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        淺議MMS在農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查關(guān)鍵步驟的應(yīng)用

        2021-04-29 11:19:14于志路付海德呂偉源葉長斌
        地理空間信息 2021年4期
        關(guān)鍵詞:測量作業(yè)農(nóng)村

        呂 悅,于志路,付海德,呂偉源,葉長斌

        (1.山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司,山東 煙臺 264670)

        隨著不動產(chǎn)統(tǒng)一登記的深入實(shí)行,城鎮(zhèn)不動產(chǎn)數(shù)據(jù)整合工作已基本完成。在農(nóng)村地區(qū)經(jīng)過了地籍調(diào)查、宅基地使用權(quán)和集體建設(shè)用地使用權(quán)確權(quán)登記發(fā)證、地籍更新等工作后,形成了大量的地籍調(diào)查和確權(quán)資料,這些資料還未充分利用,不動產(chǎn)登記還未完全實(shí)行。為貫徹落實(shí)中央、國務(wù)院深化農(nóng)村土地制度改革等方面的總要求,各地相繼開展了農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查工作。這項(xiàng)工作是以尚未完成登記發(fā)證的宅基地和集體建設(shè)用地為重點(diǎn)。在作業(yè)過程中存在許多問題,例如已有資料的坐標(biāo)系不規(guī)范、現(xiàn)有數(shù)據(jù)精度達(dá)不到權(quán)籍調(diào)查的要求和質(zhì)量控制難以把握等。對于如何解決這些問題,本文結(jié)合當(dāng)今測繪技術(shù)情況,對此項(xiàng)工作的關(guān)鍵問題進(jìn)行闡述及應(yīng)用,旨在減少作業(yè)工作量、提高工作效率和發(fā)展新技術(shù)為基本思想,將工作圓滿完成[1-5]。

        1 空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

        農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的首要工作是收集已有的各類相關(guān)成果資料,包括宅基地和集體建設(shè)用地確權(quán)作業(yè)期間建立的各級控制點(diǎn)成果、地籍調(diào)查的檔案成果、地籍測量的DLG 數(shù)據(jù)和文字報(bào)告資料等。這些成果一般是建立在1954 北京坐標(biāo)系、1980 西安坐標(biāo)系和地方獨(dú)立坐標(biāo)系等。根據(jù)國務(wù)院規(guī)定,自2018-07-01 起全國范圍內(nèi)全面使用2000 國家大地坐標(biāo)系,停止提供上述數(shù)據(jù)成果?;谶@個規(guī)定,現(xiàn)在最迫切的問題是將現(xiàn)有已有資料坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)成果轉(zhuǎn)換成2000 國家大地坐標(biāo)系,并且數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換精度和可靠性能達(dá)到現(xiàn)階段權(quán)籍調(diào)查的要求,再在這個數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行后續(xù)相關(guān)的作業(yè)工作。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精度和可靠性是進(jìn)行此項(xiàng)工作的前提。

        文獻(xiàn)[6] 指出一般平面坐標(biāo)系的空間轉(zhuǎn)換模型為布爾莎模型,此模型能保持不同空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的高精度和高符合性;在進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換時文獻(xiàn)[7] 的結(jié)論是選取十個同名點(diǎn)分布在整個測區(qū)時最為合適,轉(zhuǎn)換精度最高;文獻(xiàn)[8] 提出了一種城市地方坐標(biāo)系與CGCS2000 之間的嚴(yán)密轉(zhuǎn)換模型,實(shí)現(xiàn)了CGCS2000坐標(biāo)系的大地高與城市坐標(biāo)系正常高之間的相互轉(zhuǎn)換。在實(shí)際工作中可以綜合應(yīng)用這些方法對空間坐標(biāo)系實(shí)行相互轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換的精度可以使用移動測量系統(tǒng)采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。將以前的“單點(diǎn)”測量驗(yàn)證方式轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在的“點(diǎn)云”形成的線、面和空間模型等多種測繪數(shù)據(jù)驗(yàn)證方式,增加了多余觀測量和數(shù)據(jù)形式,提高了精度驗(yàn)證的可靠性。

        2 數(shù)據(jù)采集和調(diào)查

        現(xiàn)在農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查主要還是以傳統(tǒng)的技術(shù)和方法進(jìn)行作業(yè),文獻(xiàn)[9] 詳細(xì)闡述了類似的作業(yè)方法和技術(shù)流程,作業(yè)成果人工干預(yù)較多,與現(xiàn)在日益發(fā)展的信息技術(shù)和新型測繪裝備技術(shù)不相匹配。在即將大量開展的此項(xiàng)工作中應(yīng)使用移動測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集,以智能數(shù)據(jù)采集處理為主要手段進(jìn)行數(shù)據(jù)處理加工。

        2.1 移動測量技術(shù)

        車載移動測量系統(tǒng)是在機(jī)動車上裝配G P S、CCD、INS 或航位推算系統(tǒng)等先進(jìn)的傳感器、外換存儲設(shè)備及高等級防護(hù)罩組成,在車輛的行進(jìn)中,快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)同步儲存在車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,經(jīng)編輯處理,形成各類專題數(shù)據(jù)成果。移動測量數(shù)據(jù)采集流程如圖1所示。

        圖1 移動測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集流程圖

        對于在農(nóng)村開展這項(xiàng)工作,車載移動測量系統(tǒng)所獲取的數(shù)據(jù)信息有限,不能全面滿足農(nóng)村范圍房屋等地物的空間信息,農(nóng)村現(xiàn)實(shí)環(huán)境情況又較為復(fù)雜,采集的數(shù)據(jù)的融合性、銜換性和完整性會受到影響。全面的技術(shù)方法是采用空地一體化構(gòu)建的移動測量體系。機(jī)載LiDAR 在空中采集數(shù)據(jù),發(fā)揮空中探測的優(yōu)勢;車載移動發(fā)揮近地、側(cè)掃的優(yōu)勢,綜合使用兩種技術(shù),構(gòu)建空地一體化移動測量體系[10]。這種新型的測量系統(tǒng)正以面狀數(shù)據(jù)采集的方式極大的提高了外業(yè)的工作效率,獲得的數(shù)據(jù)形式多樣,內(nèi)容全面。文獻(xiàn)[11] 評價了車載移動測量系統(tǒng)的絕對精度、相對精度和重復(fù)性精度,也充分證明了移動測量數(shù)據(jù)的可靠性。移動測量系統(tǒng)采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)切片,生成切片圖;進(jìn)一步產(chǎn)生矢量化數(shù)據(jù)成果。移動測量空間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將在農(nóng)村房地一體工作中有廣泛的應(yīng)用前景。

        2.2 智能數(shù)據(jù)采集處理

        權(quán)籍調(diào)查的工作細(xì)節(jié)要求較多,房屋的空間信息和屬性信息表達(dá)詳盡而嚴(yán)格,特別是經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)。這些繁瑣的信息可以使用“泛”和“精”的方式來處理。

        對于宗地和房屋信息的權(quán)利人、土地用途等屬性信息需要通過收集已有調(diào)查資料和現(xiàn)場調(diào)查的方式確認(rèn)。為了完整地收集這些資料,最常規(guī)的方法就是按照作業(yè)流程將收集的資料以類別錄入到數(shù)據(jù)庫中。一般操作過程中人為主觀因素較多,容易出錯,檢查和完善比較繁瑣。而通過智能手機(jī)和PDA 里安裝相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)采集和定位軟件,在外業(yè)調(diào)查隨時進(jìn)行錄入、修改和拍照等獲取農(nóng)村房地一體所需的數(shù)據(jù),將內(nèi)外業(yè)的屬性數(shù)據(jù)和基本的空間數(shù)據(jù)通過移動智能終端解決。智能數(shù)據(jù)采集流程如圖2 所示。

        以大眾的非專業(yè)人員通過固定的格式搜集農(nóng)戶房屋基本屬性數(shù)據(jù)并錄入屬于“泛”處理方式。即非專業(yè)人員能夠簡單地使用標(biāo)準(zhǔn)的低成本移動設(shè)備收集地理數(shù)據(jù)[12]。

        圖2 智能數(shù)據(jù)采集流程圖

        在農(nóng)村房地一體中需要準(zhǔn)確量算權(quán)利人的房屋面積。其前提工作是正確測量出每個房角點(diǎn)的坐標(biāo),這項(xiàng)工作可以通過使用移動測量系統(tǒng),通過空地一體的方法利用激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和實(shí)景影像,對地表不同類型的顯著地物進(jìn)行分類,對不同類別的地物進(jìn)行精確分離歸類,實(shí)現(xiàn)對同類地物的統(tǒng)計(jì)分析,定位精度高、影像精確直觀。配合利用手持測距儀在房屋對邊角進(jìn)行一些多余觀測使用邊長交會和幾何方法對形狀不規(guī)整的房屋進(jìn)行面積測量。

        對于農(nóng)村一般房屋,只需按照面積計(jì)算規(guī)范分別計(jì)算每層的面積,然后將每層的面積累加起來即是該房屋總面積。對于有樓梯以及公攤面積的房屋則要進(jìn)行分類計(jì)算。對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)房屋,要把房屋盡可能的分割成簡單規(guī)則的圖形,分別計(jì)算出每個簡單圖形的面積后在進(jìn)行累加便得到整個房屋的總面積。這種以專業(yè)要求,通過熟練數(shù)據(jù)處理和精確計(jì)算各種形式農(nóng)戶房屋面積等空間數(shù)據(jù)的方式屬于“精”處理方式。

        使用移動測量系統(tǒng)和智能數(shù)據(jù)采集處理得到可靠的空間和屬性數(shù)據(jù)是農(nóng)村房地一體不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查承上啟下的最關(guān)鍵步驟,也是這項(xiàng)工作最重要的內(nèi)容。

        3 質(zhì)量控制

        農(nóng)村房地一體成果質(zhì)量通過二級檢查一級驗(yàn)收控制。根據(jù)成果的數(shù)據(jù)情況,將其分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制。

        3.1 空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

        農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的空間數(shù)據(jù)檢查是運(yùn)用六字解決方案和質(zhì)量管理體系的PDCA 循環(huán)[13]。主要是以點(diǎn)、線的方式進(jìn)行質(zhì)量檢查,優(yōu)點(diǎn)是檢查的精度穩(wěn)定,方法簡單,易于實(shí)施,檢查的儀器設(shè)備成本低等;缺點(diǎn)是效率低,人力成本高,進(jìn)度緩慢等。

        隨著新型測繪技術(shù)裝備的迅速發(fā)展和高精度、高可靠性的加強(qiáng),在農(nóng)村房地一體成果質(zhì)量檢查中應(yīng)該使用更先進(jìn)的移動測量系統(tǒng)進(jìn)行面區(qū)域的質(zhì)量控制。其中文獻(xiàn)[14]研究了車載移動測量系統(tǒng)在大比例尺地形圖數(shù)學(xué)精度檢測中的應(yīng)用,為提高測繪質(zhì)檢效率提供了一種新方案;文獻(xiàn)[15]將DOM 與測繪成果圖進(jìn)行疊加分析,快速精準(zhǔn)地判讀出地形圖存在的質(zhì)量問題,提高工作效率;文獻(xiàn)[16]探討了使用機(jī)載LiDAR快速有效地對點(diǎn)云噪聲、屬性信息完整性和點(diǎn)云精度等的檢查。這些都是使用移動測量系統(tǒng)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)檢查的具體應(yīng)用。

        3.2 屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

        農(nóng)村房地一體工作主要的任務(wù)是查清農(nóng)村宅基地及集體建設(shè)用地上建筑物的屬性信息,包括房屋權(quán)利人、坐落和房屋建筑面積等。屬性數(shù)據(jù)的檢查主要包括屬性項(xiàng)的檢查和屬性值的檢查,其中屬性項(xiàng)的檢查主要對字段的長度、類型以及小數(shù)的位數(shù)進(jìn)行檢查,屬性值的檢查主要是對數(shù)據(jù)必填字段是否存在非法字符、是否存在空值的檢查。人工檢查效率低、內(nèi)容繁瑣、錯誤率高等,嚴(yán)重影響作業(yè)進(jìn)度,因此利用程序設(shè)計(jì)檢查軟件進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)的批量檢查[7]。

        通過移動測量系統(tǒng)的CCD 視頻系統(tǒng),連續(xù)全過程地記錄地物屬性,形成閉環(huán)的屬性記錄及檢驗(yàn)系統(tǒng),保證了地物屬性記錄的完整性和品質(zhì)。作業(yè)員還可通過手寫/語音輸入裝置及鍵盤進(jìn)行補(bǔ)充屬性錄入。

        測繪成果質(zhì)量要以數(shù)據(jù)說話,以檢查數(shù)據(jù)樣本的正確評價結(jié)果為依據(jù)??臻g和屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查可以使用常規(guī)方法、移動測量系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)檢查軟件,基于這些方法交互運(yùn)用,確定了數(shù)據(jù)的可靠性是順利完成最后工作的重要保障。

        4 實(shí)驗(yàn)分析與對比

        使用移動測量系統(tǒng),在煙臺城鄉(xiāng)換合部,對幾種車載移動測量設(shè)備的測量精度進(jìn)行了比較和與常規(guī)測量工作效率進(jìn)行了分析。

        此次車載移動測量系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的車速都在30 km/h 左右。

        首先通過POS 解算、點(diǎn)云拼換、點(diǎn)云著色等處理過程獲得實(shí)驗(yàn)區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù),在掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取足夠多的明顯特征點(diǎn)。然后使用全站儀、測距儀等傳統(tǒng)測量方法采集地物的特征點(diǎn)、邊的數(shù)據(jù),并在點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取出對應(yīng)特征地物的點(diǎn)云,利用量取點(diǎn)位置的工具,量取出特征點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)云坐標(biāo),利用量取點(diǎn)間距的工具量取特征物體的邊長。

        4.1 絕對精度對比

        由于在點(diǎn)云中量取特征物尺寸數(shù)據(jù)時是手動選擇,存在人工選點(diǎn)誤差。但是,在點(diǎn)云的實(shí)際應(yīng)用中人工選點(diǎn)是必不可少的一個步驟,因此,為進(jìn)一步減小選點(diǎn)誤差,采取多次選點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)。

        1)0~20 m 地物點(diǎn)精度檢查。選取0~20 m 明顯地物點(diǎn)55 個,經(jīng)檢驗(yàn),得到的精度如表1 所示。

        表1 車載移動測量系統(tǒng)路面點(diǎn)精度誤差統(tǒng)計(jì)表

        從表中可以看出測量數(shù)據(jù)的平面誤差都在±4.0 cm之內(nèi)。高程誤差均在±5 cm 左右。

        2)20 ~50 m 地物點(diǎn)檢查。為驗(yàn)證移動測量設(shè)備遠(yuǎn)距離精度,選擇9 個視野開闊的地方,共測量驗(yàn)證點(diǎn)131 個。經(jīng)檢驗(yàn),得到20~50 m 地物點(diǎn)精度如表2所示。

        表2 車載移動測量系統(tǒng)20/50 m 地物點(diǎn)精度誤差統(tǒng)計(jì)表

        隨著掃描距離的增大,絕對測量精度逐漸衰減。

        4.2 相對精度對比

        本次相對精度誤差表,是通過利用測距儀、全站儀等工具在實(shí)地測量所選特征物體實(shí)際的長,再在點(diǎn)云中量取相應(yīng)特征物的長。在明顯區(qū)域利用測距儀共丈量房邊56 條,4 種設(shè)備量邊個數(shù)均在30 以上,得到邊長檢查精度。

        將兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算出中誤差如表3 所示。

        表3 車載移動測量系統(tǒng)相對精度誤差統(tǒng)計(jì)表

        從表中可以看出測量數(shù)據(jù)的相對誤差在±1.0 cm~±2.0 cm 左右,相對精度較高。

        4.3 精度總結(jié)

        通過0~50 m 地物點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)及相對精度誤差統(tǒng)計(jì),可以看出平面精度及相對精度均達(dá)到農(nóng)村不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查的精度要求。

        4.4 移動測量系統(tǒng)與常規(guī)測量作業(yè)對比

        以150 戶左右的村莊測量為例,使用移動測量系統(tǒng)和常規(guī)測量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,其作業(yè)狀況對比如表4 所示。

        表4 移動測量系統(tǒng)工作表

        表5 常規(guī)測量工作表

        從作業(yè)效率方面考慮,通過表4、5 的比較,顯然移動測量比常規(guī)測量效率高很多。移動測量系統(tǒng)可以不受時段和入戶的限制等客觀因素的影響,時間利用率較高;常規(guī)測量受上述限制較多,測量精度受人、機(jī)和環(huán)境的影響較大。移動測量配合專業(yè)測圖軟件可以實(shí)現(xiàn)“辦公室”測繪,改變了傳統(tǒng)的數(shù)字成圖了方法,大大減輕了外業(yè)工作量,并且內(nèi)業(yè)處理時間和方式較靈活[17];常規(guī)測量外業(yè)工作量較大,受限較多,內(nèi)業(yè)成圖和編輯受外業(yè)影響較大,不能按進(jìn)度分工序解決。在大面積和復(fù)雜作業(yè)中移動測量系統(tǒng)的優(yōu)勢會尤為明顯。

        5 結(jié) 語

        隨著農(nóng)村房地一體權(quán)籍調(diào)查工作的不斷開展和深入,以上闡述的關(guān)鍵步驟的思路方法能在作業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生積極影響。①作業(yè)初期已有資料的收集和過濾極為重要。收集的資料越詳細(xì)全面,轉(zhuǎn)換的2000 國家大地坐標(biāo)系成果越可靠,以后的工作就能越容易開展,將能減少大量繁瑣工作,提高作業(yè)效率,加快工作進(jìn)度。②隨著傳感器技術(shù)的快速發(fā)展,車載移動測量系統(tǒng)正朝著小型化、便宜化和智能化的方向發(fā)展。隨著車載移動測量系統(tǒng)不斷完善和人們認(rèn)知度的不斷提高,未來該系統(tǒng)的應(yīng)用必將越來越廣泛。在以后的常規(guī)測繪作業(yè)中要大膽嘗試使用新型的測繪裝備和智能數(shù)據(jù)采集處理技術(shù),同時將基礎(chǔ)測繪的理論和方法融合到新技術(shù)中,相互發(fā)展和推進(jìn)。③質(zhì)量控制對農(nóng)村房地一體工作中的數(shù)據(jù)成果起到保障作用,常規(guī)的質(zhì)量控制方法簡單易行、實(shí)用、穩(wěn)定;新技術(shù)方法高效、準(zhǔn)確、客觀。這兩種技術(shù)方法靈活的相互融合運(yùn)用為定量和定性的房地一體數(shù)據(jù)成果質(zhì)量提供了保障,為以后數(shù)據(jù)庫的建立奠定了基礎(chǔ)。

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