淺談三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用

周文婷

摘 要：三維激光掃描技術(shù)輔助現(xiàn)代高精度傳感器技術(shù)，并利用高精度全自動(dòng)立體掃描技術(shù)，能夠?qū)臻g三維特征和整體三維結(jié)構(gòu)的三維建模。三維激光掃描技術(shù)具有精度高、速度快、對(duì)環(huán)境要求低、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效解決常規(guī)地籍測(cè)繪中工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題，并為其提供技術(shù)支撐。文章首先對(duì)地籍測(cè)繪中的地籍控制測(cè)量、地籍要素調(diào)查和數(shù)據(jù)庫建設(shè)進(jìn)行相關(guān)概述，然后就三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望對(duì)地籍測(cè)繪工作具有參考意義。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描；技術(shù)；地籍測(cè)繪；應(yīng)用

1 概述

地籍測(cè)繪在我國(guó)歷史悠久，早在2000多年前就有記載，但常規(guī)的地籍測(cè)繪方法存在著外業(yè)人員作業(yè)周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、局部范圍無法測(cè)量等缺陷。伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，許多新興技術(shù)大量涌現(xiàn)在我們的日常生活中，三維激光掃描技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用給地籍測(cè)繪工作帶來了重大機(jī)遇，極大地推動(dòng)了我國(guó)地籍測(cè)繪工作的發(fā)展。三維激光掃描技術(shù)作為一種先進(jìn)的、高精度的立體掃描技術(shù)，具有采樣點(diǎn)速率高、數(shù)字化采集、點(diǎn)定位精度高、軟件功能全面、兼容性好、測(cè)量距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)[1]。將三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于地籍測(cè)繪領(lǐng)域中，可以改變傳統(tǒng)測(cè)繪作業(yè)流程，能夠在很大程度上提高地籍測(cè)繪的工作效率。

2 地籍測(cè)繪概述

2.1 地籍控制測(cè)量

任何一項(xiàng)測(cè)繪工作的開展都需要前期控制測(cè)量，并對(duì)網(wǎng)布設(shè)的好壞和測(cè)量精度的高低進(jìn)行準(zhǔn)確控制，因?yàn)檫@些都會(huì)直接影響到后期測(cè)量成果的準(zhǔn)確性以及其是否能滿足項(xiàng)目使用的標(biāo)準(zhǔn)要求。在地籍測(cè)量中，可將地籍控制測(cè)量分為地籍圖根控制和地籍首級(jí)控制測(cè)量?jī)煞N。在對(duì)各等級(jí)控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)時(shí)，應(yīng)遵循“從整體到局部、分級(jí)布網(wǎng)”的原則。地籍首級(jí)平面控制網(wǎng)應(yīng)該采用靜態(tài)全球定位系統(tǒng)定位法，對(duì)國(guó)家E級(jí)以上GPS點(diǎn)和四等以上三角點(diǎn)等進(jìn)行收集，并對(duì)其進(jìn)行分析和檢查之后將其作為地籍首級(jí)平面控制點(diǎn)。在對(duì)二級(jí)以上的地籍首級(jí)平面控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行加密時(shí)，可采用快速靜態(tài)、靜態(tài)全球定位系統(tǒng)法。首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)可采用三角高程測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量等方法進(jìn)行測(cè)量。地籍圖根控制測(cè)量時(shí)具體可以采用導(dǎo)線測(cè)量方法、動(dòng)態(tài)和快速靜態(tài)全球定位系統(tǒng)定位方法。

2.2 地籍要素調(diào)查

地籍要素調(diào)查的基本單元是宗地，其主要內(nèi)容是對(duì)每一宗土地的土地界址和權(quán)屬狀況進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)宗地草圖進(jìn)行繪制，將地籍調(diào)查表填寫完整，并簽訂土地權(quán)屬爭(zhēng)議原由書或者土地權(quán)屬界線協(xié)議書。下面對(duì)地籍要素調(diào)查的具體內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹。

第一，地籍要素調(diào)查前期準(zhǔn)備階段。前期準(zhǔn)備一般是在權(quán)屬調(diào)查前需進(jìn)行的一些準(zhǔn)備工作，主要包括劃分地籍區(qū)和地籍子區(qū)，收集、整理土地權(quán)屬來源等相關(guān)資料，編制調(diào)查工作底圖，對(duì)宗地代碼進(jìn)行預(yù)編等。第二，調(diào)查權(quán)屬界址。調(diào)查土地權(quán)屬狀況主要是對(duì)土地權(quán)屬性質(zhì)、土地來源、土地權(quán)利人、土地用途、土地位置和其他共用等情況進(jìn)行調(diào)查。第三，調(diào)查權(quán)屬界址。界址調(diào)查主要內(nèi)容包括界標(biāo)設(shè)置、指界、界址邊長(zhǎng)丈量等。第四，繪制宗地草圖。宗地草圖是對(duì)宗地位置、界址線、界址點(diǎn)、相鄰宗地之間的關(guān)系的描述。宗地界址確認(rèn)核定完成后，應(yīng)該按照調(diào)查底圖、界址點(diǎn)、丈量界址邊長(zhǎng)與鄰近地物之間的距離現(xiàn)場(chǎng)繪制宗地草圖。第五，填寫地籍調(diào)查表。地籍調(diào)查表是確定權(quán)屬界線的原始記錄，要嚴(yán)格按照規(guī)定要求和格式填寫。

2.3 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

地籍信息系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)建立的地理信息系統(tǒng)，其將數(shù)據(jù)、圖件進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、管理、分析、檢索、維護(hù)，在日常管理地籍?dāng)?shù)據(jù)時(shí)能夠更加便捷和高效。以往我國(guó)的地籍測(cè)繪工作，由于信息技術(shù)不完備，多采取相對(duì)落后的技術(shù)手段，導(dǎo)致耗時(shí)長(zhǎng)、工作量嚴(yán)重增大、數(shù)據(jù)不精確等狀況。地籍測(cè)繪工作是土地管理工作中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，要使地籍測(cè)繪工作能夠更高效、更精確、更全面必須要與信息技術(shù)相結(jié)合，提高地籍?dāng)?shù)據(jù)的獲得途徑，建立地籍信息系統(tǒng)。

3 三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用

3D激光掃描儀是快速激光測(cè)距儀，因?yàn)槠鋬?nèi)部含有掃描棱鏡所以不用反射棱鏡就可以對(duì)掃描點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行精確測(cè)量，并且3D激光掃描儀的掃描速度高達(dá)數(shù)萬點(diǎn)每秒。3D激光掃描儀具有高分辨率、采集速度快、非接觸式測(cè)量、高精度、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，可以快速、準(zhǔn)確、全面地獲取三維地形數(shù)據(jù)。下面對(duì)3D激光掃描儀在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行具體介紹。第一，前期準(zhǔn)備階段。因?yàn)?D激光掃描儀具有高速測(cè)量、不受環(huán)境影響、非接觸式測(cè)量的特點(diǎn)，所以在前期準(zhǔn)備階段只需對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行勘察，并選擇合理的位置以便測(cè)量工作的進(jìn)行。第二，設(shè)置測(cè)區(qū)站點(diǎn)。3D激光掃描儀測(cè)區(qū)站點(diǎn)的設(shè)置比較靈活，通常選擇地勢(shì)較高的地方或者通視效果較好的巷道口。第三，掃描測(cè)量。測(cè)區(qū)站點(diǎn)設(shè)置完成后，通常采用3D激光掃描儀每4-6分鐘完成一個(gè)測(cè)區(qū)站點(diǎn)的掃描測(cè)量工作。掃描結(jié)束后應(yīng)及時(shí)查看顯示屏上實(shí)時(shí)測(cè)量的云數(shù)據(jù)，如果點(diǎn)云數(shù)據(jù)位于不理想?yún)^(qū)域可調(diào)整掃描儀的精度并重新測(cè)量。最后，處理數(shù)據(jù)。最后應(yīng)通過多站點(diǎn)拼接云數(shù)據(jù)、地物提取、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、CASS成圖等程序?qū)y(cè)得的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

在獲取到三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，接下來就要進(jìn)行重要的數(shù)據(jù)處理工作，文章利用Z+FLaserControl軟件中進(jìn)行測(cè)繪的拼接。該軟件可以自動(dòng)化的識(shí)別占標(biāo)的十字靶心，減小人為操作引起的誤差傳遞，精度可達(dá)到毫米級(jí)。

為了更好的做到地物特征線提取的自動(dòng)化，文章了利用導(dǎo)出切片和剖面成像等功能來實(shí)現(xiàn)特征線的提取，本方法具有速度快、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。需要注意的是照片底片的外形尺寸，如果照片底片的邊長(zhǎng)度越長(zhǎng)的話，那么所對(duì)應(yīng)的光柵也就越細(xì)，需要的主內(nèi)存也就越大。圖1為剖面點(diǎn)云與外業(yè)實(shí)測(cè)的線化圖的對(duì)比，從圖中可以看出剖面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度相對(duì)較高，提取的線化圖之后的界址點(diǎn)精度可達(dá)厘米級(jí)。

4 結(jié)束語

綜上所述，三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，可將三維激光掃描技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮。三維激光掃描技術(shù)是快速獲取三維空間信息的重要手段之一，尤其是對(duì)于測(cè)繪領(lǐng)域來說，隨著三維激光技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，以及三維控制信息需求的增加，三維空間技術(shù)將和現(xiàn)代經(jīng)典測(cè)量技術(shù)相互融合，作為一種新的空間數(shù)據(jù)采集手段，三維激光掃描技術(shù)將具有廣闊的發(fā)展空間，將成為一種普遍在測(cè)繪領(lǐng)域應(yīng)用的新技術(shù)手段，因此，加強(qiáng)對(duì)三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用研究迫在眉睫，希望文章為地籍測(cè)繪工作提供參考。

參考文獻(xiàn)

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[3]房延偉.三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用[D].吉林大學(xué)，2013（12）.