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搞定“房地一体化”,精细化三维模型测量法更高效!

达北云 多普云 2021-10-08

基于精细化三维模型的1:500“房地一体化”测量方法相对于传统的全野外测量法和常规摄影测量法具有很大的优势,减少了外业人员对专业技能以及天气等条件的依赖,而且大大简化作业流程,整体效率提高、测量精度得到了保障。

本文以陕西某村子为试验测区,分析此方法的可行性,本文要点如下,全文阅读时间预计6分钟:
  • 1:500“房地一体化”测量常用方法优劣势分析
  • 基于精细化三维模型的1:500“房地一体化”测量方法的实施流程
  • 1:500“房地一体化”测量方法工作效率和测量精度对比

一、1:500“房地一体化”测量常用方法

在农村不动产统一登记实践中,宅基地及其地上房屋即“房地一体化”确权登记是大家比较关注的问题。1:500“房地一体化”测量目前有两种方法:


本文提出了一种基于精细化三维模型开展 1:500“房地一体化”测量工作的新方法,该方法相对于全野外测量法,在保证成果质量的前提下,可以提高生产效率,减少外业作业人员;相对于常规摄影测量法,可以在内业完成缩房檐等工作,降低了作业成本,先内业后外业,优化了作业流程,加快了全国农村“房地一体化”测量工作的进程。

二、测量流程


试验区为陕西省宝鸡市千阳县南寨镇某村,该村占地面积约 0.55km2  ,属于北温带大陆性季风半湿润气候,村内地势平坦,面积广阔,交通便利,渠通水畅,有“三端一平”称号(路端、渠端、树端、地平)。作业流程如图 1 所示:

▲ 作业流程图

1、像控点布设与量测 
外业像控点点位应选在易于判别、特征明显、与周围地物颜色反差大、尽可能为永久地物并易于影像上精确定位刺点的特征点,如道路交叉口、斑马线交角等。

在 1:500 的“房地一体化”测量中,为达到精度要求,像控点之间的距离应为100-150m,像控点应布设在视野开阔,无房屋、树木遮挡的地方,避免无人机获取影像中的像控点被遮挡。

▲睿影RS-100四轴无人机

2、精细化三维模型的建立与数字正射影像(DOM)的生成 
利用 Context Capture软件进行精细化三维模型的建立与 DOM 的生成,首先通过无人机获取高分辨率的多视影像,为了最大限度地提高测量精度,无人机获取的多视影像的分辨率应达到 0.015-0.02m,经过影像预处理、空三加密、三维重建等步骤,完成精细化三维模型的建立。精细化三维模型与 DOM 的生成过程如图所示。在空三加密过程中,像控点刺点误差应控制在一个像元内,三维模型分辨率满足不大于 0.05m 的条件时才可以开展相关的后续工作。

▲精细化三维模型与 DOM 的生成过程图


3、农村“房地一体化”数据采集 
3.1 数据采集

▲EPS数据采集流程图
(1)房屋平面图绘制:根据三维模型和 DOM 数据,以房屋侧面为基础,进行房屋平面图的绘制。对于下图的房屋,采用“五点法”绘制。即通过“建成房屋”工具,先在房屋任意一个侧面绘制两个点,然后再在其它侧面绘制一个点,进行房屋主体平面的绘制;在房屋主体平面绘制完成后,再根据房屋的实际情况,绘制房屋的其它结构及房屋的附属设施,如阳台、飘窗等。


(2)房屋拉伸:根据三维模型中房屋的实际高度,对房屋进行拉伸,拉伸后房屋侧面的四条边需紧贴三维模型侧面四条边,确保采集精度。
(3)标注:根据三维模型,对房屋的材质、层数以及房屋的附属设施进行标注。

3.2 房屋类型
农村房屋一般包括两种房屋,一种是“人字形”房屋,另一种是平顶房屋。
  • “人字形”房屋比较简单,容易采集;

  • 平顶房屋这类房屋目前在农村偏多,相对于“人字形”房屋稍复杂,采集时还需采集房屋层数以及房屋的附属设施等。

基于精细化三维模型的 1:500 房地一体化测量方法可以直接在采集的数字线划图(DLG)中统计房屋的建筑面积,避免了传统的“缩房檐”工作,而且保证了房屋采集精度,大大提高了“房地一体化”测量效率。

▲测区房屋采集结果图


4、外业核查 
在 1:500“房地一体化”测量中,有些房屋无法在内业采集完成,需要到外业进行核查。主要为以下三种情况:
  • 树木等遮挡造成个别房屋模型不完整;

  • 由于种种原因造成的极少数房屋模型不清楚,房屋过于密集,且房屋结构复杂造成的遮挡;

  • 对于无法采集的房屋,需到外业进行核查,然后在南方 CASS 软件中进行补采。 

三、工作效率与测量精度对比


针对项目案例,将全野外测量法、常规摄影测量法和论文提出的精细化三维模型测量法,从项目工作效率和数据精度两方面进行了对比。其中,项目工作效率对比见表1。可见,基于精细化三维模型的测量法的工作效率有明显提高。

将使用基于精细化三维模型的测量法方法采集出的部分房角点坐标与使用传统全野外作业方式采集的房角点坐标进行精度比较,求出平面中误差和高程中误差,测量精度评定见表 2。


从表 2 可见,使用基于精细化三维模型的测量法的房屋平面中误差和高程中误差分别为 0.048m、0.03m,精度完全满足《1:500  1:1000  1:2000 外业数字测图技术规程》  GB/T14912-2005 中平面中误差和高程中误差小于等于±0.05m 的要求。

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文章作者:邱春霞,雷蕾,董乾坤,席敏哲
文章来源:《测绘地理信息》

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