飞马D200在建设项目“测验合一”中的研究应用

飞马D200在建设项目“测验合一”中的研究应用

一、项目背景

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，并不断深化其内涵来撬动社会各方面的改革。在建筑工程领域，浙江省建设厅联合该省发改、档案、公安、财政等10个省级部门和单位，提出“竣工测验合一”的改革工作。充分了发挥测绘等专业机构、专业人员、专业设备的技术优势，提升竣工核实验收的科学性、可靠性，提升了竣工核实验收监管效果。这一政策也体现了对近年来提出的“联合测绘”改革的完美沿袭，即建设项目业主在项目审批、工程建设、竣工验收过程中委托一家同时具备相应测绘资质的单位开展土地测绘、规划测绘、房产测绘等涉及行政审批相关的测绘技术服务工作。以上 “最多跑一次”、“测验合一”、“联合测绘”等政府热点改革的提出和实践均体现了政府在工程建设和验收审批过程中，简化办事流程、提高行政审批效率、加快项目建设进程、减轻企业负担、构建测绘服务机构公平竞争平台的决心。

建筑工程项目验收“最多跑一次”，将分散在多个部门的建设项目竣工审批事项一次性申报办理，是建筑工程验收审批改革的创举。实施过程中也面临以下客观问题：一是审批部门无法掌握现场具体情况。改革要求“一般情况下，有关部门不再进行实体工程现场核实收”，但现行制图技术对于实地进行了过度的简化抽象，与审批需要丰富的场景和细节信息需求矛盾突出，需要一种不前往现场也能掌握现场详细、真实情况的解决方案。二是中介机构培育过程的质量保障问题。行政审批测绘工作本身对技术要求不高，但对行政性文件规范理解要求很高，，需要采用一定技术手段把控测绘成果的整体质量，并构建一个便捷、有效、针对性强的沟通平台促进新进测绘单位（人员）的快速培育。三是行政部门对测绘成果的信任问题。行政审批使用的测绘成果作为审批的重要依据，一旦成果质量出现问题，可能会直接影响或改变审批结论，行政管理部门需要掌握实地情况做出政策性定性判断。

为此，项目基于室内外一体化实景三维辅助建设项目竣工验收，完成了应用平台开发建设，旨在减少新形势下建设项目审批错漏，提高行政服务效率。项目已在浙江省多个区县开展试点，并列入了宁波市2018年智慧城市试点项目。本文以宁波某住宅建设项目为例，该项目占地面积约32万m²，建筑面积约60万平方米。采用飞马D200无人机和室内移动扫描系统，通过倾斜摄影和移动扫描得到的城市三维模型和建设项目规划方案、施工图在统一的空间基准进行比对，实现审批人员不用到达项目现场也能轻松查看建设项目每个角落的具体情况。同时，由此建立的城市基础数据可作为通用成果供所有审批部门使用。

二、飞马D200在建立“测验合一”平台中的技术路线

整个项目的实施包括准备阶段、数据采集、数据处理、精度评价、系统校核的过程，技术路线如图1。

图 1总体技术路线

准备阶段

经过与不同审批部门的提出的需求进一步讨论，明确了平台最终所要实现的功能。搜集项目的各类审批图纸，完成作业前的设备检校、参数鉴定等准备工作。

数据采集

采用D200无人机倾斜摄影获取建筑室外实景三维空间信息，采用SLAM移动扫描系统同步获取建设项目地下室和各标准层的影像和点云数据。无人机部分根据已有资料和精度要求制定航线和飞行计划，按照计划进行数据采集。

1）像控点布设：利用影像上易于辨识的地面标识如斑马线、减速带边角点等作为像控点，保持实地70m左右的间隔进行均匀布设控制点。最终测区内共选取11个控制点、5个检查点，分布详情见图2。

图 2测区控制点与检查点分布图

图 3控制点布设示意图

图 4检查点布设示意图

1）航摄无人机和相机：航摄采用飞马D200无人机和D-OP300倾斜相机。在飞行前利用专业相机检校软件（DCCS数字相机检校系统）输出检校报告，保证最终成图精度；

2）航高设计：根据本项目要求1.7cm地面分辨率的成果，设计航高为120m；

3）航线设计：采用飞马无人机管家自动生成航线规划。

4）飞行质量：实际飞行照片总量为4700张，航摄影像完全覆盖目标区域，旁向和航向重叠度均大于80%。

图 5 D200现场作业

5）室内扫描

室内采用基于SLAM（即时定位与地图构建，Simultaneous Localization And Mapping）的移动测量，相比静态激光扫描效率提高30倍以上。在激光SLAM设备上同步安装影像传感器，同时获取三维激光点云数据和高分辨率影像数据，通过点云和影像的融合自动构建实景三维可视化模型。

数据处理

数据处理采用飞马无人机管家进行数据预处理，Smart3D （现为ContextCapture）和DP-Modeler等软件建立三维模型。最终的成果能够真实反映测区内建筑、交通、水系、植被等地物主要的特征和结构，整体色调协调，效果自然真实，数据具体的流程如图6。

图 6数据处理流程

精度评价

利用基于CORS系统的RTK测量技术，安装工程测量有关规范图根点测量要求，对地面明显点进行了检测。该区块倾斜摄影模型平面均差4.8cm，高程均差3.6cm，基本与竣工测量精度水平相当，详细结果见表1。

表 1倾斜摄影模型的平面均差和高程均差情况一览表

实景三维辅助建设审批校核

连接室内实景三维数据和无人机倾斜三维模型将最终的成果导入“测验合一”平台。该平台采用B/S架构开发，主要包括室内外一体化实景三维地图服务平台框架、实景三维地图典型数据、以及规划核实、土地验收、综合验收、消防核验、绿化验收、人防验收等。主要有：

1）项目概查。采用室内外实景三维与测绘、规划、设计资料的场景联动匹配、比对，检查现场完工情况、建设工程与设计方案是否存在较大偏离，功能区划分的合理性等。

图 7实景三维与规划测绘图纸的联动

2）规划方案比对。室内外一体化实景地图展示平台支持各类规划控制线、基础地形图与实景三维地图的套叠。支持室内实景地图与测绘、规划、设计资料的场景联动匹配、比对。

图 8规划方案比对

3）建筑位置核对。平台能够加载各类各类矢量数据，如规划控制线、基础地形图等，将最新真实清晰的室内外一体化的实景地图和建设项目规划方案、施工图在统一的空间基准进行套合，帮助审批人员轻松查看建设项目每个角落的具体情况，作为通用成果供所有审批部门使用。同时，可以和规划、建筑、机电等设计方案的详细比对，对测绘成果对错漏和部分粗差的校核。

图 9矢量图的套叠分析

4）控制线核查。将道路红线、河道蓝线、建筑不可逾越线、消防车道线等各类控制线套叠至实景地图，查看各专题要素控制情况。

图 10实景三维套红线示意图

5）限高控制核查。将建筑高度、女儿墙檐口高度、室外地坪比高、消防登高面高度进行核查，判断是否符合规划要求。

图 11规划限高面核查示意图

6）净空核查。能够基于影像和三维实景模型进行直接测量，判别净空和间距等是否符合有关规范要求。

图 12基于实景影像的测量示意图

三、解决的生产问题

在传统的建设项目审批方式中，存在较多的弊端，包括：

1）各部门需要多次到达现场，否则难以掌握现场具体情况；

2）目前市场上中介服务机构参差不齐，可信度存疑。

3）行政审批对测绘成果的质量并无一套实用的管控措施。

4）政府各部门存在数据垄断、信息不通、重复测绘等问题。

本项目实施可以有效解决新形势要求下建设项目竣工审批过程中的多个痛点，为减少审批前置，推进并联审批提供了必要支撑条件，能保障传统竣工测量向测验合一平稳过渡、提高事项的审批效率、促进各部门竣工审批标准化和统一监管，有效提高基建市场运转效率。同时成果一测多用，可纳入时空信息云平台与规划、土地、房产、消防、人防、应急等专题信息进行深度链接，在违法建设督查、不动产确权登记、地下空间开发利用、资产维护管理、消防应急、社区网格化管理、室内定位导航等多方面具备广泛的应用空间。很好的体现了新形势下的建设项目快速、准确、成本低的监管要求。

图 13 多部门联合的“测验合一”平台

四、项目特点及优势总结

本项目利用飞马D200高精度、快速获取和处理数据的能力，将其应用于城市快速建设的项目验收审批中。同时结合本公司已有的室内扫描技术，很好地将室内三维实景数据与实际结合建立室内外一体化的城市基础地理数据。在高质量数据保障的基础上采用WebGL技术开发的“测验合一”平台本项目为建设项目审批提供了一种新的方式，在保证精度同时提高效率，项目体现的优势总结如下：

1.采用D200搭载影像传感器从不同方位采集地面高分辨率影像构建实景三维模型，与传统三维建模方法相比具有准确、真实、高效、低成本等诸多优势，保证最终三维模型的精度。同时这也表现了飞马D200在建立高精度的城市基础数据，服务于城市建设多个部门和单位的巨大潜力。

2.本项目在无人机数据的基础上，采用多源数据融合技术。包括结合近地近景摄影，使室外实景三维模型更加真实、准确、直观，制作周期短、费用低，精度高，弥补了近地面影像数据的不足；以及结合室内扫描更加丰富了城市基础数据，为实现更多建设项目审批功能。

3.通过建立一体化的实景地图平台便于管理部门在“测验合一”初期审批过程中对标准偏差及时纠正，避免因中介机构市场不成熟造成的审批错误，保障了传统竣工测量向测验合一平稳过渡。

4.本项目搭建的平台有效的提高了事项的审批效率，节约了行政资源，促进各部门竣工审批标准化和统一监管。此外，建立室内外实景三维地图等是城市时空大数据的重要组成部分，本身具备精确的空间信息和丰富的纹理信息，可纳入时空信息云平台，后期智慧城市的建设中多次应用。