜摄影测量的农村房地一体地籍调查探析

杨洪 周鹏

（贵州省不动产登记中心 贵州贵阳 550000）

1 倾斜摄影测量技术原理及特点

1.1 技术原理

倾斜摄影测量技术是利用倾斜航空相机获取地物信息的一种新型航空摄影方式，它区别于传统的竖直航空摄影方式，倾斜相机从5个方位进行数据采集，分为正摄、前视、后视、左视、右视，配合惯导系统，获取高精度的位置和姿态信息，通过特定的数据处理软件进行数据处理，将所有影像纳入到统一的坐标系统中，经过在线分发，用户可在线从多个角度对数据进行浏览。

1.2 技术特点

倾斜摄影技术具有以下3 个方面技术特点及优势。第一，真实性。倾斜影像能让用户从多个角度观察，真实地展现地物的实际情况，无限接近真实世界，在一定程度上弥补了传统正射影像的不足。第二，可量测性。倾斜影像通过配套软件的应用，可以直接基于成果影像进行高度、长度、面积、角度的量测，实时获取数据。第三，纹理丰富。与传统正射影像相比，通过倾斜航空影像，能够采集建筑物的立面信息，快速获取建筑物的表面纹理。

2 研究区域背景

项目区选址位于贵州省开阳县南江乡，地处贵州黔中山原丘陵北部，地势西南高，东北低。境内以中低山丘陵地貌为主，森林植被覆盖率高，由于受地形影响和耕地、生态环境等影响，辖区村庄居民点集中度不高，内相对集中居民点呈多片分散分布，部分零星的居民点星罗棋布分布于辖区境内。

3 项目技术路线

项目采用倾斜摄影模型叠加机载激光雷达三维地形模型和行政区划界线作为宅基地和集体土地调查基础模型，以调查模型为基础，进行二维、三维一体化勘测及实地勘测定界，调查宗地自然信息和权利人信息、权属界址和宗地房屋测绘，工作技术流程如图1所示。

图1 农村“房地一体”地籍调查技术流程图

4 项目实施

4.1 倾斜摄影数据采集

4.1.1 外业航空摄影

在地籍测绘工作中，倾斜摄影测量技术的应用流程中，倾斜影像的获取与预处理是关键的环节。为保证试验区倾斜摄影采集数据满足测绘精度要求，采用“小松鼠”AS350 B3e直升机（6座）的有人机，搭载飞思LXU-RS1000数码单反相机系统（传感器有效像素1亿（11608×8708），镜头标称焦距40mm/50mm），GNSS系统为Novatel，地面GNSS 基站观测设备为贵阳基站数据，机载GNSS 辅助航空摄影解算软件Inertial Explorer，直升机作业时长为3d，飞机调度时间为2d，直升机作业总耗时为5d，航空摄影面积为24km，有人机相对高度保持在260m，影像地面分辨率为3.5cm，基本情况见表1。

表1 航空摄影基本情况表

4.1.2 三维建模

倾斜摄影建模实施分为数据采集、数据预处理、数据生产等3个阶段，采用有人机进行低空数据采集，数据处理采用软件进行倾斜航空影像数据处理，生产实景三维模型及真正射影像。三维建模工作采用Context Capture Center，使用90 台服务器同步运行建模，有人机航摄区域共分了10 片区域进行建模工作，通过影像匹配、联合空三、生成密集点云、构建三角网、映射纹理，最终生成了实景三维模型和正射影像，生成的模型成果如图2所示。

图2 倾斜摄影区域建模示意图

4.1.3 内业数据处理与采集

内业采集主要基于倾斜摄影模型，采用EPS2016成图软件进行内业数据采集和编辑，对宗地界址边界绘制，对房屋及附属设施进行勾绘，针对多层建筑物，可直接基于模型提取各层房屋成果。

4.2 地籍调查

与传统地籍调查相似，以三维空间为对象开展的地籍调查应分为权属调查和地籍测绘两部分内容。

（1）空间权属调查。主要包括土地权属来源资料搜集、空间权属状况调查、界址调查、地籍测绘工作底图制作、地籍调查表填写等。

（2）三维地籍测绘。主要包括地籍控制测量（含地面控制测量、联系测量、地下控制测量）、界址点与建（构）筑物要素测量、三维宗地解析、宗地图件绘制、面积与容积量算等。

4.2.1 权属状况调查

利用倾斜摄影技术作业方案采用全景影像室内内业集中调查，在作业区建立临时内业办公室，邀请每户村民及相关人员携带本人及家庭户身份证明材料和宅基地、房屋建设批准等有关资料到指定工作区域，通过搭建好的三维模型，集中对每宗地的现实情况和权属信息开展调查，确定土地权属性质、使用期限、共有情况、权利人姓名及家庭成员情况、宗地批准用途和实际用途等。对于房屋，除确定房屋权属来源外，还需要对建筑物结构、层数、墙体归属等永久性附属设施在不动产权籍调查表中简要记录其相关信息，说明用途、数量等（见图3）。

图3 村小组长代表指界及权属调查现场工作图

4.2.2 界址调查

界址调查包括宗地界址调查和房屋界线调查两项工作。宗地界址调查旨在查清本宗地的坐落、界址点、界址线位置、界标物类型，以及与四邻宗地的相关位置。房屋界线调查是指房屋所有权范围的界线，包括专有部分和共有部分的所有权界线。首先，将作业区域按村划分为一级调查区，在一级调查区内按村小组划分实际调查区，经村民代表会议推荐各村小组长作为本小组指界人，在各村村委会设立指界工作区，邀请本宗地及临宗指界人直接到村委会在三维模型上进行指界，调查员同时在三维模型上勾画宗地草图。其次，内业人员对宗地草图进行修补形成宗地图，并根据指界结果设置界标。村民代表指界所得的成果宗地图，在后期确认签字环节逐一以二维、三维结合的模式同权利人进行确认，宗地及房产确认无异议的权利人直接签字按手印；有异议的部分要求相关权利人同时到场，商议清楚之后，直接在模型上进行修改重新划定，一体化完成权属状况调查指界、宗地及房产平面图的绘制，面积量算和地籍调查表签印确认。

因外出务工或其他原因没有在本地的，需先进行不动产确认，可利用多种通信方式（QQ、微信）确认界址信息、宗地形状、宗地面积、房屋面积无误后，可在第三方见证下委托在场人员代替本人签字盖章，或直接委托清楚本户不动产情况的相关人员到工作点进行不动产确认，委托书与不动产权籍调查表一并存入档案。

4.3 宗地与房屋测绘

基于高精度的实景三维模型数据成果、实景三维点云数据集，利用MapMatrix3D、EPS、DP-Modeler 等专业三维测图软件，开展地籍宗地图界址点、界址线等专题要素和交通、管线、植被、地貌等附属地理要素采集，完成地籍图编制等工作。根据权属调查部分的界址点、线信息及宗地草图，在三维模型上精细绘制宗地图及房产图，房产图绘制时，如果一幢房屋不同层构造不同时，需要分层绘制（见图4和图5）。

图4 倾斜摄影宗地及房屋实景图

图5 房屋测量分层分户示意图

4.3.1 宗地图及房产分层分户图测绘

项目宗地图及房产图成图与编辑主要执行《不动产权籍调查规范》《房产测量规范》等规范，具体作业按以下步骤进行。

（1）宗地范围绘制。请村民小组长直接在模型上进行指认，结合原有宗地权属信息，现场绘制宗地范围。

（2）测图宗地图综合编辑。将测图宗地范围图和房产图合并成一个图形文件，添加四至名称和各种注记，并按规范要求进行编辑，形成宗地图。

（3）房产分层分户图生成。对宗地内的房屋进行分层分户处理，在EPS中，按自然幢或按地形两种方式对房屋进行分层分户处理，若一幢房屋属于同一权利人，则该幢房屋具有唯一编码；若房屋每一层属于不同权利人，则各层房屋有不同编码。

（4）宗地图及房产分层分户图分幅与图廓整饰。按项目技术设计书或有关规程规范要求进行宗地图与房产分层分户图廓整饰，地形图分幅采用基于EPS 软件进行。

4.3.2 宗地图、房产分户图资料整理

项目宗地图及房产分层分户图测绘结束后，整理完成以下成果资料：宗地图，房产分层分户图，现状照片。

4.3.3 制作权籍调查公示图

在本集体经济组织范围内对权籍调查结果进行公示。公示图以村或组为单位制作，对于面积较大的村组可以分割成多张出图。公示图涵盖原工作底图上的主要要素内容，并增加土地权利人、宗地面积、建筑面积、界址边长等要素，宗地面积、建筑面积及相应权利人等重要信息要以表格形式一并公示。

5 关键问题及解决方法

项目作为试点示范项目，因此，在开展具体工作时出现了一些技术规范上没有规定的情形，且此类情况具有明显的地方性和区域性，工作开展过程中，需要针对具体情况具体处理。具体问题和处理如下。

（1）存在问题1：采用有人机大面积采集数据，因本示范区农村居民点过于散碎，导致若全部区域采用有人机航测，会导致数据采集成本偏高。

处理意见：针对非集中连片区域，采用旋翼无人机搭载五镜头相机进行补飞采集，并对无人机采集的数据进行建模，保证数据采集精度指标达到或优于有人机方案的要求标准。

（2）存在问题2：航飞建模区域多为农房分布集聚区域，其中部分农房区域多为老宅，房檐相互遮盖，房屋前后植被茂盛，模型上房角墙角等遮挡严重，影像建模成果。

处理意见：针对部分植被或者房檐遮挡的农房，结合后期外业修补测工作进行墙沿补充和数据验证。

（3）存在问题3：基于倾斜摄影建模的三维地籍测绘成果能够满足地籍测绘精度点位中误差要求，但部分计算房产面积严格按照城市房产测绘三级限差，则存在超限的问题。

处理意见：收集相关技术规程进行技术支撑、目前有关地籍调查技术规程，高新作业方案基于倾斜实景模型绘制地籍图；同时，依据规程，对于农村宅基地上房屋面积精度，可采用表各级房屋面积计算精度，要求表中明确的山地、丘陵农村地区房屋面积精度采用等级三级并可放宽到1.5 倍。本项目测绘区域位于西部山地、丘陵农村地区，符合精度要求。

6 技术优势与不利因素分析

6.1 技术优势

6.1.1 创新指界模式，解决不能实地指界的问题

对于项目试点区域农村人员大都外出务工，很多户不能现场指界确权的实际，我们充分利用三维实景模型，创新指界新模式，在试点权属调查工作中引入“电话确权”和“微信确权”方式，进行“远程确认”，减少了传统调查需要现场指界来回奔波带来时间，极大方便了外出务工群众。

6.1.2 作业成本经济，适合大面积作业

与其他测绘方法相比，倾斜摄影测量所需成本低。同一个区域建模成本是固定的，如区域内居民户（宗地）越多、集中度越高，均摊到每宗地调查成本越低，大大低于传统RTK 调查测绘成本标准。而且，如果大面积作业达到上万宗时的话，将航飞建模成本均摊到每一宗上，还是比较节约成本的。倾斜摄影测量比较适合于大范围、居民点集中度好的聚集区域。

6.1.3 地籍调查效率高，群众认可度好

由于是集中式室内权属调查、指界和测绘，省去了到村民每家每户现场调查与指界时间。同时，内业人员在实际作业过程中发现，组织村民现场集中签字确认工作接受程度高，在实景三维模型的支持下，农村居民能直接在三维模型上查看自家的宗地界址点、界址线、面积成果等信息，对成果的真实性认可程度高，使调查工作开展更为顺利，调查效率高，且有效避免确权签字过程中可能会引发的村民纠纷及矛盾，群众积极高，认可度好。

6.2 不利因素

6.2.1 前期投入大，专业性强，技术要求高

开展倾斜摄影测量，前期投入大，这当中需要用到的硬件设备如飞行器、专业数码相机、数据处理服务器等，软件还需专业的航摄解算软件、测图软件等。同时，需要专业航飞人员、航测技术设计及数据处理人员等，专业性较强，技术要求较高。

6.2.2 倾斜摄影测量受天气因素影响大

相比于传统测量作业方案，倾斜摄影测量作业方案受天气因素影响较大，在雨、雪、大雾、烈日条件下均不能获取质量满意的原始影像数据。本项目开展之际正值当地的雨季，连绵不绝的雨天使得外业航摄工作无法开展，导致项目前期数据采集时间受到一定影响。

6.2.3 区域整体航摄，倾斜摄影建模时间周期长

倾斜摄影测量方案中采用有人机搭载高清镜头采集数据，有人机方案虽然效率高，但是因农村居民点分散、房屋集中度低，其采集的区域范围大，采集的影像中包含了大量不属于项目目标范畴内的数据，如农田、森林、河流等要素，实际区域房屋目标地物的占用比小，但需要对整体区域开展倾斜摄影测量和数据建模，这样会导致三维建模周期长。

6.2.4 植被遮挡影响成图精度，需要进行实地补测

项目示范点为贵州传统的少数民族民居，深林覆盖率高，村民的房屋多采用斜顶构造，屋顶与屋顶之间相互遮挡严重，且房屋分布无规律，大部分房屋依山而建，周围植被茂密。这些被遮挡的房屋在倾斜摄影数据采集阶段就未能采集到墙立面信息，导致建模不完整，制图难度较大，内业绘制造成成果精度低，这需要实地通过传统RTK测量进行补充测量。

7 结语

通过采用倾斜摄影测量技术用于农村房地一体地籍调查工作，可实现农村房地一体地籍权属调查、指界和宗地房屋测绘等工作室内集中作业就能完成，节省传统地籍调查需要实地调查，相邻宗村民实地指界等外业调查和传统测绘花费大量时间，调查工作效率能够有效提高。同时，基于实景三维模型的支持下，农村居民能直接在三维模型上查看自家的宗地界址点、界址线、面积成果等信息，对成果的真实性认可程度高，工作开展更为顺利，有效避免确权签字过程中可能会引发的村民纠纷及矛盾。这种技术调查模式对于广大的农村房地一体地籍调查具有借鉴意义。