实景三维模型在不动产登记中的应用与研究

杨候勇

（山西省吕梁市不动产登记中心，山西 吕梁 033000）

1 引言

城市实景三维模型构建方法实景三维模型是真实场景的数字化表达，是地理信息系统的核心组成部分[1]。随着地理信息技术的快速发展，实景三维模型的建立已经成为测绘领域中一项非常重要的工作，它不仅可以满足数据查询、分析、应用等方面的需求，而且可以满足城市规划、建设、管理等方面的需求。实景三维模型主要指对一定范围内的人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化反映和数字化空间表达。在国家重要的新型基础设施的建设过程中，实景三维模型的开发和利用能够为经济社会发展和各部门信息化提供统一的空间基底。

实景三维模型是一种三维立体影像图，以数字的形式提供了城市中建筑物或道路、园林等的三维地理信息[2]。在三维世界里，人们可以像在现实生活中一样用手机查看建筑物和道路等真实场景，甚至可以通过无人机航拍直接看到地面上的建筑和地面下的道路及地下管网等，因此，实景三维模型在城市建设中起着非常重要的作用。

1）实景三维模型可通过智能手机、平板电脑等移动设备实时查看，避免了因地图被遮挡、网络故障等原因无法及时获取三维模型的问题；

2）实景三维模型能够实现对建筑物整体及细节进行建模，直观体现城市的全貌，较传统地图更具真实感和吸引力；

3）实景三维模型能够实现对地下管线、绿地等的建模，较传统地图更加直观；

4）实景三维模型可以为城市规划提供空间决策依据，并对城市进行精细化管理，从而帮助政府实现精细化治理和管理[3]。

实景三维模型构建是一项复杂的系统工程。如何构建高精度、高质量、高效益的实景三维模型，一直是业界探讨的热点[4]。目前，国内外实景三维建模主要有两种方式：一是以传统航空摄影测量技术为主的“全流程”式方法，这是实景三维建模生产最常见的方式，其优点在于效率高、成本低，但精度不能满足需求；二是基于激光雷达技术的“粗精一体化”方法，这也是当前实景三维建模最主流的方法，其优点在于成本低，但其精度不能满足需求。为助力城市更新，盘活存量用地，提高土地利用效率，打造“数字孪生”城市，按照“多规合一”“多图合一”的总体要求，本研究充分利用无人机倾斜摄影技术和实景三维技术，开展城市实景三维模型的构建，并将该模型应用到不动产登记中，旨在深度挖掘不动产数据的利用价值。

2 实景三维在不动产登记中的研究路线

2.1 城市实景三维模型构建

实景三维模型可以实现对各类空间数据（如地籍数据、房屋测绘数据、地役权信息等）的入库，利用实景三维建模技术构建三维立体模型，在实景三维地图中加载建筑物实体的属性信息，以三维视角直观、全面地呈现不同时期建筑物的真实面貌以及空间位置信息，可以为不动产登记等应用提供数据基础。城市化进程的加快使得不动产数据在二维空间的分布变得更加复杂。因此，本文试图构建城市实景三维模型，并试图在构建的模型中实现不动产登记的三维化分布。通过这种方式解决当前不动产数据在二维空间中的重叠交叉问题。研究采用无人机进行拍摄，并测量相关数据，得到城市的实景三维模型。

图1 为城市实景三维模型构建流程图。整个三维模型可以分为对外处理和对内处理。其中，对外处理是指对研究区域进行航飞拍摄任务，对无人机抓拍的图像数据进行复查。对内处理是指使用通过质检的外界图像进行三维建模，从而获得最终的实景三维模型。在对外处理中，无人机倾斜摄影测量是捕捉图像最后质量表现的关键。无人机倾斜摄影测量能够从多个角度获取地表影像，相比其他航空摄影技术，无人机航摄不仅成本低，而且易于学习、灵活拍摄、实时性强。

图1 城市实景三维模型构建流程图

在此次研究中，选取大疆Air 无人机作为航拍工具并进行倾斜摄影测量。对于无人机航摄来说，在进行正式试飞航拍之前，首先要对地面的无人机控制员进行培训，控制员具备航飞资格之后才能正式使用无人机进行测量。其次，航摄时的天气必须满足光照充足、可见度高、风力小的特点，否则无人机很容易在航摄过程中出现故障，拍摄到的图像质量也并不高。航摄时间需要在日出之后以及日落之前，否则也会影响到航摄质量和飞行效果。完成对外处理之后，采用倾斜建模软件ContextCapture 完成实景三维模型的构建。ContextCapture 软件是一套自动化三维建模软件，在整个模型的构建过程中只需输入无人机从不同角度拍摄到的照片，模型就会自动进行三维建模。

2.2 不动产登记数据处理

不动产数据具有数据量大、种类多、数据价值高、数据难以关联，变化速度快等特点。由于不动产数据间的关联性弱，对于特定的应用具有不同的标准，因此，需要对不动产登记数据进行预处理。图2 为不动产登记数据预处理流程图。

图2 不动产登记数据预处理流程图

首先，将研究区域收集到的不动产数据进行清洗和处理。在这一过程中，需要对数据进行检验校对，检验校对的内容包括数据的语义、基准和类型等。然后，将清洗处理后的数据进行补充完善。进行数据补充完善时，需要从空间和属性两个角度入手。其中，空间数据需要进行测绘检验；属性数据需要手动录入检验并补充完整。在得到完整的空间数据后，需要对这两种数据进行规范化整理。上述流程全部完成之后，可以将收集到的原始数据标记为标准数据。

建立房地产基准数据之后，要对其进行相关分析，分析内容包括两个方面：一是与属性数据之间的关系；二是把二维数据与现实中的立体城市景观相结合。在不动产登记资料中，二维空间资料与属性资料之间的关联是唯一的识别代码。通过该标识码可以收集和查询房屋平面图、地块平面图、分层分户图，并且统计分析户室数据、地块数据和房屋数据；另外，因为实际中有很多的房屋、地块和分层的分户图虽然是互不重叠的，但是在同一坐标系下会出现重叠，因此，必须把2D 数据和真实的3D 数据联系起来。

3 基于3D实景的不动产登记管理平台功能设计

上述内容中，对城市实景三维模型进行了构建并对收集到的不动产登记数据进行了处理。该内容是在城市实景三维模型的基础上，对城市不动产登记管理平台进行了开发，它可以提供不动产登记数据的三维展示、不动产登记数据的查询统计、不动产抵押查封的分析以及分层分户的查询功能。此外，该不动产登记管理平台功能设置以城市实景三维数据为基础，集成不动产登记信息、土地信息等基础数据，建设不动产统一登记信息管理基础平台，可以实现不动产登记申请、受理、审核、登簿和发证全过程的信息化管理；在统一登记平台中实现不动产登记申请办理、审核登记、发证全过程的信息化管理；通过对房屋进行建模，在收集到的基础数据上，实现房屋与实景的叠加；利用城市实景三维技术，在统一平台上实现房屋与宗地的对应关系，完成不动产统一登记业务数据和基础地理数据的融合；为用户提供信息查询功能，为不动产权利人提供全方位的服务。

图3 所示为不动产登记管理平台构建流程图。在该不动产登记管理平台构建的流程中，首先需要规范处理不动产登记数据，同时对无人机拍摄到的图像进行处理，接着将处理好的数据进行标准化整合，然后结合构建的实景三维模型搭建管理平台。平台的功能可以分为6 个大类，包括数据三维展示、数据查询统计、不动产分层分户数据查询、不动产抵押情况查询、不动产信息更新查询和平台运维管理。房地产登记资料的三维场景展示方式可以根据设备的不同分为3 类，包括键盘和鼠标展示、动画展示和三维场景生成。键盘和鼠标展示，即利用键盘和鼠标的相互配合实现对立体场景的立体显示，通过这种方式不仅可以从不同角度和不同高度展开立体建模，还可以完成左右移动、前后移动等基本动作；动画导航是根据预先设定好的演示路径，用动画形式进行三维模型场景的播放和记录，并将演示结果以AVI 格式输出。不动产登记数据查询平台实现了数据的查询与统计，并通过多种方式在三维场景中显示。该平台的查询统计对象主要包括房屋、土地、户室和楼栋等，在该功能对应页面进行单击可以在此数据空间中高亮显示查询结果。在此管理平台上，使用者可以按照自己的需要，对其进行分区，并对分区的结果进行统计和分析。假定对不动产抵押查封情况进行了区域分析，可以在三维场景中将该房屋的查封抵押信息或空间分布信息显示出来，从而可以看到该区域中特定房屋的所有权信息和房屋状态。根据最终构建的城市实景三维不动产登记管理平台能够满足用户对于不动产信息的分析和挖掘需求，进而增加不动产登记管理在三维空间的利用价值。

图3 城市实景三维不动产登记管理平台构建流程图

4 结语

数字化城市发展速度的加快使得不动产数据在二维平台中已经不再满足查询需求，针对当前不动产数据在二维模型中具有的缺陷，本研究首先对数据进行预处理，然后基于实景三维模型技术构建不动产登记管理平台，并对不同板块的功能进行了测试。此外，研究还介绍了城市不动产登记管理平台数据的三维展示、查询统计、分户查询、查封分析、信息更新和运维管理6 项核心功能。用户可以根据自身需求在所搭建的不动产登记管理平台中实现数据的有效利用。所构建的平台不仅具有高精度特点，可以反映不动产数据的真实情况，还能解决不动产登记中的各类问题，因此，具有很好的应用前景。