國有土地房屋征收中測繪技術的應用實踐

山東省濱州市城市建設服務中心，山東 濱州 256603

在實際開展國有土地房屋征收工作前，需要先做好測繪工作，在測區(qū)內(nèi)部完成平面控制網(wǎng)的構建，結合測區(qū)實際，應用先進的測繪技術，完成土地房屋基礎圖紙、平面圖等信息的繪制，從而為國有土地房屋征收部門工作的開展提供更多基礎信息資料，便于征收工作的開展。因此，有必要對在土地征收過程中應用的測繪技術進行深入的討論分析，這對提高國有土地房屋征收工作質(zhì)量水平意義重大。

1 國有土地房屋征收中應用測繪技術的目的

在國有土地房屋征收中應用測繪技術，主要目的是應用測繪技術來獲得土地房屋以及房屋用地的相關信息，這些信息都是開展土地房屋征收工作最為基礎的信息。準確、完整的土地房屋測繪成果在確認房屋產(chǎn)權、產(chǎn)籍，保障產(chǎn)權人的合法權益等方面均具有非常重要的作用，同時也更有利于國有土地房屋征收工作的順利開展。在實際的測繪過程中，主要包括房產(chǎn)平面控制測量、房屋調(diào)查、房產(chǎn)要素測量、房產(chǎn)面積測算、房產(chǎn)圖繪制、成果資料驗收等內(nèi)容?，F(xiàn)階段，在開展國有土地房屋征收時能夠應用多種測繪技術，比較常見的有全站儀、GPS-RTK測量技術、計算機輔助測繪技術、地理信息系統(tǒng)等，除此之外，還包括一些先進的測繪技術，比如無人機傾斜攝影測量技術、三維激光掃描測繪技術等。其中，移動背包三維激光掃描測量系統(tǒng)非常適合在地勢情況比較復雜的國有土地房屋測繪中應用，該技術數(shù)據(jù)采集效率高、自動化程度高、數(shù)據(jù)精度高、作業(yè)效率高，具有“四高”優(yōu)勢，以下是對該測繪技術在國有土地房屋征收測繪中具體應用的實踐分析[1]。

2 國有土地房屋征收中測繪技術應用實踐案例

2.1 測區(qū)概況

現(xiàn)有某國有土地房屋區(qū)域，總占地面積為0.07km2，該地區(qū)的土地房屋依山而建，整體比較分散，土地房屋不規(guī)整，房屋界限不清晰，并且區(qū)域內(nèi)房屋改造比較復雜，存在諸多測量要素。在該區(qū)域內(nèi)開展土地房屋測繪工作，無論是單點界址測繪，還是直接入戶調(diào)查，均存在很大困難。結合該地區(qū)實際情況，決定采用先進的測繪技術，即移動背包三維激光掃描測量系統(tǒng)。

2.2 測繪準備

在使用移動背包三維激光掃描測量系統(tǒng)開展測繪工作之前，需要做好以下工作：（1）提前準備好測繪相關的基礎資料與掃描設備。在測繪資料方面，需要準備測區(qū)首級控制點的信息資料、測區(qū)概況等信息資料；在測繪設備方面，需要準備1臺徠卡移動背包掃描儀、1臺GPS雙頻接收機等設備，同時還應準備一些備用電池，以免影響測繪工作正常進行。（2）科學合理地規(guī)劃掃描軌跡，要求掃描軌跡能夠全面覆蓋測區(qū)，并在充分考慮移動背包掃描儀技術特點的基礎上，通過合理設計，不斷優(yōu)化掃描路徑。在這一過程中，應對移動背包實景掃描測量系統(tǒng)的定位與掃描原理有一個系統(tǒng)的了解，例如該系統(tǒng)采用了先進的GNSS和IMU慣導系統(tǒng)，同時系統(tǒng)本身有SLAM算法加持，即使在無GPS信號環(huán)境下，也能進行掃描測繪，且掃描范圍無死角，獲取點云數(shù)據(jù)的效率也非常高，每秒鐘獲得的數(shù)據(jù)量高達60萬個。在此基礎上，還應提前到現(xiàn)場做好實地勘察工作，了解現(xiàn)場測區(qū)的地形情況，掌握測繪現(xiàn)場交通情況等。然后以此為依據(jù)合理選擇測繪點，最終明確系統(tǒng)有效掃描距離，并在草圖上畫出該次實驗區(qū)掃描軌跡略圖[2]。（3）做好基準站的科學合理設置。在具體設置過程中，應在已有的CORS站上進行設置，也可以設置在首級控制點上，并借助背包POS數(shù)據(jù)，完成掃描軌跡的合并解算工作。

2.3 點云數(shù)據(jù)信息采集

移動背包掃描儀測量系統(tǒng)本身集成了高精度定位定向技術，并且系統(tǒng)融合了SLAM技術算法，因此在外業(yè)點云數(shù)據(jù)采集方面，與其他掃描測量系統(tǒng)相比，其自身有著鮮明的特征。這種特征主要表現(xiàn)為在實際進行數(shù)據(jù)掃描采集時，需要格外關注能夠?qū)c云數(shù)據(jù)精度產(chǎn)生影響的掃描行進路線，面對不同的路線情況，采用一些特殊的測繪技巧。例如，在樓梯或者比較崎嶇的路面上背著掃描儀行走時，不能夠原地轉身；在小型房間與院子中背著掃描儀行走時，如果要做垂直運動，注意一定要快速，否則會對點云數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量帶來不利影響。在該次測區(qū)中，采用移動背包掃描儀測量系統(tǒng)開展測繪工作的過程如下：首先，在基準點上完成GPS接收機的安置，然后完成電池與GNSS天線的安裝，之后打開設備，讓設備系統(tǒng)進入初始化狀態(tài)?？梢赃x擇在空曠的位置進行靜態(tài)觀測，觀測時間控制在5min左右，若沒發(fā)現(xiàn)問題，再進行動態(tài)初始化，并采用直線加速和八字繞行的方式，完成IMU校準。在確保設備系統(tǒng)工作狀態(tài)正常后，即可按照之前已經(jīng)規(guī)劃好的行進路線進行測繪，在這一過程中，要注意在不改變行進路線情況下，盡可能在GNSS信號強的區(qū)域進行測繪。當進入一些復雜的房屋院子或小巷時，需要提前了解該區(qū)域地物情況，有針對性地進行行走測繪，防止數(shù)據(jù)缺失或冗余。如果在測繪中發(fā)現(xiàn)GNSS信號比較差，可及時啟用SLAM算法功能，輔助完成系統(tǒng)的定位定向。隨后利用遠程控制平板，一邊行走測繪，一邊檢查掃描區(qū)域情況，及時發(fā)現(xiàn)相應問題，如掃描是否存在重疊、是否存在掃描斷面、掃描期間是否存在GNSS信號突然中斷等情況，保障整個測繪操作過程穩(wěn)定準確地進行。最后，通過行走測繪促使掃描路線閉合，數(shù)據(jù)采集任務自此完成，然后停止數(shù)據(jù)采集，并來到空曠的場地靜態(tài)觀測5min。整個測繪前后通過各花5min時間進行靜態(tài)觀測，主要目的是保障系統(tǒng)能夠精確確定開始與結束時的姿態(tài)與位置[3]。

2.4 掃描數(shù)據(jù)處理

在獲得外業(yè)數(shù)據(jù)后，需要借助掃描數(shù)據(jù)處理，通過采用軌跡解算、處理點云和影像、坐標系統(tǒng)轉換等方式，成功將相應二維數(shù)據(jù)信息轉化成為三維點云數(shù)據(jù)。采用軟件Inertial Explorer來完成軌跡解算工作，并采用自動預處理軟件Auto P實現(xiàn)三維點云數(shù)據(jù)的生成。具體步驟如下：第一步是采用軟件Inertial Explorer進行軌跡運算，在實際運算過程中，需要先進行數(shù)據(jù)轉換，然后合并靜態(tài)觀測GPS數(shù)據(jù)與移動背包POS數(shù)據(jù)，并將后者解算出來。再以此為依據(jù)，采用估算法、數(shù)據(jù)采集率和電離層模型等方法消除GPS信號誤差，提高移動背包POS數(shù)據(jù)的準確性。最后，針對軌跡結果進行統(tǒng)計分析，賦予點云數(shù)據(jù)相應的位置。第二步是生產(chǎn)三維點云數(shù)據(jù)，在軟件Auto P的幫助下自動進行時間匹配，針對基準站數(shù)據(jù)、移動背包POS數(shù)據(jù)，在匹配過程中還會消除二者重疊數(shù)據(jù)之間的誤差。在此基礎上再進行坐標系轉換，并代入相應的參數(shù)，最終可生成既有位置信息又有紋理信息的三維點云數(shù)據(jù)。

2.5 土地房屋測繪信息要素提取

為了更好地滿足國有土地房屋測繪信息要素的需求，需要將激光掃描儀三維點云數(shù)據(jù)進行矢量化處理，然后再從中提取不動產(chǎn)要素，完成測區(qū)宗地圖與房屋分戶圖的輸出。在實際進行不動產(chǎn)要素的提取時，需要借助第三方軟件Cloud Worx來實現(xiàn)，通過將點云數(shù)據(jù)置于該軟件中，能夠?qū)⑻卣鞅容^明顯的地物自動提取出來。具體提取操作步驟如下：（1）將經(jīng)過處理后的點云數(shù)據(jù)導入Cloud Worx插件中，導入的點云數(shù)據(jù)俯視圖如圖1所示。然后按照宗地、房屋等不同部分，將點云數(shù)據(jù)進行分塊處理。（2）通過利用Cloud Worx插件，選擇不同視圖模式，結合自身實際需求，完成房屋要素的提取。對內(nèi)業(yè)制圖者而言，需要以不動產(chǎn)要素輪廓信息為依據(jù)完成特征點的確定，明確其中需要變線的精確位置，最終完成特征點三維坐標的提取。（3）在完成點位信息提取后，可直接與繪制宗地和房屋輪廓線進行連接。（4）對于一些特征點明顯的要素，注意要提高提取速度。但對于一些復雜地段隱蔽地界址點，在實際快速提取時，通常面臨的困難比較大，因此可以采用間接法提取。如果仍然無法精確提取遮擋物下的界址點坐標，可以借助傳統(tǒng)測量方式解決這一問題，如可以采用全站儀與GPS-RTK技術，由人工進行補測，確保測區(qū)地籍圖的完整性[4]。

圖1 三維點云數(shù)據(jù)成果俯視圖

3 結束語

綜上所述，在實際開展國有土地房屋征收的過程中，需要借助先進的測繪技術，完成土地房屋各種信息要素的測繪工作，并以此作為土地房屋征收工作開展的重要依據(jù)。因此，需要對上述過程中采用的測繪技術實踐應用進行系統(tǒng)的探討分析，促使相應測繪技術發(fā)揮出更大的作用，最終提高國有土地房屋征收工作的質(zhì)量水平。