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]。1:500“房地一体化”测量目前有两种方法：一是全野外测量法，这种方法点位精度高，量算结果精确，但工作繁琐，成本较高^[2]；二是常规摄影测量法，依托高分辨率数字正射影像图(digital orthophoto map, DOM)，利用数字化测绘方法，能够快速提取房屋信息，但是只能完成部分工作^[3]，还需配合外业测量完成缩房檐等工作。本文提出了一种基于精细化三维模型^[4-7]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。该方法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，加快了全国农村“房地一体化”测量工作的进程^[8]。

基于精细化三维模型的1:500“房地一体化”测量方法应用数字化测绘方法，先内业后外业，优化了农村“房地一体化”测量工作的作业流程。该方法有效地运用了3S技术^[9]，结合农村“房地一体化”测量工作的具体要求，其作业流程如图 1所示。

图 1(Fig.1)

图 1 “房地一体化”测量作业流程 Fig.1 Flow Chart of "Integration of Housing and Land" Measurements

外业像控点采用区域网布设，区域网的划分应依据成图比例尺、影像地面分辨率、摄区地形特点、摄区的实际划分、图幅分布等情况综合考虑，按照实际情况选择最优实施方案^[10]。区域网宜呈矩形或方形，网的大小及像控点之间的跨度以能够满足空中三角测量精度要求为原则。像控点的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100~150 m，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。

像控点的量测利用CORS(continuously operating reference stations)站RTK (real-time kinematic)作业方式，对于像控点数据相对较多且离首级控制点较近区域^[11]，可采用RTK方式作业，区域坐标转换计算参数点位不少于3个，施测前应在已有控制点上进行检查、核对，确保成果的可靠性，同时流动站距离不得超出5 km，无线电信号不稳定时禁止作业。

利用Smart 3D软件进行精细化三维模型的建立与DOM的生成，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0.015~0.02 m，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^[12]。精细化三维模型与DOM的生成过程如图 2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0.05 m的条件时才可以开展相关的后续工作。

图 2(Fig.2)

图 2 精细化三维模型与DOM的生成 Fig.2 Refined 3D Model and DOM Generation

清华山维软件1:500“房地一体化”数据采集流程：打开软件，将三维模型和DOM数据分别加载到软件中；绘制房屋平面图；对房屋拉伸处理；标注房屋的材质、层数等；各要素归层；完成房屋采集；完成外业调绘。

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。对于图 3中的房屋，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，再在其他侧面绘制一个点，开始绘制房屋主体平面, 完成后，再根据房屋的实际情况，绘制房屋的其他结构及房屋的附属设施，如阳台、飘窗等。

图 3(Fig.3)

图 3 房屋 Fig.3 Housing

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4条边需紧贴三维模型侧面4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。

农村房屋一般包括“人”字形和平顶两种房屋。“人”字形房屋比较简单，容易采集，如图 4(a)所示。平顶房屋采集如图 4(b)所示，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。

图 4(Fig.4)

图 4 “人”字形和平顶房屋采集 Fig.4 Collection of "Herringbone" and Flat Roof Houses

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中统计房屋的建筑面积^[13]，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^[14]。

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。主要有以下情况：树木等遮挡造成个别房屋模型不完整，如图 5(a)所示；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，如图 5(b)所示。

图 5(Fig.5)

图 5 外业核查对象 Fig.5 Field Verification Objects

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。

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0.55 km² ，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)。在此试验中，采用了论文提出的房屋数据采集方法。首先，在测区内架设基站，进行像控点的布设与量测^[15]；然后，根据规划好的航线，完成测区内高分辨率倾斜影像获取；最后，在内业建立精细化三维模型，并导入EPS2012软件中进行房屋数据采集，如图 6所示。

图 6(Fig.6)

图 6 房屋采集结果 Fig.6 Result of Houses Collection

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。该项目全野外测量法需要16人19天，常规摄影测量法需要15人15.5天，基于精细化三维模型的测量法需要10人12天，基于精细化三维模型的测量法比前两种方法的工作效率有明显提高。将使用该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，测量精度评定如表 1所示。

表 1(Tab.1)

表 1 1:500“房地一体化”测量精度评定/m Tab.1 Evaluation of Measurement Accuracy of 1:500 "Integration of Housing and Land"/m

表 1 1:500“房地一体化”测量精度评定/m Tab.1 Evaluation of Measurement Accuracy of 1:500 "Integration of Housing and Land"/m 点号 实测坐标 量测坐标 X Y H X Y H JC1 39 299.207 3 997.211 906.780 39 299.224 3 997.245 906.765 JC2 39 317.002 3 988.947 905.591 39 317.021 3 988.947 905.540 JC3 39 335.893 3 965.641 905.991 39 335.832 3 965.622 905.977 … … … … … … … JC48 39 341.494 3 781.226 901.703 39 341.440 3 781.244 901.745 JC49 39 353.184 3 769.488 901.787 39 353.135 3 769.484 901.765 JC50 39 359.537 3 759.232 902.500 39 359.590 3 759.250 902.532 平面中误差为0.048 高程中误差为0.030

从表 1可见，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0.048 m、0.03 m，精度完全满足《1:500 1:1 000 1:2 000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±0.05 m的要求^[16]。

本文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，颠覆了传统的作业模式，减少了外业人员对专业技能以及天气等条件的依赖，而且作业流程简化，整体效率提高、测量精度得到了保障。本文方法可广泛应用于1:500“房地一体化”的测量实践及相关测绘生产项目中，以期该方法能够更高效地开展1:500“房地一体化”的测量工作。