激光雷達技術(shù)在農(nóng)村三維數(shù)據(jù)獲取中的應(yīng)用

瑪依努爾·阿不來提 魏建新

[摘 要]激光雷達技術(shù)作為當前應(yīng)用最為廣泛的測量技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，并且在農(nóng)村地籍測量和林業(yè)調(diào)查中占據(jù)主要地位。這主要跟雷達技術(shù)的高精度、高準確度、數(shù)據(jù)獲取轉(zhuǎn)換有重要的因素。本文正是基于農(nóng)村三維數(shù)據(jù)獲取中雷達技術(shù)占據(jù)的重要地位進行分析，主要對雷達技術(shù)在農(nóng)村地籍三維數(shù)據(jù)獲取中的應(yīng)用進行研究。

[關(guān)鍵詞]激光雷達技術(shù) 數(shù)據(jù)獲取 應(yīng)用

中圖分類號：F272 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）19-0400-01

雷達技術(shù)作為一種廣泛應(yīng)用的測量方式，它通過發(fā)射激光到目標點并且通過接受光束的時間來測量兩地之間的距離，并搭載防畸變數(shù)碼相機同步拍攝目標實景用于對激光雷達點云數(shù)據(jù)庫影像制作還原作參考。激光雷達測量技術(shù)在很大的程度上縮短了勞動時間，并且在提高工作人員工作效率的同時增加了測量的準確率。而隨著國家對農(nóng)村宅基地及地籍方面的監(jiān)控力度增加，對弄尋每塊土地位置、界址、權(quán)屬狀況、大小進行清查，激光雷達技術(shù)在地籍調(diào)查方面有著重大的作用。

一、雷達技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

近年來，隨著雷達技術(shù)的研究越來越完善，雷達技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)到到農(nóng)村測量、林業(yè)調(diào)查、農(nóng)業(yè)調(diào)查、地籍調(diào)查等領(lǐng)域中。

（一）測量方面中的應(yīng)用

激光雷達技術(shù)被廣泛應(yīng)用到基礎(chǔ)測繪工作中，這和激光雷達高精度、高準確度的特性分不開，激光雷達通過其測量的點云數(shù)據(jù)來對被測物體的三維信息進行記錄，并通過相應(yīng)的處理獲得三維數(shù)據(jù)，進而通過數(shù)據(jù)加工獲取高精度的DEM模型產(chǎn)品。這種基于激光雷達技術(shù)的測繪技術(shù)相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)有明顯的優(yōu)勢。

（二）林業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

最早應(yīng)用激光雷達的就屬于林業(yè)方面的應(yīng)用，國土管理局及林業(yè)管理人員在對森林進行管理時，需要測量樹的高度、密度、茂密度等信息，并且需要深入到無人區(qū)去實地觀測，這種方式會導致工作人員存在巨大的工作困難，并且會存在較大的風險。當前利用機載激光雷達技術(shù)可以非常好的解決上述問題。在獲得森林的點云數(shù)據(jù)后，通過數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作，將數(shù)據(jù)分為植被返回值和地面返回值，建立三維模型，進而分析森林的覆蓋率、覆蓋面積、疏密程度以及年幼樹木覆蓋率等信息。這些信息對于相關(guān)管控部門對林業(yè)及伐木量進行宏觀調(diào)控有著重要作用，是伐木時的重要參考數(shù)據(jù)。

（三）在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

激光雷達技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用主要是對某區(qū)域內(nèi)的農(nóng)業(yè)植被生長情況、災(zāi)害情況、以及農(nóng)作物種類分析有非常重要的作用，農(nóng)業(yè)監(jiān)管部門可通過機載激光雷達技術(shù)對某區(qū)域內(nèi)的農(nóng)作物生長狀況、高度、密度、種類等信息進行分析，并且對某自然災(zāi)害導致的農(nóng)作物受損、減產(chǎn)等方面進行鑒定。機載激光雷達將會極大簡化工作人員的工作強度，提高工作人員的工作效率，減少某地方對受災(zāi)程度的瞞報現(xiàn)象，提高數(shù)據(jù)的準確性。

（四）在地籍方面的應(yīng)用

在十三五期間，農(nóng)村宅基地宅基地確權(quán)與不動產(chǎn)登記如火如荼舉行期間，為了加快集體土地使用制度改革，相關(guān)部門對地籍調(diào)查工作快速開展，而地籍調(diào)查需要將農(nóng)村居民的每一宗宅基地位置、界址、權(quán)屬、面積進行調(diào)查和確認，由于農(nóng)村居民居住散而亂的現(xiàn)狀導致地籍工作量激增。而通過機載激光雷達技術(shù)開展對農(nóng)村居民地籍調(diào)查極大縮減了工作人員的工作量，減少因傳統(tǒng)測量工具測量數(shù)據(jù)質(zhì)量低下的情況，為地籍調(diào)查增添了極大的助力。

二、地籍三維數(shù)據(jù)解決的問題

地籍調(diào)查中的三維數(shù)據(jù)相比于傳統(tǒng)的二維數(shù)據(jù)而言能解決一些實際工作中的問題。

第一，傳統(tǒng)使用二維地籍管理方式對居民居住的房屋及土地的描述都是基于平面位置的，然而隨著我國農(nóng)村居民不動產(chǎn)證的政策實施，傳統(tǒng)的二維地籍管理制度只能通過對二維圖件中進行不同居民所有權(quán)信息進行描述，用以說明統(tǒng)一土地上擁有多個權(quán)利人的現(xiàn)象。然而地籍三維數(shù)據(jù)卻可以直觀地通過空間關(guān)系來表達不同權(quán)利人的不同戶籍，這種直觀的、垂直表達的三維數(shù)據(jù)特性對多個權(quán)利人空間關(guān)系的體現(xiàn)更加具體、明了。這種三維數(shù)據(jù)能夠在計算機中對房屋地表和地下空間進行管理，相關(guān)部門可以對違法搭建進行管理。

第二，傳統(tǒng)二維地籍管理會遺留某一塊地由多人共用的現(xiàn)象，而通過三維數(shù)據(jù)可以在不同的三維空間將多人的權(quán)利進行識別、管理，這種三維數(shù)據(jù)地籍模型可以通過360°視角對管理地籍權(quán)利人進行觀看和管理，對于地籍管理工作的開展有重要的促進作用。

第三，現(xiàn)如今的二維地籍管理主要是通過1∶500或者1∶1000的比例尺進行統(tǒng)計的，而這種主流作業(yè)模式早已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在地籍管理工作，并且這種傳統(tǒng)的作業(yè)模式需要大量的人力、物力來進行工作。而通過激光雷達技術(shù)獲取的點云數(shù)據(jù)，通過處理后以三維影像的方式呈現(xiàn)出來，極大增加了底圖的準確性和精確性，而且僅僅只需要工作人員通過無人機或者機載激光雷達就可以快速獲取，對整體工作進度有巨大的幫助。

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作者簡介

瑪依努爾·阿不來提，工作單位；新疆國土資源信息中心。

通訊作者姓名：魏建新，性別：男，工作單位：新疆國土資源信息中心，新疆激光雷達應(yīng)用工程技術(shù)研究中心。