飛馬D200在建設項目“測驗合一”中的研究應用

一、項目背景

在中央全面深化改革的大旗下，浙江省提出“最多跑一次”改革，并不斷深化其內涵來撬動社會各方面的改革。在建筑工程領域，浙江省建設廳聯(lián)合該省發(fā)改、檔案、公安、財政等10個省級部門和單位，提出“竣工測驗合一”的改革工作。充分了發(fā)揮測繪等專業(yè)機構、專業(yè)人員、專業(yè)設備的技術優(yōu)勢，提升竣工核實驗收的科學性、可靠性，提升了竣工核實驗收監(jiān)管效果。這一政策也體現(xiàn)了對近年來提出的“聯(lián)合測繪”改革的完美沿襲，即建設項目業(yè)主在項目審批、工程建設、竣工驗收過程中委托一家同時具備相應測繪資質的單位開展土地測繪、規(guī)劃測繪、房產(chǎn)測繪等涉及行政審批相關的測繪技術服務工作。以上 “最多跑一次”、“測驗合一”、“聯(lián)合測繪”等政府熱點改革的提出和實踐均體現(xiàn)了政府在工程建設和驗收審批過程中，簡化辦事流程、提高行政審批效率、加快項目建設進程、減輕企業(yè)負擔、構建測繪服務機構公平競爭平臺的決心。

建筑工程項目驗收“最多跑一次”，將分散在多個部門的建設項目竣工審批事項一次性申報辦理，是建筑工程驗收審批改革的創(chuàng)舉。實施過程中也面臨以下客觀問題：一是審批部門無法掌握現(xiàn)場具體情況。改革要求“一般情況下，有關部門不再進行實體工程現(xiàn)場核實收”，但現(xiàn)行制圖技術對于實地進行了過度的簡化抽象，與審批需要豐富的場景和細節(jié)信息需求矛盾突出，需要一種不前往現(xiàn)場也能掌握現(xiàn)場詳細、真實情況的解決方案。二是中介機構培育過程的質量保障問題。行政審批測繪工作本身對技術要求不高，但對行政性文件規(guī)范理解要求很高，，需要采用一定技術手段把控測繪成果的整體質量，并構建一個便捷、有效、針對性強的溝通平臺促進新進測繪單位（人員）的快速培育。三是行政部門對測繪成果的信任問題。行政審批使用的測繪成果作為審批的重要依據(jù)，一旦成果質量出現(xiàn)問題，可能會直接影響或改變審批結論，行政管理部門需要掌握實地情況做出政策性定性判斷。

為此，項目基于室內外一體化實景三維輔助建設項目竣工驗收，完成了應用平臺開發(fā)建設，旨在減少新形勢下建設項目審批錯漏，提高行政服務效率。項目已在浙江省多個區(qū)縣開展試點，并列入了寧波市2018年智慧城市試點項目。本文以寧波某住宅建設項目為例，該項目占地面積約32萬m²，建筑面積約60萬平方米。采用飛馬D200無人機和室內移動掃描系統(tǒng)，通過傾斜攝影和移動掃描得到的城市三維模型和建設項目規(guī)劃方案、施工圖在統(tǒng)一的空間基準進行比對，實現(xiàn)審批人員不用到達項目現(xiàn)場也能輕松查看建設項目每個角落的具體情況。同時，由此建立的城市基礎數(shù)據(jù)可作為通用成果供所有審批部門使用。

二、飛馬D200在建立“測驗合一”平臺中的技術路線

整個項目的實施包括準備階段、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、精度評價、系統(tǒng)校核的過程，技術路線如圖1。

圖 1總體技術路線

準備階段

經(jīng)過與不同審批部門的提出的需求進一步討論，明確了平臺最終所要實現(xiàn)的功能。搜集項目的各類審批圖紙，完成作業(yè)前的設備檢校、參數(shù)鑒定等準備工作。

數(shù)據(jù)采集

采用D200無人機傾斜攝影獲取建筑室外實景三維空間信息，采用SLAM移動掃描系統(tǒng)同步獲取建設項目地下室和各標準層的影像和點云數(shù)據(jù)。無人機部分根據(jù)已有資料和精度要求制定航線和飛行計劃，按照計劃進行數(shù)據(jù)采集。

1）像控點布設：利用影像上易于辨識的地面標識如斑馬線、減速帶邊角點等作為像控點，保持實地70m左右的間隔進行均勻布設控制點。最終測區(qū)內共選取11個控制點、5個檢查點，分布詳情見圖2。

圖 2測區(qū)控制點與檢查點分布圖

圖 3控制點布設示意圖

圖 4檢查點布設示意圖

1）航攝無人機和相機：航攝采用飛馬D200無人機和D-OP300傾斜相機。在飛行前利用專業(yè)相機檢校軟件（DCCS數(shù)字相機檢校系統(tǒng)）輸出檢校報告，保證最終成圖精度；

2）航高設計：根據(jù)本項目要求1.7cm地面分辨率的成果，設計航高為120m；

3）航線設計：采用飛馬無人機管家自動生成航線規(guī)劃。

4）飛行質量：實際飛行照片總量為4700張，航攝影像完全覆蓋目標區(qū)域，旁向和航向重疊度均大于80%。

圖 5 D200現(xiàn)場作業(yè)

5）室內掃描

室內采用基于SLAM（即時定位與地圖構建，Simultaneous Localization And Mapping）的移動測量，相比靜態(tài)激光掃描效率提高30倍以上。在激光SLAM設備上同步安裝影像傳感器，同時獲取三維激光點云數(shù)據(jù)和高分辨率影像數(shù)據(jù)，通過點云和影像的融合自動構建實景三維可視化模型。

數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用飛馬無人機管家進行數(shù)據(jù)預處理，Smart3D （現(xiàn)為ContextCapture）和DP-Modeler等軟件建立三維模型。最終的成果能夠真實反映測區(qū)內建筑、交通、水系、植被等地物主要的特征和結構，整體色調協(xié)調，效果自然真實，數(shù)據(jù)具體的流程如圖6。

圖 6數(shù)據(jù)處理流程

精度評價

利用基于CORS系統(tǒng)的RTK測量技術，安裝工程測量有關規(guī)范圖根點測量要求，對地面明顯點進行了檢測。該區(qū)塊傾斜攝影模型平面均差4.8cm，高程均差3.6cm，基本與竣工測量精度水平相當，詳細結果見表1。

表 1傾斜攝影模型的平面均差和高程均差情況一覽表

實景三維輔助建設審批校核

連接室內實景三維數(shù)據(jù)和無人機傾斜三維模型將最終的成果導入“測驗合一”平臺。該平臺采用B/S架構開發(fā)，主要包括室內外一體化實景三維地圖服務平臺框架、實景三維地圖典型數(shù)據(jù)、以及規(guī)劃核實、土地驗收、綜合驗收、消防核驗、綠化驗收、人防驗收等。主要有：

1）項目概查。采用室內外實景三維與測繪、規(guī)劃、設計資料的場景聯(lián)動匹配、比對，檢查現(xiàn)場完工情況、建設工程與設計方案是否存在較大偏離，功能區(qū)劃分的合理性等。

圖 7實景三維與規(guī)劃測繪圖紙的聯(lián)動

2）規(guī)劃方案比對。室內外一體化實景地圖展示平臺支持各類規(guī)劃控制線、基礎地形圖與實景三維地圖的套疊。支持室內實景地圖與測繪、規(guī)劃、設計資料的場景聯(lián)動匹配、比對。

圖 8規(guī)劃方案比對

3）建筑位置核對。平臺能夠加載各類各類矢量數(shù)據(jù)，如規(guī)劃控制線、基礎地形圖等，將最新真實清晰的室內外一體化的實景地圖和建設項目規(guī)劃方案、施工圖在統(tǒng)一的空間基準進行套合，幫助審批人員輕松查看建設項目每個角落的具體情況，作為通用成果供所有審批部門使用。同時，可以和規(guī)劃、建筑、機電等設計方案的詳細比對，對測繪成果對錯漏和部分粗差的校核。

圖 9矢量圖的套疊分析

4）控制線核查。將道路紅線、河道藍線、建筑不可逾越線、消防車道線等各類控制線套疊至實景地圖，查看各專題要素控制情況。

圖 10實景三維套紅線示意圖

5）限高控制核查。將建筑高度、女兒墻檐口高度、室外地坪比高、消防登高面高度進行核查，判斷是否符合規(guī)劃要求。

圖 11規(guī)劃限高面核查示意圖

6）凈空核查。能夠基于影像和三維實景模型進行直接測量，判別凈空和間距等是否符合有關規(guī)范要求。

圖 12基于實景影像的測量示意圖

三、解決的生產(chǎn)問題

在傳統(tǒng)的建設項目審批方式中，存在較多的弊端，包括：

1）各部門需要多次到達現(xiàn)場，否則難以掌握現(xiàn)場具體情況；

2）目前市場上中介服務機構參差不齊，可信度存疑。

3）行政審批對測繪成果的質量并無一套實用的管控措施。

4）政府各部門存在數(shù)據(jù)壟斷、信息不通、重復測繪等問題。

本項目實施可以有效解決新形勢要求下建設項目竣工審批過程中的多個痛點，為減少審批前置，推進并聯(lián)審批提供了必要支撐條件，能保障傳統(tǒng)竣工測量向測驗合一平穩(wěn)過渡、提高事項的審批效率、促進各部門竣工審批標準化和統(tǒng)一監(jiān)管，有效提高基建市場運轉效率。同時成果一測多用，可納入時空信息云平臺與規(guī)劃、土地、房產(chǎn)、消防、人防、應急等專題信息進行深度鏈接，在違法建設督查、不動產(chǎn)確權登記、地下空間開發(fā)利用、資產(chǎn)維護管理、消防應急、社區(qū)網(wǎng)格化管理、室內定位導航等多方面具備廣泛的應用空間。很好的體現(xiàn)了新形勢下的建設項目快速、準確、成本低的監(jiān)管要求。

圖 13 多部門聯(lián)合的“測驗合一”平臺

四、項目特點及優(yōu)勢總結

本項目利用飛馬D200高精度、快速獲取和處理數(shù)據(jù)的能力，將其應用于城市快速建設的項目驗收審批中。同時結合本公司已有的室內掃描技術，很好地將室內三維實景數(shù)據(jù)與實際結合建立室內外一體化的城市基礎地理數(shù)據(jù)。在高質量數(shù)據(jù)保障的基礎上采用WebGL技術開發(fā)的“測驗合一”平臺本項目為建設項目審批提供了一種新的方式，在保證精度同時提高效率，項目體現(xiàn)的優(yōu)勢總結如下：

1.采用D200搭載影像傳感器從不同方位采集地面高分辨率影像構建實景三維模型，與傳統(tǒng)三維建模方法相比具有準確、真實、高效、低成本等諸多優(yōu)勢，保證最終三維模型的精度。同時這也表現(xiàn)了飛馬D200在建立高精度的城市基礎數(shù)據(jù)，服務于城市建設多個部門和單位的巨大潛力。

2.本項目在無人機數(shù)據(jù)的基礎上，采用多源數(shù)據(jù)融合技術。包括結合近地近景攝影，使室外實景三維模型更加真實、準確、直觀，制作周期短、費用低，精度高，彌補了近地面影像數(shù)據(jù)的不足；以及結合室內掃描更加豐富了城市基礎數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)更多建設項目審批功能。

3.通過建立一體化的實景地圖平臺便于管理部門在“測驗合一”初期審批過程中對標準偏差及時糾正，避免因中介機構市場不成熟造成的審批錯誤，保障了傳統(tǒng)竣工測量向測驗合一平穩(wěn)過渡。

4.本項目搭建的平臺有效的提高了事項的審批效率，節(jié)約了行政資源，促進各部門竣工審批標準化和統(tǒng)一監(jiān)管。此外，建立室內外實景三維地圖等是城市時空大數(shù)據(jù)的重要組成部分，本身具備精確的空間信息和豐富的紋理信息，可納入時空信息云平臺，后期智慧城市的建設中多次應用。