一、项目概况
1、项目背景
传统不动产权籍调查一般采用人工跑点的测量方式，采用全站仪+GPS+钢尺相结合的方法进行每个农房的测量，此方法具有一定的局限性，比如作业效率低、房屋隐蔽点难以测量、累计测量误差较大、数据成果单一等等。随着低空无人机倾斜摄影技术的快速发展，现已具备全天时、低成本、高精度等优势，能够快捷获取到所需图像，有效提升生产效率，降低工作人员的劳动强度，所以利用倾斜影像建立的高精度实景三维模型生产大比例尺线划图已经成为了现实。
我司在积累了相关生产经验的基础上，针对不动产权籍调查项目打造了集数据采集、数据处理及数据应用的整体解决方案。近期在黑龙江省某地区不动产权籍调查（农房补充调查）项目支撑下，我司采用低空无人机倾斜摄影系统对项目区域进行了高分辨率倾斜三维数据获取与大比例尺测图工作，并检测其成果可以满足不动产权籍调查（农房补充调查）项目的高精度需求，为后续不动产权籍调查项目新技术的应用提供了参考。
2、项目需求
2.1 测区范围
本次项目区域面积约110km²，地面要素主要为民房、道路、农用地等地物。测区地处黑龙江省东南部，大部分属山区，境内山多林密、江河纵横。地势四周高、中间低，西部山势险峻，东部渐趋平缓，最高点海拔约1357米。测区范围如下图所示：
测区范围线
2.2 项目要求
2.2.1 精度指标
宗地界址点测量主要精度指标
房产界址点测量主要精度指标
2.2.2 数学基础
（1）平面坐标系统：采用国家CGCS2000坐标系，高斯－克吕格投影，按3°分带,中央子午线为：129°；
（2）高程系统：采用1985国家高程基准。
2.2.3 项目成果
（1）测区实景三维模型一套（数据格式为.osgb）；
（2）测区真正射影像图一套（数据格式为.tif）；
（3）测区宗地图、房产分户图成果一套（数据格式为.dwg）。
2.3 人员及设备
（1）人员投入
外业像控测量人员2人，飞行技术人员2人，内业测图人员10人。
（2）仪器设备
针对本项目的高精度要求，我们采用了大疆经纬M600 PRO多旋翼无人机搭载天擎智造MS Q5四代倾斜摄影系统的方式进行测区倾斜影像数据的获取。
大疆经纬M600 PRO采用模块化设计，装配及使用快速便捷，具备全天候飞行能力，性能安全可靠。
天擎智造MS Q5四代倾斜摄影系统采用Motor Sky定制摄影测量型镜头，保证镜头成像色彩饱满、畸变更小、锐度更高，内置红擎温控专利设计技术，并采用先进的同步全驱技术，可实现相机错误自行修复，集成了GPS、惯导等系统，具有体积小、重量轻、高画质的特点。
大疆经纬M600 PRO飞行平台参数
天擎智造MS Q5四代倾斜摄影系统参数
天擎智造MS Q5四代倾斜摄影系统参数
（3）数据处理软件
数据后处理采用Mirauge3D和DP-Mapper两款软件。
Mirauge3D对倾斜影像进行空三解算及实景三维模型生产，DP-Mapper进行大比例尺测图工作。
Mirauge3D是一款专业的影像智能建模系统，能够全自动、高效的从二维数码影像中重建正射影像图和实景三维模型，且不受限于影像的采集手段和设备。超强的空三能力，对于大数据量以及弱纹理区域，可一次性通过，有效的提升数据处理效率。
天际航实景三维测图系统DP-Mapper是自主研发的一套大比例尺测图软件，提供基于三维模型、航空影像、地面影像、正射影像、立体像对模型、点云数据的二三维采集编辑工具，有效提高测图精度及效率，成果可导出多种格式，适用于基础地形测绘、地籍测图、不动产测绘、立面测量、征地拆迁测量等项目。
工作站硬件配置表
技术标准和依据
（1）《低空数字航空摄影规范》CH/Z 3005-2010；
（2）《低空数字航空摄影测量外业规范》CH/Z 3004-2010；
（3）《无人机航摄安全作业基本要求》CH/Z 3001-2010；
（4）《不动产登记暂行条例》；
（5）《土地登记办法》国土资源部令第40号；
（6）《不动产登记暂行条例实施细则》；
（7）《黑龙江省土地登记办法》2004年10月15日实行；
（8）《确定土地所有权使用权的若干规定》国家土地管理局（1995）国地［籍］字第26号；
（9）《不动产权籍调查技术方案》（试行）；
（10）《地籍调查规程》TD/T1001-2012；
（11）《房产测量规范》GBT 17986.1-2000第1单元房产测量规定；
（12）《房产测量规范》GBT 17986.2-2000第2单元房产图图式；
（13）《土地利用现状分类》GB/T21010-2007；
（14）《不动产登记数据库标准》(征求意见稿)；
（15）《城市测量规范》CJJ/T8 -2011；
（16）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009；
（17）《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》CH/T 2009-2010；
（18）《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》GB/T20257.1-2007；
（19）《黑龙江省村庄地籍调查实施细则》；
（20）《黑龙江省村庄地籍调查成果检查验收办法》；
（21）《黑龙江省不动产权籍调查（农房补充调查）试点实施方案》。
二、技术路线
不同于常规1:500航测成图精度（一般平面、高程精度在16cm以内）不动产权籍调查（农房补充调查）项目精度更高，建议农村宅基地房角界址边长精度不大于±0.04m，楼房或城建区建议结合住建部门和城乡建筑规划部门的技术要求，因此意味着不管是影像分辨率、像控点布设、数据处理等环节都有着极为严格的要求。
本次项目基于倾斜三维测图的技术路线进行，主要包括数据采集、数据处理、模型制作、开展测图、精度检核及成果提交等过程。
项目技术路线图
三、项目实施
1、数据采集
1.1 测区踏勘
测前踏勘是项目开展前必不可少的一项重要工作，其目的在于了解测区近期天气状况、植被覆盖情况、交通状况、居民点分布情况、行政区划、控制点保存情况、地形地貌等信息，从而便于技术人员合理制定飞行方案，选取起降场地，保证外业航飞的顺利进行。
1.2 航线设计
根据三维倾斜数据的处理经验来看，基于像控点约束，为了满足不动产权籍（农房补充调查）项目高精度的要求，倾斜影像应获取地面分辨率优于2cm的影像数据，且为保障三维模型的生成效果，其航向、旁向重叠度一般建议优于60%，而当测区存在高楼时，则应适当加大重叠度，保证高层建筑的模型效果。对于地形起伏较大的区域，则应根据地形变高飞行，保证测区内大部分地物的分辨率都优于2cm，以此来保证三维模型的效果及精度。
结合测区踏勘的情况，设计地面分辨率为1.6cm，航高为100m，航向重叠度为75%，旁向重叠度为75%，预计飞行时间约为30分钟。将测区kml范围线导入DJI GS PRO地面站软件内，根据测区的地形情况和精度要求，软件自动生成最佳航线。
航线设计
1.3 像控点布设
为满足不动产权籍（农房补充调查）项目高精度的要求，通常情况下建议每平方公里布设25-30个像控点（如配备实时差分模块，可根据实际情况适当减少像控点数量），同时布设部分检查点，如若太密既浪费人力、物力，也影响后期处理速度，而疏于这个密度的话则可能损失精度。因像控点要应用于后期数据处理，一般需要多次测量取均值，像控点位置原则性一般应选择在高程起伏不大的地面，尽量避免选择房角点或带有高程起伏的角点，以免造成内业人员在选刺像控点时因判断失误刺偏导致数据不满足精度要求。
本项目测区为县城居民区，多为水泥路面，没有明显地面目标和标志物，故采用布设事前像控的方式。需在测区内平均布设地面像控点，一般200-300m左右布设一个点即可。地面标志使用红色油漆喷涂L形标志，宽度约30cm，长度约1m，要求拐角清晰可见，与地面有明显色差，易于内业人员判刺。
使用RTK连接黑龙江省网CORS，并采用平滑采点功能测量像控点点位坐标值，为保证像控点精度，每组像控点采集3个测回，每个测回采集10个点，最后计算平均值，每测回完成后应重启接收机。每组像控点进行拍照记录，要求照片能够反映像控点的地形特征，并做好点之记整理工作。
地面像控点测量
1.4 航飞情况
现场航摄作业时，安全是首要考虑的要素，飞机组装完成后，要进行一系列严格的检查，在确保安全的情况下才能升空作业。飞机升空作业后，飞手应在地面站对飞机工作状态进行实时监控，时刻关注飞机的飞行姿态、电池剩余电量、航高及飞行速度等指标。航摄完成后应在现场下载POS数据并对航摄影像进行检查和整理，确保POS信息无遗漏，航片清晰，色彩丰富。
2、数据处理
2.1 新建工程
打开Mirauge3D智能建模软件，输入工程名，选择工程路径。
2.2 添加影像
点击添加影像按钮，给工程加入影像。
2.3 设置POS信息
导入POS文件，可自定义列属性，选择合适坐标系，并检查POS分布。
2.4 设置工程参数
根据实际需求，调整工程参数，完成工程创建。
2.5 智能空三
Mirauge3D软件支持多机并行空三，软件会自动划分多个空三任务，多机集群并行处理，并且支持中断后保留空三进度，在此基础继续进行空三，不用担心意外断电等情况造成的空三反复计算。
2.6 像控点编辑及平差
自由网空三结束后，导入像控点文件，对像控点进行少量刺点并交会平差，软件会准确预测对应其余像点位置，在依次对像控点进行确认调整，对于大数据量支持多人同步刺点，可有效减小刺点时间。区域网平差结束后，可根据生成的平差报告调整参数继续计算或进行三维模型生产。
3、数据生产
Mirauge3D软件采用目前最先进的变分法Mesh优化技术，经过格网切块、构建TIN网白模、自动纹理映射等流程，生产出测区的高精度实景三维模型成果。三维测图方式是基于实景三维模型进行的地物采集，若房屋模型结构不完整、几何精度有问题，则后续测图成果很难满足不动产权籍调查（农房补充调查）项目的高精度要求，因此实景三维模型的效果及精度检查至关重要。实景三维模型成果要求纹理清晰，房屋结构尤其是墙体完整，且墙面应尽可能平整，才能保证后期进入测图软件采集的房屋边线及房屋角点准确。最后利用布设的检查点进行三维模型的精度检查，精度合格则进行下一步测图作业。
测区实景三维模型成果
4、内业测图
利用DP-Mapper实景三维测图系统进行线划图采集作业，将测区高精度实景三维模型、空三成果、畸变纠正影像导入软件，配置解决方案，由内业人员通过实景三维模型及多视角倾斜影像进行点、线、面等矢量信息绘制，并按照国标要求赋予要素属性信息，采集房屋时可完成房檐改正、房屋层数等属性录入。
DP-Mapper实景三维测图系统
5、精度检核
测图工作完成后，需对数字线划图的要素精度进行检验，检查采取人工实测的方式对比精度。经检验，点位中误差平均值为0.0318m，边长误差平均值为0.0204m，满足不动产权籍调查（农房补充调查）项目的高精度要求。
误差统计表
四、项目总结
本项目采用大疆经纬M600 PRO多旋翼无人机搭载天擎智造MS Q5四代倾斜摄影系统，进行测区倾斜影像数据获取，结合Mirauge3D和DP-Mapper两款软件，能够在较短的时间生产高质量、高精度的实景三维模型成果，并在此基础上进行大比例尺测图工作。此方式可将以往需要全野外测绘的测图工作转变为内业加部分外业调绘，大大减轻外业人员劳动强度，提升作业效率，外业采集更自主、更高效、更安全，可为不动产权籍调查、数据库建设等工作提供更加丰富、真实、时效性强的基础地理信息数据，整体效果远优于传统人工测绘方式。
依托“倾斜摄影测量+实景三维”测绘新技术完成的不动产权籍调查工作，同时产生了实景三维模型等其它过程数据成果，能够为实现自然资源大数据管理奠定基础，另外还可以推动不动产登记电子证照工作的有序开展。颁发不动产登记电子证照是落实国务院深化“互联网+政务服务”改革的重要举措，能够为保护农民合法权益提供准确依据，通过加快资本向资产转化，为农村经济发展注入新活力，对实施乡村振兴和推进城乡融合发展具有重要而深远的意义。
图片转自：中国新闻网《河南首发实景图不动产权证 房宅获彩色“身份证”》，驻马店市发放的《不动产权证书》内显示村民实景房宅图。
视频转自：江苏省不动产登记微信公众号
文章来源：黑龙江旭之升地理信息有限公司
