李 峰

(山西省測繪工程院，山西 太原 030002)

我國的不動產(chǎn)登記平臺是基于二維地圖的GIS進行管理，近年來，我國城市建設的發(fā)展不斷向規(guī)模化、立體化方向發(fā)展，大量的高層建筑使得不動產(chǎn)權屬空間分布復雜化，如果仍利用基于二維的GIS系統(tǒng)進行管理，會導致大量的權屬重疊、信息冗余，難以對三維空間不動產(chǎn)信息進行精細化、準確化、直觀化管理[1]。此外，這種傳統(tǒng)的二維數(shù)據(jù)管理模式存在數(shù)據(jù)整合過程耗時較長、不動產(chǎn)權籍表達不夠詳細、資料更新速度緩慢等問題。針對此類問題，部分專家學者也提出過相應的解決方案，如通過建立三維模型實現(xiàn)城鎮(zhèn)的房籍三維可視化、三維空間宗地的權屬管理[2-4]；通過激光點云數(shù)據(jù)實現(xiàn)建筑物高度、輪廓提取，并進行分割編輯來構建三維宗地體，或者通過融合大量的影像、高程和矢量數(shù)據(jù)進行三維建模等方式，但是在實際應用過程中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)建模分塊工作量巨大、數(shù)據(jù)海量，以及與現(xiàn)行的不動產(chǎn)統(tǒng)一登記數(shù)據(jù)成果無法對接等問題，導致目前無法實際應用。

本文將對三維不動產(chǎn)權籍測繪生產(chǎn)的關鍵技術展開研究，將傳統(tǒng)二維數(shù)據(jù)管理升級為可視化更強的三維數(shù)據(jù)管理模式，形象展示土地及地上建構筑物的空間位置及當前屬性狀態(tài)，實現(xiàn)三維不動產(chǎn)登記信息的精細化管理，有效提升不動產(chǎn)登記過程中具體業(yè)務的工作效率，全面輔助不動產(chǎn)統(tǒng)一登記工作的快速推進。

1 研究技術路線

三維不動產(chǎn)權籍測繪生產(chǎn)主要包括空間數(shù)據(jù)獲取、影像數(shù)據(jù)處理、三維不動產(chǎn)模型建立、三維模型單體化、不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)整合、不動產(chǎn)權籍測繪數(shù)據(jù)庫建立與管理等幾個方面。圖1為三維不動產(chǎn)權籍測繪生產(chǎn)的總體工藝流程，即利用傾斜攝影技術，輔以三維激光掃描技術，建立實景三維不動產(chǎn)模型，同時將不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)進行整合，然后與宗地、房屋等三維不動產(chǎn)模型進行數(shù)據(jù)關聯(lián)，并建立三維不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)庫，將完整的三維不動產(chǎn)數(shù)據(jù)入庫并對其進行管理[5]。

2 關鍵技術研究

依據(jù)三維不動產(chǎn)權籍測繪生產(chǎn)工藝流程和當前測繪生產(chǎn)技術現(xiàn)狀及發(fā)展情況，要實現(xiàn)滿足要求的三維不動產(chǎn)權籍測繪生產(chǎn)，需解決以下關鍵技術，主要包括：實景三維模型的快速建立、三維模型單體化、不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)整合、三維模型與不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)關聯(lián)，以及三維不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)庫的建立。

2.1 基于傾斜攝影的實景三維模型建立

構建三維模型是三維不動產(chǎn)空間信息的主要表達方式。三維不動產(chǎn)所要建模的實體復雜多樣，建立的三維模型不僅要突出權利實體的外圍邊界特征，而且還要表征其內(nèi)部權利空間，不但要實現(xiàn)三維不動產(chǎn)可視化表達，還要實現(xiàn)在所選取的三維模型上進行空間分析、查詢和量算等功能，以滿足不動產(chǎn)管理的輔助稅收和決策需要[3]。

傳統(tǒng)的三維建模技術是利用二維數(shù)據(jù)如DOM、DLG等獲取建筑物基地，以及建筑物的樓層、層高等幾何信息，用3D Max等建模軟件建立灰體模型，然后通過外業(yè)拍攝實景照片、貼圖的方式，完成三維建模。此種建模方式，建筑物的幾何參數(shù)依賴于已有數(shù)據(jù)或估算，需要經(jīng)過不斷調(diào)整，最終做出目標形態(tài)，模型幾何參數(shù)若缺失則所建模型會不準確。同時此種建模方法所建立的模型是獨立的單體，建模周期比較長，需要花費大量的人力。隨著獲取三維模型數(shù)據(jù)設備的多樣化，三維建模多源數(shù)據(jù)集成和多種技術的集成，航載LiDAR，傾斜數(shù)字攝影測量和GPS等技術的結合，使得建模技術方法更加多樣化，其中傾斜攝影建模由于其省時省力、建模速度快、模型精度高、色彩符合實際等特點得到廣泛應用。圖2為利用傾斜攝影測量技術進行實景三維模型重建的生產(chǎn)流程。

2.1.1 傾斜影像數(shù)據(jù)采集

利用由航空飛行器(無人機)搭載傾斜航測相機、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性導航系統(tǒng)等設備組成傾斜攝影測量系統(tǒng)，設置合適的航高，獲取高分辨率的帶有空間位置信息的可量測多視實景影像，以保證三維不動產(chǎn)模型重建精度。對于無人機無法拍攝到的地物細節(jié)部分可由地面三維激光掃描儀輔助完成。

2.1.2 密集像控測量

事前應先做好像控點布設，通常每隔300～500 m布設一個像控點，以減少模型遠距離幾何失真。

2.1.3 實景三維模型重建

傾斜攝影三維模型重建是通過傾斜攝影系統(tǒng)獲取的POS數(shù)據(jù)，結合野外實測的控制點測量成果進行區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差，實現(xiàn)多視影像匹配，生成數(shù)字地表模型DSM，經(jīng)紋理映射形成基于實景影像紋理的非單體化模型即三角網(wǎng)模型成果。

2.2 三維模型單體化

由傾斜影像進行建模獲取的實景三維模型是帶有貼圖的連續(xù)三角網(wǎng)，并未將建筑、地面等地物要素進行分離，數(shù)據(jù)量比較龐大，導致模型無法在大范圍內(nèi)得到應用[6-7]。

對三維不動產(chǎn)模型單體化是為了實現(xiàn)每一個不動產(chǎn)單元與相連模型分離、被選中，并將相應的屬性附著其上，方便對不動產(chǎn)單元進行查詢、統(tǒng)計等管理操作。

目前，較廣泛應用的三維模型單體化方法主要分為邏輯單體化和物理單體化兩種方式。邏輯單體化的主要方法有ID單體化法和動態(tài)單體化法[8-9]，此類方法并未實現(xiàn)真正意義上的單體化分離，不適合模型后期的應用與管理；物理單體化的主要方法有切割單體化法[10-11]和立體像對單體化法[9]，切割單體化法實現(xiàn)了真正意義上的單體化，但此種方法會對LOD產(chǎn)生破壞，單體化后模型效果欠佳，相對而言，利用立體像對進行單體化的建模方式較為方便，而且空間精度較高。針對三維模型單體化后進行不動產(chǎn)登記生產(chǎn)，選擇并實現(xiàn)合適的單體化方法，能夠有效保證三維不動產(chǎn)權籍測繪生產(chǎn)體系的高效順利進行。圖3為三維模型的單體化流程。

對于三維不動產(chǎn)，模型單體化需要細化到每一樓層、每一單元、甚至每一戶，因此，真三維單體自動分層分戶是三維不動產(chǎn)登記深入應用的關鍵。自動分層分戶技術主要是基于影像匹配的技術，通過快速準確獲取多視影像上的同名點坐標，進而獲取某一建筑的窗戶、樓層等三維信息，分層或分戶進行房屋登記，并關聯(lián)地籍圖、戶型圖，甚至室內(nèi)三維等，將不同位置的不動產(chǎn)權籍信息錄入到相對應的三維不動產(chǎn)單元中。

2.3 不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)整合

不動產(chǎn)數(shù)據(jù)整合主要包括：

(1) 數(shù)據(jù)信息整理主要包括：集體土地所有權登記、國有土地建設用地使用權、房屋等空間信息數(shù)據(jù)整理和登記簿冊整理，以及不動產(chǎn)登記歷史檔案整理。

(2) 空間信息整合主要包括：行政區(qū)數(shù)據(jù)整合；地籍區(qū)、地籍子區(qū)數(shù)據(jù)整合；宗地數(shù)據(jù)整合；建筑物數(shù)據(jù)整合。將這些數(shù)據(jù)整合成符合不動產(chǎn)數(shù)據(jù)庫標準的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)表結構和屬性值。數(shù)據(jù)在整合前必須保證所有數(shù)據(jù)的空間坐標參考一致，如不一致，需根據(jù)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換一致。

(3) 非空間數(shù)據(jù)整合主要包括：對以往分散登記、格式不一的登記數(shù)據(jù)，依據(jù)現(xiàn)行的相關標準進行標準化、規(guī)范化整理；依據(jù)《不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)庫標準(試行)》[12]，建立映射關系模型，轉(zhuǎn)換形成符合《不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)庫標準(試行)》要求的不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)；將原土地、房屋等對應的歷史存量登記數(shù)據(jù)進行屬性分析、提取和映射，將各指標分別存儲到不動產(chǎn)統(tǒng)一登記數(shù)據(jù)庫對應的數(shù)據(jù)庫表單內(nèi)。

(4) 數(shù)據(jù)關聯(lián)落宗。將整合后的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)進行關聯(lián)，形成用宗地編號，把宗地和不動產(chǎn)單元進行關聯(lián)，用不動產(chǎn)單元編號把不動產(chǎn)和不動產(chǎn)權利關聯(lián)，用業(yè)務號實現(xiàn)不動產(chǎn)權利和登記過程的關聯(lián)，最終形成空間數(shù)據(jù)、非空間數(shù)據(jù)關聯(lián)，歷史和現(xiàn)狀信息清晰完整的不動產(chǎn)登記信息[12-13]。不動產(chǎn)權屬空間數(shù)據(jù)的掛接主要是對產(chǎn)權登記數(shù)據(jù)整理階段及物理空間數(shù)據(jù)整理階段所輸出的宗地產(chǎn)權登記數(shù)據(jù)集、房屋產(chǎn)權邏輯幢數(shù)據(jù)集、房屋產(chǎn)權層數(shù)據(jù)集以及房產(chǎn)產(chǎn)權戶登記數(shù)據(jù)集、宗地空間數(shù)據(jù)集、自然幢空間數(shù)據(jù)集、層平面圖數(shù)據(jù)集、分戶圖數(shù)據(jù)集進行圖屬關系的數(shù)據(jù)掛接。

2.4 三維模型與不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)關聯(lián)

以不動產(chǎn)單元為基本單位，在三維模型上快速選擇對應的土地、房屋等不動產(chǎn)，掛接不動產(chǎn)登記屬性數(shù)據(jù)，實現(xiàn)不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)與三維不動產(chǎn)模型單體的關聯(lián)，并對不動產(chǎn)單元編碼。圖4為空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)內(nèi)容。

2.5 三維不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)庫設計與建立

現(xiàn)有的不動產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中主要面向的是不動產(chǎn)單元的基本屬性信息、權屬狀況、空間信息等相關不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)。三維不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)庫的建立是在現(xiàn)有國家不動產(chǎn)數(shù)據(jù)庫標準的基礎上，并充分考慮數(shù)據(jù)庫的兼容性、可擴展性，以及技術進步和今后信息的發(fā)展，研究并設計三維不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)庫的分類編碼原則、分類編碼方法、編碼規(guī)則、分類代碼表，進而完成三維不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)屬性結構表和字典表的編寫。

三維不動產(chǎn)權籍數(shù)據(jù)庫建立的基本單元是不動產(chǎn)單元，并細分為空間數(shù)據(jù)庫和非空間數(shù)據(jù)庫兩類，兩數(shù)據(jù)庫之間通過特定和唯一的編號進行關聯(lián)。

非空間數(shù)據(jù)庫是為了表達不動產(chǎn)每一塊宗地、邏輯幢、層、戶、所有權、使用權、抵押權、預告登記、異議登記、查封登記、權利人、登記業(yè)務屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。非空間數(shù)據(jù)庫采用Oracle數(shù)據(jù)庫表單管理方式。

空間要素主要分為3類，分別為基礎要素、二維矢量數(shù)據(jù)和三維模型數(shù)據(jù)[14]。

3 應用實例

基于以上研究成果，對山西某測區(qū)進行三維不動產(chǎn)權籍測繪生產(chǎn)。測區(qū)面積約31 km2，采用TM-200電動無人機搭載SONY RX1RM2-35MM相機進行航拍，完成飛行15架次，飛行航線1137 km，航向重疊為70%、旁向重疊為55%，共采集影像素材21 903張。根據(jù)區(qū)域網(wǎng)布點及特殊情況布點的要求，測區(qū)布設控制點68個。像片控制測量采用省級CORS系統(tǒng)進行測量。使用全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)在人工干預條件下標記和量測加密點和連接點。

傾斜三維模型坐標系統(tǒng)為2000國家大地坐標系，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準。

傾斜三維模型數(shù)據(jù)格式：OBJ格式、OSGB格式；模型數(shù)據(jù)Title分區(qū)大?。?00 m×500 m。

測區(qū)三維不動產(chǎn)權籍測繪成果如圖5、圖6所示。

4 結 語

本文將三維技術與不動產(chǎn)應用相結合，實現(xiàn)了在大場景中真實反映土地與其上房屋之間的定著關系，能夠保證空間位置的真實性、準確性，可以通過申請人在三維模型中主動判斷實際位置，選定原不動產(chǎn)業(yè)務所在的模型樓幢，將原房屋登記樓幢直接關聯(lián)到空間數(shù)據(jù)中，建立關聯(lián)關系，編制不動產(chǎn)單元號，從而解決業(yè)務辦理速度慢的難點，有效克服了外業(yè)調(diào)查指認落宗耗時耗力、房屋落宗編號耗時長、即時業(yè)務辦理不及時等問題，可以有效地提高不動產(chǎn)統(tǒng)一登記的質(zhì)量和效率。