3S技术在不动产测绘中的应用

杨林波,廖丽敏,吴弦骏,吴　杰

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,昆明　650051)

摘　要：随着科技的不断发展,以遥感、全球卫星导航定位系统和地理信息系统为内涵的3S技术在各类调查工作中已显示出非常广阔的应用前景,并逐渐成为调查工作的主要工作方式和成果形式。本文主要阐述了3S技术的发展现状,分析了其在农房不动产测绘中的运用方法。笔者认为在当前农房不动产测绘试点工作中,3S技术正展现其独特的优势,显著地提高了内外作业过程中的综合效能。

关键词：3S(RS、GNSS、GIS)；不动产；权籍调查；测绘

作者简介：杨林波,男,1983年10月出生,高级工程师,从事工程测量以及地理信息系统设计与开发,605270743@qq.com。

1　引言

不动产是指依自然性质或法律规定不可移动的财产,如土地、海域以及房屋、林木等土地定着物与土地尚未脱离的土地生成物、因自然或者人力添附于土地并且不能分离的其他物[1]。2013年11月20日,国务院常务会议决定,整合不动产登记职责、建立不动产统一登记制度。国土资源部、农业部、国家林业局、住房和城乡建设部等相关部门于2014年8月1日联合下发《关于进一步加快推进宅基地和集体建设用地使用权确权登记发证工作的通知》,要求对农村不动产全面加快调查工作,进一步推进土地上附着物的调查和补充测绘工作。随着国土资源部于2015年5月4日下发的《国土资源部关于做好不动产权籍调查工作的通知》,不动产权籍调查体系和工作机制逐步明晰,为完善不动产登记制度提供了重要的基础保障。

不动产登记工作受党和国家的高度重视,它是机构改革以及政府职能转变的重要体现。由于不动产的确权登记意味着相关权利的法制化,和群众自身利益关系紧密,因此社会各界也在广泛关注。为了准确、高效、系统地在农房不动产权籍调查过程中实现每个不动产单元各个基本属性的明晰,比如不动产单元的占地面积和建筑面积、空间位置、权利人信息以及用途等,现阶段急需引入当前先进的3S技术,其能有效降低房产和外业地籍测量的工作强度,辅助核实权属调查结果,能方便地实现权籍调查成果的整理、汇总和管理。

2　3S技术

3S技术是遥感(remote sensing,RS)、地理信息系统(geographic information system,GIS)和全球导航定位卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的统称。RS、GIS、GNSS三种独立技术有机集成起来,构成一个强大的技术体系,可实现对各种空间信息和环境信息进行快速、机动、准确、可靠地收集、处理、分析、传播与更新。

3S技术可以形象地比喻为“两只眼睛与一个大脑”之间的关系(图1)：遥感及卫星导航定位是获取信息的“两只眼睛”,遥感技术用以获取地物的光谱信息,卫星导航定位技术用以获取地物的位置信息；地理信息系统用于进一步加工收集的信息,在此基础上进行数据分析,作出决策和判断。

近年来随着计算机科学与通信技术的飞速发展,3S技术也获得了长足的进步,这使得3S技术应用的业务范畴得到了广泛的拓展,如图2所示。

目前,3S技术已经广泛应用于数字地球、资源环境、市政规划、现代化军事等各个领域。遥感技术能大面积实时地获取地表信息,能客观高效地对地表进行动态监测。此外,从不同角度对同一地表进行的倾斜航空摄影,可以利用数字影像相关建模技术对重叠成像区域构建三维地表模型,这是对传统测绘方法的重大改进。在现阶段的土地测量、工程控制网的建立、建筑变形监测及高速公路测量等各领域中,GNSS技术由于具备全天候作业、精度高、操作简便等得天独厚的优势,目前已经作为一种先进的测量手段和新的生产力工具得到了充分的应用,促进了当代测绘行业的蓬勃发展。GIS是地图的延伸,通过GIS软件可以对地理信息数据进行快速地查询、分析和可视化,在市政规划、国土调查、矿产勘探等方面实现了全面广泛的应用。

3　3S技术在不动产测绘中的应用

在现阶段我国不动产信息体系的构建中,3S技术的运用为不动产测绘工作带来的便利性正得到充分的展示,在宗地及房屋测量以及内业建库工作中,3S技术显得尤为重要。自相关通知下发以来,各地政府正在积极地组织以3S技术集成为手段,以地籍总调查和土地房屋总登记为工作方针,通过外业的土地和不动产单元空间及权属信息的调查、审核,以及内业建库相结合的方法,充分利用已有资料,包括土地和房屋的调查成果和登记成果等,积极贯彻国家标准及相关规范规程,全面推进房屋等不动产单元所有权的调查、确权和登记发证等工作。

3.1　RS在不动产测绘工作中的应用

RS技术能够为不动产测绘提供分辨率非常高的影像,并且在地形复杂和偏远的地区仍然能够进行数据的采集,因此它可以有效地扩大测量的范围并保证测量的精度。RS在不动产测量工作中的应用主要体现在以下两个方面：

(1)将遥感影像用于制作工作底图。房屋土地的权属调查需要用到工作底图,施工计划安排也需要在工作底图上进行绘制和表达。针对房屋土地调查工作中所需要用到的工作底图,其制作方法主要包括三种：利用地形图绘制,直接手工绘制以及利用遥感影像绘制。由于一般地区通常基础资料不全,满足制作工作底图需求的地形图不能完整覆盖整个调查区域,或者现实性太差,所以利用地形图制作工作底图的方式效果不是很理想；另外,在工作现场直接手工现场绘制工作底图又非常费时费力,严重影响工作效率,并且缺乏准确性。相比之下,利用遥感影像制作数字正射影像图作为工作底图是一种全范围覆盖、省时省力、高效准确的一种制作方式。

(2)将航测遥感倾斜摄影系统用于构建房屋三维模型。倾斜摄影技术是一项被广泛提倡的高新技术,近些年在国际测绘遥感领域得到了充分的发展,它颠覆了以往只能从垂直角度拍摄获取正摄影像的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从1个垂直角度和4个不同倾斜角度对同一地物进行拍摄,再调用该地物不同视角的多张影像进行内业三维建模,将物体还原成真实直观的立体效果,并且可以对地物进行点与线的量测[2]。倾斜摄影测量可以减少外业工作量,对比传统测图方法,倾斜三维测图可以360°无死角采集数据,大大提高了外业工作效率和测图精度。

3.2　GNSS技术在不动产测绘中的应用

房产测绘的主要内容包括房产定位、房角点界址测量、房屋及其附属设施空间关系测量、独立地物以及构筑物的测量等。GNSS技术在不动产测绘工作中可以实现对遥远地区的定位计算,结果非常精确,能够为地籍要素和房产要素数据的采集提供非常准确的地理坐标。在不动产测绘工作中,采取RTK(real-time kinematic)载波相位差分技术,可实时处理两个测量站载波相位观测量,基于CORS连续运行参考站的GNSS-RTK能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,实时地获取各地物要素的精确坐标。GNSSRTK具有布设点位灵活、测量精度高、观测速度快、人力需求量少、不受通视条件限制、仪器操作简单、全天候作业等优点,因此能大幅度地提高效率、减少成本。

虽然GNSS技术具有众多优点,但在房产测量工作中依然会受到一些较大的限制,主要问题在于房屋都是具有较高高程的遮挡物,这会严重影响GNSS的信号接收情况,无法获取固定解。同时GNSS信号还会受到如磁场噪声的干扰、大气电离层的干扰以及通信网络信号的影响[3]。

鉴于GNSS与传统测量仪器全站仪都有各自的优点和局限性,可以充分结合GNSS技术和全站仪双方优势,在满足GNSS观测条件的区域测设控制点并解算得到控制结果。然后,使用全站仪以GNSS控制成果为基础布设测量网络,进行地籍、房产角点等相关要素的测量工作。这样就可以规避两者的技术缺陷,充分发挥两者的优势,保证房屋不动产测绘的精度。

3.3　GIS在不动产测绘中的应用

完成外业的权籍调查和测绘作业之后,就需要对不动产权籍调查数据和调查记录进行建库和相关的整理工作,根据规程要求将调查结果进行完善和规范化,开展图形数据的空间和属性分析工作,并进一步实现对数据库中的图形及属性数据的关联利用。除了一般属性数据的录入,对于图形数据的整理,需要确保以下几个方面：

(1)房产分层,按相关规定进行房屋结构属性和幢号的编码。

(2)图形数据中各地物的拓扑关系无错误。

(3)地籍图与房产图一一对应,相互关联。

(4)房产图形数据与其相对应的权属信息一一关联。

(5)图形符号的样式和表达方法符合相关规范的要求。

(6)注记符合规范要求并与图形保持正确的对应关系[4]。

图形数据的编辑和整理可以通过CASS和ArcGIS等软件实现,在这一阶段,使用GIS软件可以将利用GNSS采集的界址点数据进行编辑与整合,完成对不动产图形数据的编绘和专题图的制作,以及不动产权籍调查数据的建库工作。GIS是后台进行数据存储、管理、分析的重要体现,它能够贯彻实施对不动产空间数据的整合,经过网络技术的配合,对收集到的信息进行有效地提取和应用。

4　结语

现阶段,3S技术在不动产权籍调查中展示了其巨大的潜力,然而它的优势并没有得到充分的发挥。例如,在房屋土地调查确权过程当中,传统的RS技术的应用比较浅显,目前还仅仅局限于制作工作底图,并且由于遥感影像较低的分辨率,且无法获取物体侧面信息,制作出的工作底图在调查工作中的使用还具有一定的局限性。另外,倾斜摄影测量系统虽然能构建房屋不动产的三维模型,但是特征点线面的提取还需耗费大量的人力物力成本。提高遥感影像分辨率及数字正射影像及倾斜摄影模型的制作效率,从不同层面大力发展和完善RS技术,使RS技术更好地服务于地籍和房产测绘工作已是大势所趋。

此外,为了适应不动产测绘工作,现有的常规3S技术需要加以修饰和改进,才能更好地为不动产权籍调查工作进行服务。例如,常规的GIS软件如ArcGIS并不能充分满足不动产权籍调查的绘图和建库需求。通常都是在AutoCAD或CASS当中对宗地和房屋数据进行绘制,转而在ArcGIS当中进行图形拓扑检查,数据在两种软件之间的转换给内业制作带来了不便,并且ArcGIS系统不适合载入和管理房屋以及权利人的诸多属性信息。因此,结合不动产权籍调查特征和GIS系统优势的专业软件应运而生,如EPS以及北京超图软件和数字政通等公司研发的其他相关软件。

参考文献

[1]杨邦礼.3S技术在不动产测绘中的应用[J].资源信息与工程,2016,31(4)：112-113.

[2]李颀.基于倾斜摄影技术在农村房屋权籍调查测量中的应用[J].测绘与空间地理信息,2016,39(6)：182-183.

[3]王勇,侯胜虎.基于“3S”技术的农村集体土地所有权确权登记方法研究[J].地球,2017(6)：107.

[4]刘阳.农村房屋土地调查的3S技术综合应用[D].长春：吉林大学,2016.