實景三維模型在不動產登記中的應用與研究

楊候勇

（山西省呂梁市不動產登記中心，山西 呂梁 033000）

1 引言

城市實景三維模型構建方法實景三維模型是真實場景的數字化表達，是地理信息系統的核心組成部分[1]。隨著地理信息技術的快速發展，實景三維模型的建立已經成為測繪領域中一項非常重要的工作，它不僅可以滿足數據查詢、分析、應用等方面的需求，而且可以滿足城市規劃、建設、管理等方面的需求。實景三維模型主要指對一定范圍內的人類生產、生活和生態空間進行真實、立體、時序化反映和數字化空間表達。在國家重要的新型基礎設施的建設過程中，實景三維模型的開發和利用能夠為經濟社會發展和各部門信息化提供統一的空間基底。

實景三維模型是一種三維立體影像圖，以數字的形式提供了城市中建筑物或道路、園林等的三維地理信息[2]。在三維世界里，人們可以像在現實生活中一樣用手機查看建筑物和道路等真實場景，甚至可以通過無人機航拍直接看到地面上的建筑和地面下的道路及地下管網等，因此，實景三維模型在城市建設中起著非常重要的作用。

1）實景三維模型可通過智能手機、平板電腦等移動設備實時查看，避免了因地圖被遮擋、網絡故障等原因無法及時獲取三維模型的問題；

2）實景三維模型能夠實現對建筑物整體及細節進行建模，直觀體現城市的全貌，較傳統地圖更具真實感和吸引力；

3）實景三維模型能夠實現對地下管線、綠地等的建模，較傳統地圖更加直觀；

4）實景三維模型可以為城市規劃提供空間決策依據，并對城市進行精細化管理，從而幫助政府實現精細化治理和管理[3]。

實景三維模型構建是一項復雜的系統工程。如何構建高精度、高質量、高效益的實景三維模型，一直是業界探討的熱點[4]。目前，國內外實景三維建模主要有兩種方式：一是以傳統航空攝影測量技術為主的“全流程”式方法，這是實景三維建模生產最常見的方式，其優點在于效率高、成本低，但精度不能滿足需求；二是基于激光雷達技術的“粗精一體化”方法，這也是當前實景三維建模最主流的方法，其優點在于成本低，但其精度不能滿足需求。為助力城市更新，盤活存量用地，提高土地利用效率，打造“數字孿生”城市，按照“多規合一”“多圖合一”的總體要求，本研究充分利用無人機傾斜攝影技術和實景三維技術，開展城市實景三維模型的構建，并將該模型應用到不動產登記中，旨在深度挖掘不動產數據的利用價值。

2 實景三維在不動產登記中的研究路線

2.1 城市實景三維模型構建

實景三維模型可以實現對各類空間數據（如地籍數據、房屋測繪數據、地役權信息等）的入庫，利用實景三維建模技術構建三維立體模型，在實景三維地圖中加載建筑物實體的屬性信息，以三維視角直觀、全面地呈現不同時期建筑物的真實面貌以及空間位置信息，可以為不動產登記等應用提供數據基礎。城市化進程的加快使得不動產數據在二維空間的分布變得更加復雜。因此，本文試圖構建城市實景三維模型，并試圖在構建的模型中實現不動產登記的三維化分布。通過這種方式解決當前不動產數據在二維空間中的重疊交叉問題。研究采用無人機進行拍攝，并測量相關數據，得到城市的實景三維模型。

圖1 為城市實景三維模型構建流程圖。整個三維模型可以分為對外處理和對內處理。其中，對外處理是指對研究區域進行航飛拍攝任務，對無人機抓拍的圖像數據進行復查。對內處理是指使用通過質檢的外界圖像進行三維建模，從而獲得最終的實景三維模型。在對外處理中，無人機傾斜攝影測量是捕捉圖像最后質量表現的關鍵。無人機傾斜攝影測量能夠從多個角度獲取地表影像，相比其他航空攝影技術，無人機航攝不僅成本低，而且易于學習、靈活拍攝、實時性強。

圖1 城市實景三維模型構建流程圖

在此次研究中，選取大疆Air 無人機作為航拍工具并進行傾斜攝影測量。對于無人機航攝來說，在進行正式試飛航拍之前，首先要對地面的無人機控制員進行培訓，控制員具備航飛資格之后才能正式使用無人機進行測量。其次，航攝時的天氣必須滿足光照充足、可見度高、風力小的特點，否則無人機很容易在航攝過程中出現故障，拍攝到的圖像質量也并不高。航攝時間需要在日出之后以及日落之前，否則也會影響到航攝質量和飛行效果。完成對外處理之后，采用傾斜建模軟件ContextCapture 完成實景三維模型的構建。ContextCapture 軟件是一套自動化三維建模軟件，在整個模型的構建過程中只需輸入無人機從不同角度拍攝到的照片，模型就會自動進行三維建模。

2.2 不動產登記數據處理

不動產數據具有數據量大、種類多、數據價值高、數據難以關聯，變化速度快等特點。由于不動產數據間的關聯性弱，對于特定的應用具有不同的標準，因此，需要對不動產登記數據進行預處理。圖2 為不動產登記數據預處理流程圖。

圖2 不動產登記數據預處理流程圖

首先，將研究區域收集到的不動產數據進行清洗和處理。在這一過程中，需要對數據進行檢驗校對，檢驗校對的內容包括數據的語義、基準和類型等。然后，將清洗處理后的數據進行補充完善。進行數據補充完善時，需要從空間和屬性兩個角度入手。其中，空間數據需要進行測繪檢驗；屬性數據需要手動錄入檢驗并補充完整。在得到完整的空間數據后，需要對這兩種數據進行規范化整理。上述流程全部完成之后，可以將收集到的原始數據標記為標準數據。

建立房地產基準數據之后，要對其進行相關分析，分析內容包括兩個方面：一是與屬性數據之間的關系；二是把二維數據與現實中的立體城市景觀相結合。在不動產登記資料中，二維空間資料與屬性資料之間的關聯是唯一的識別代碼。通過該標識碼可以收集和查詢房屋平面圖、地塊平面圖、分層分戶圖，并且統計分析戶室數據、地塊數據和房屋數據；另外，因為實際中有很多的房屋、地塊和分層的分戶圖雖然是互不重疊的，但是在同一坐標系下會出現重疊，因此，必須把2D 數據和真實的3D 數據聯系起來。

3 基于3D實景的不動產登記管理平臺功能設計

上述內容中，對城市實景三維模型進行了構建并對收集到的不動產登記數據進行了處理。該內容是在城市實景三維模型的基礎上，對城市不動產登記管理平臺進行了開發，它可以提供不動產登記數據的三維展示、不動產登記數據的查詢統計、不動產抵押查封的分析以及分層分戶的查詢功能。此外，該不動產登記管理平臺功能設置以城市實景三維數據為基礎，集成不動產登記信息、土地信息等基礎數據，建設不動產統一登記信息管理基礎平臺，可以實現不動產登記申請、受理、審核、登簿和發證全過程的信息化管理；在統一登記平臺中實現不動產登記申請辦理、審核登記、發證全過程的信息化管理；通過對房屋進行建模，在收集到的基礎數據上，實現房屋與實景的疊加；利用城市實景三維技術，在統一平臺上實現房屋與宗地的對應關系，完成不動產統一登記業務數據和基礎地理數據的融合；為用戶提供信息查詢功能，為不動產權利人提供全方位的服務。

圖3 所示為不動產登記管理平臺構建流程圖。在該不動產登記管理平臺構建的流程中，首先需要規范處理不動產登記數據，同時對無人機拍攝到的圖像進行處理，接著將處理好的數據進行標準化整合，然后結合構建的實景三維模型搭建管理平臺。平臺的功能可以分為6 個大類，包括數據三維展示、數據查詢統計、不動產分層分戶數據查詢、不動產抵押情況查詢、不動產信息更新查詢和平臺運維管理。房地產登記資料的三維場景展示方式可以根據設備的不同分為3 類，包括鍵盤和鼠標展示、動畫展示和三維場景生成。鍵盤和鼠標展示，即利用鍵盤和鼠標的相互配合實現對立體場景的立體顯示，通過這種方式不僅可以從不同角度和不同高度展開立體建模，還可以完成左右移動、前后移動等基本動作；動畫導航是根據預先設定好的演示路徑，用動畫形式進行三維模型場景的播放和記錄，并將演示結果以AVI 格式輸出。不動產登記數據查詢平臺實現了數據的查詢與統計，并通過多種方式在三維場景中顯示。該平臺的查詢統計對象主要包括房屋、土地、戶室和樓棟等，在該功能對應頁面進行單擊可以在此數據空間中高亮顯示查詢結果。在此管理平臺上，使用者可以按照自己的需要，對其進行分區，并對分區的結果進行統計和分析。假定對不動產抵押查封情況進行了區域分析，可以在三維場景中將該房屋的查封抵押信息或空間分布信息顯示出來，從而可以看到該區域中特定房屋的所有權信息和房屋狀態。根據最終構建的城市實景三維不動產登記管理平臺能夠滿足用戶對于不動產信息的分析和挖掘需求，進而增加不動產登記管理在三維空間的利用價值。

圖3 城市實景三維不動產登記管理平臺構建流程圖

4 結語

數字化城市發展速度的加快使得不動產數據在二維平臺中已經不再滿足查詢需求，針對當前不動產數據在二維模型中具有的缺陷，本研究首先對數據進行預處理，然后基于實景三維模型技術構建不動產登記管理平臺，并對不同板塊的功能進行了測試。此外，研究還介紹了城市不動產登記管理平臺數據的三維展示、查詢統計、分戶查詢、查封分析、信息更新和運維管理6 項核心功能。用戶可以根據自身需求在所搭建的不動產登記管理平臺中實現數據的有效利用。所構建的平臺不僅具有高精度特點，可以反映不動產數據的真實情況，還能解決不動產登記中的各類問題，因此，具有很好的應用前景。