浅谈测绘技术在农村不动产权籍测量中的应用

袁小军

（南通市测绘院有限公司，江苏 南通 226006）

1 引言

不动产权籍测量工作作为确权登记中的一项基础性工作，为全面查清区域内农村宅基地使用权的界址、权属性质、面积、用途以及地表房屋等建筑物、构筑物的基本情况，形成具有法律效应的数据、图件、表册等调查资料提供了重要的技术支撑。最终建立农村宅基地和农房统一的权籍调查数据库，纳入不动产登记信息基础平台管理，有效、稳妥地解决历史遗留问题，为城乡统筹推进不动产统一登记工作创造条件。

2 测绘技术的应用研究

在日常的作业过程中，发现不动产权籍测量中存在一些问题：围墙较多，空关户很多，房屋测量入户较难；连片房屋难以分辨，容易漏测、漏画且隐蔽点难以量测。采用传统的解析法测量技术，如全站仪、GPS-RTK 等仪器进行作业，工作效率较低、制约因素较多，难以满足不动产权籍调查测绘的需求。然而随着近年来测绘技术的迅猛发展，无人机倾斜摄影测量技术、三维激光扫描技术能以高效率、高清晰的方式全面反映地面复杂的场景，已成为不动产权籍测绘中的一种重要技术手段。本文主要对以上几种测绘技术的作业流程和其优缺点进行介绍[1]。

2.1 传统解析法测量技术

根据测区平面控制网，通过测量角度、边长，计算界址点坐标的方法，称之为解析法。传统解析法测量技术即以全站仪、RTK、测距仪等测量工具为主要技术手段，通过全野外测量技术获取界址点坐标和界址点间距的方法。

解析法在地籍基本控制测量的基础上进行图根控制测量，以图根点为依据测量界址点的坐标及主要建筑物的位置，展绘各级控制点及解析界址点，绘制宗地权属界线图，以控制点及界址点为基础，展绘其他重要地物的位置于图上而形成地籍图。界址点、地物点测距一般不应超过80 m，地形点测距一般不应超过150 m，量距不应超过50 m，解析法图根控制点平面点位中误差在±5 cm 内，边长相对误差≤1/3 000，边长测距中误差≤±2 cm，同时且需要注意相邻图根点平均间距不应大于100 m，最大间距不得大于200 m。目前，解析法测量的主要方法有：极坐标法、前方交会法、直角坐标法、距离交会法等。

解析法测量的主要优点如下。

1）自动化程度高。采用全站仪自动记录存储数据，并可直接传输给计算机进行处理、绘图，不但提高了工作效率，而且有利于后续的信息管理工作。

2）精度高。在全过程中原始数据的精度毫无损失，不存在传统测图的视距误差、方向误差、展点误差，可以很好反映外业测量的高精度，可以获得高精度的测量成果。

3）整体性强。测区控制网一旦建立，可在整个测区的任何位置进行实测和分组作业，成果可靠性强，精度均匀一致，对于小范围地籍补测或更新，解析法测量更灵活。

解析法测量的主要缺点如下。

1）受现场条件影响大，对于围墙多，空关户多的地方效率低，传统的解析法测量每组每天测量工作量约为20～30 宗。

2）对于调绘或者补漏错方面，花费时间较长，工作效率低、成本高。

2.2 倾斜摄影测量技术

倾斜摄影技术三维数据可真实反映地物的外观、位置、高度等属性；同时可快速采集影像数据，实现全自动化三维建模；倾斜摄影数据是带有空间位置信息的可量测影像数据，能同时输出DSM、DOM、TDOM、DLG 等多种成果。

倾斜摄影测量技术开展农村不动产权籍测量，需要在航摄前，进行测区踏勘和像控点布设。随即采用无人机对作业范围进行航拍，形成覆盖范围完整无漏洞的多视角影像数据。随后基于Smart 3D 软件进行三维模型的构建，按照空三加密、密集匹配、3D TIN 构建、纹理映射等步骤生成正射影像和三维模型。然后将模型导入自主研制的测图系统，进行矢量数据的采集，最后对产品精度进行检测，通过此种方法可以一测多用，经济效益显著，是实现不动产三维权籍管理的主要手段。

倾斜摄影测量技术的主要优点如下。

1）无须入户即可测量，生产过程干扰性因素少，且采集过程不受现场相关因素影响。

2）生成三维倾斜模型，多视角作业，作业效率提升，传倾斜摄影测量每组每天测量工作量约为60～80 宗。

3）将大量外业工作转移到内业，减少外业工作量，降低作业成本。

4）数据成果丰富，可视化效果好。

5）三维农房成果对未来自然资源数据应用奠定基础。

倾斜摄影测量技术的主要缺点如下。

1）地籍成果精度要求较高，对像控点的布设和精度要求较高，其精度高度直接决定了地籍图的成果质量。

2）局部房屋密集区域的三维模型存在拉花、变形的现象，无法判读出准确的界址点和地籍要素点，对于此类情况可以采用常规仪器到实地进行补测，或者现场丈量部分房屋的边长。

2.3 三维激光扫描技术

2.3.1 地面三维激光扫描技术

三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术，主要采用非接触式高速激光测量方式，快速获取地物表面的全息点云坐标信息的新技术，又称为“实景复制技术”。地面三维激光扫描主要分为架站式三维激光扫描和移动式三维激光扫描。

架站式三维激光扫描通过标靶或各站的公共特征点进行拼接配准，点云去噪、点云导出和点云成图，最终形成完整的点云数据。其主要特点是精度更高，缺点是作业速度稍慢。移动式三维激光扫描过惯性导航系统和GNSS 接收机获取扫描仪的实时位置，对所采集的点云与相片进行拼接处理，最终获得完整的点云数据[2]。

地面三维激光扫描技术的主要优点如下。

1）数据采集速度快、效率高。三维激光扫描速度能达到百万点/s，能快速获取地形的立体信息，既缩短了野外工作时间，又提高了数据采集效率，能够实现数据的实时采集。

2）作业方式灵活。对扫描点的位置分布更加灵活，最大限度地实现数据的覆盖率与精度的综合提高。

3）数据采集精度高，具有全站仪的测量精度，能使点位、距离和角度测量精度达到专业级测量精度。

4）非接触测量，具有很强的抗干扰能力，不受光线、温度、湿度等外部因素的影响，夜晚也可正常工作。

地面三维激光扫描技术存在的主要缺点如下。

1）三维激光扫描获取的点云数据量巨大，对计算机硬件配置有一定的要求，在处理大面积点云数据时会出现卡顿、死机的情况。

2）三维激光扫描获取的点云数据中无效的点云数据较多，如车辆和树木等，内业点云数据处理工作量较大。

3）三维激光扫描障碍物遮挡，需要对一些特征区域采用传统测量方法进行补测。随着设备硬件的提升以及点云处理软件的完善，这些问题都能得到有效解决。

2.3.2 无人机载三维激光扫描技术

无人机载三维激光扫描技术主要通过激光扫描仪主动向探测目标发射高频率激光脉冲，激光脉冲在照射到地物表面后会发生折射，进而被无人机载激光雷达系统接收。此过程中无人机载激光雷达系统可以直接获取无人机距离地物表面的距离、反射率等数据信息，相关数据信息在经过专业软件分析处理后形成点云信息，即高密度三维空间坐标信息。

机载三维激光扫描作业前需要制订详细的作业计划，包括计划航线、计算行高、旁向重叠度等，另外，还要进行各种参数的检校等。完成外业任务后，得到的数据主要有：激光点频、扫描转速、飞行高度、航线宽度、各波段的记录值等数据。内业需要将这些数据进行联合处理得到激光角点的三维坐标值以及对应的波段数值。然后进行数据的预处理，经过去噪，滤波等处理后得到最终的点云数据后进行成图。

机载三维激光扫描技术的主要优点如下。

1）提高作业效率。减少了大量外业数据采集人工，大大提高了野外工作的便捷性，缩短项目工期。

2）高精度测量。获取高精度点云数据通过专业软件进行处理，可以获取主要特征点和房角点。

3）解决地面三维激光扫描仪无法入户测量的困扰，能够获取更加完整的点云数据。

机载三维激光扫描技术的主要缺点如下。

1）对作业人员要求高。无人机机载三维激光数据采集前需要同步采集静态数据，所以对无人机操控、采集区域信号判断稳定都需要充分的理论基础和经验。

2）数据处理量大，对内业数据处理的软硬件配置较高。

3 成果对比分析

本次选取江苏省南通市如东县某镇（房屋相对集中的80 宗地）作为试验区，采用传统解析法测量技术、倾斜摄影测量技术和三维激光扫描技术进行外业数据采集，采集完成后统计界址点的点位中误差和间距中误差，具体精度统计对比表如表1 所示[3]。

表1 精度统计对比表

从表1 的统计数据可以看出，3 种测量技术统计的界址点点位中误差和间距中误差对比分析传统解析法测量技术精度最高，倾斜摄影测量技术精度最低，但3 种测量技术的精度均满足技术规范要求。

同时对完成这80 宗地的作业时间（含外业数据采集、内业数据处理和最终成图）进行了统计，最终的作业时间统计如表2 所示。

表2 作业时间统计表

从表2 可以看出，3 种测量技术中传统解析法所需要的时间最长，倾斜摄影测量技术所需要的时间最短，几乎是相差1倍的作业时间。因此，可以看出测绘新技术大幅提升了农村不动产权籍测量工作的效率，降低了劳动强度，将大量的外业工作转换为内业工作。

4 结语

农村不动产权籍测量项目是一项艰巨烦琐的任务，项目本身技术难度并不大，难点在于工作量大，实践证明，传统的解析法测量技术、倾斜摄影测量技术和三维激光扫描技术是目前农村不动产权籍测量的主要技术手段，各具有优缺点，但是传统解析法测量技术受种种客观因素影响，外业作业时间很难控制，倾斜摄影测量技术具有高效快捷、成本低廉、机动灵活等应用优势，大大提高了农村不动产权籍调查的速度，节省了人力物力，而且精度完全满足相关规范的要求。三维激光扫描技术由于其非接触、全天候、可靠性高、空间信息采集完整等优点将原先作业时间不可控的外业数据采集转化为作业时间可控的内业数据处理，有效保证了项目进度。通过3 种测绘技术的对比分析应用为农村不动产权籍测量项目的实施提供了多源可选择方案，为测绘新技术在不动产权籍测量项目中的研究奠定了基础，同时具有很好的指导作用。