三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的運(yùn)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，三維激光掃描技術(shù)作為GPS技術(shù)中的一種，在地籍測(cè)繪中被廣泛應(yīng)用。三維激光掃描技術(shù)能夠?qū)臻g進(jìn)行自動(dòng)立體掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間的三維建模。三維激光掃描技術(shù)因其精度高、速度快等優(yōu)勢(shì)大大降低了工作難度，對(duì)三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的運(yùn)用進(jìn)行探討，為地籍測(cè)繪工作提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù)；地籍測(cè)繪；建模

DOI：10.19354/j.cnki.42-1616/f.2016.17.145

早在2000多年前，在我國(guó)就有地籍測(cè)繪技術(shù)，但由于受當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力的限制，常規(guī)的地籍測(cè)繪方法存在周期長(zhǎng)、工作強(qiáng)度大等缺陷。隨著科技的發(fā)展，三維激光技術(shù)的誕生和發(fā)展為地籍測(cè)繪工作帶來(lái)了新的曙光。三維激光掃描技術(shù)作為一種新興技術(shù)具有采樣速度快、定位精確、兼容性好等特點(diǎn)。三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)成為地籍測(cè)繪的主要技術(shù)。

一、什么是三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)屬于GPS技術(shù)中的一種，是一種能夠全自動(dòng)、高精度的立體建模技術(shù)。該系統(tǒng)由五部分組成，分別是激光發(fā)射器、激光自適應(yīng)聚焦控制單位、計(jì)算機(jī)、接收器及光路調(diào)節(jié)裝置等。它的工作原理十分簡(jiǎn)單，首先獲取測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)，然后提取地表信息并對(duì)其進(jìn)行三維場(chǎng)景搭建。三維激光掃描技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于采樣速度快、并不需要接觸測(cè)量對(duì)象，對(duì)環(huán)境條件的要求比較低。因此，三維激光掃描技術(shù)經(jīng)常被應(yīng)用于文化遺產(chǎn)、結(jié)構(gòu)測(cè)量、建筑估計(jì)測(cè)量等多種領(lǐng)域。三維激光掃描技術(shù)被應(yīng)用于地籍測(cè)繪中大大減少了測(cè)繪流程，節(jié)省了時(shí)間和成本，同時(shí)也提高了地籍測(cè)繪的效率。

二、地籍要素調(diào)查

宗地作為地籍要素調(diào)查的基本單位，其主要內(nèi)容是對(duì)地界及其所有權(quán)進(jìn)行調(diào)查，并繪制出宗地草圖，并填寫(xiě)地籍調(diào)查表，簽訂相關(guān)合同等。接下來(lái)對(duì)地籍要素調(diào)查的主要內(nèi)容進(jìn)行介紹。首先，在地籍要素調(diào)查前要做一些必備的準(zhǔn)備工作，包括對(duì)地籍區(qū)及地籍子區(qū)進(jìn)行劃分，收集、并整理土地權(quán)屬的相關(guān)資料，對(duì)宗地代碼進(jìn)行預(yù)編制等。其次要調(diào)查清楚地籍的權(quán)屬界址。調(diào)查土地權(quán)屬狀況主要包括土地權(quán)利人是誰(shuí)、土地的來(lái)源等進(jìn)行調(diào)查。然后繪制宗地草圖，該圖應(yīng)包括界址線、宗地位置、而且要對(duì)相鄰宗地之間進(jìn)行必要的文字描述。填寫(xiě)地籍調(diào)查表是最后一步，要嚴(yán)格按照要求和格式來(lái)填寫(xiě)。

三、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

地籍信息管理系統(tǒng)是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)建的一種管理地理信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能是將地籍信息、圖件等存儲(chǔ)于系統(tǒng)中，并能夠在系統(tǒng)中檢索、分析日常地理管理數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的好處是對(duì)地籍信息的管理更加方便、快捷。在以往的地籍測(cè)繪管理工作中，我國(guó)由于技術(shù)相對(duì)滯后，在對(duì)地籍的管理時(shí)，通常采用比較落后的技術(shù)手段，這就導(dǎo)致出現(xiàn)了地籍測(cè)繪耗時(shí)時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)量到的數(shù)據(jù)并不十分準(zhǔn)確，人工工作量比較大的情況，嚴(yán)重阻礙了地籍測(cè)繪工作的開(kāi)展。地籍測(cè)繪作為土地管理工作的重中之重，只有將地籍測(cè)繪技術(shù)與高科技結(jié)合起來(lái)，才能使地籍測(cè)繪工作高效、全面的開(kāi)展起來(lái)，提高地籍測(cè)繪的工作效率，建立數(shù)據(jù)全面的地籍測(cè)繪信息系統(tǒng)。

四、地籍測(cè)繪中三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

地籍測(cè)繪是國(guó)家為了征收土地稅而對(duì)土地進(jìn)行丈量記錄，然而隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，地籍的含義也變得越來(lái)越廣泛，延伸出許多其他的含義，例如對(duì)土地的產(chǎn)權(quán)保護(hù)和對(duì)土地日常的管理、規(guī)劃等方面的工作等。改革開(kāi)放以后，國(guó)家對(duì)土地越來(lái)越重視，出臺(tái)了許多關(guān)于地籍的政策。在對(duì)地籍的管理中，需要記錄測(cè)繪工作中所測(cè)量的數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)精度的高低直接影響后期地籍的測(cè)量結(jié)果。與傳統(tǒng)測(cè)量方式相比，3D激光掃描儀具有明顯的優(yōu)勢(shì)，它可以通過(guò)快速激光測(cè)距儀迅速得出掃描點(diǎn)的三維坐標(biāo)，可以全方位的對(duì)地籍進(jìn)行測(cè)繪，獲取海量數(shù)據(jù)。

對(duì)于地勢(shì)高低不平或者林木叢生的地域，傳統(tǒng)的測(cè)繪方法很難精確測(cè)出其三維坐標(biāo)。但對(duì)于三維激光掃描儀而言這并不是個(gè)問(wèn)題。本文將著重介紹三維激光掃描儀獲取地理坐標(biāo)和圖像信息的過(guò)程。

首先介紹三維掃描儀在進(jìn)行地籍測(cè)繪之前的準(zhǔn)備工作。由于三維激光掃描儀在測(cè)量地理位置時(shí)并不需要直接接觸測(cè)量對(duì)象，自身較小，且受地理環(huán)境因素的影響也比較小，因此在前期的準(zhǔn)備工作中，只需要勘查目標(biāo)區(qū)域，并在實(shí)際操作時(shí)選擇合適的地理位置即可，那么，準(zhǔn)備工作就做完了。接下來(lái)是對(duì)測(cè)區(qū)站點(diǎn)的設(shè)置。與常規(guī)全站儀類似，三維激光掃描儀在站點(diǎn)設(shè)置十分靈活，既可以選擇地勢(shì)較高的地方，也可以選擇視覺(jué)效果較好的地方。三維激光掃描儀主要采用獨(dú)立坐標(biāo)系的方式進(jìn)行站點(diǎn)的設(shè)置，為了實(shí)現(xiàn)站與站之間數(shù)據(jù)的有效連接，當(dāng)選好控制點(diǎn)后，還要在測(cè)量路線上設(shè)置一些覘標(biāo)。設(shè)點(diǎn)設(shè)置完成后，就可以利用三維激光掃描儀進(jìn)行掃描操作，通常對(duì)一個(gè)站點(diǎn)的掃描需要4到6分鐘。操作者可以實(shí)時(shí)的在顯示屏上查看測(cè)量的數(shù)據(jù)，如果測(cè)量出的數(shù)據(jù)并不理想，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)精度的方式進(jìn)行改進(jìn)，并重新掃描一次。在利用三維激光掃描儀時(shí)可以直接設(shè)置GPS測(cè)量?jī)x器，以便能夠直接獲取測(cè)區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)掃時(shí)，通常把建筑物作為主要的掃描對(duì)象，但如果測(cè)量對(duì)象是街巷時(shí)，則需要在房屋密集區(qū)域設(shè)置一些站作為輔助，這時(shí)因?yàn)樵谶@樣的環(huán)境中，GPS信號(hào)不穩(wěn)定。為了能夠得到精度高的地理區(qū)域數(shù)據(jù)，既要尋求合理的作業(yè)方式，又要在后期測(cè)量中合理運(yùn)用免棱鏡全站儀。在距離測(cè)量控制點(diǎn)之間距離不遠(yuǎn)的情況下，對(duì)定位坐標(biāo)均勻測(cè)量，以便坐標(biāo)系統(tǒng)在后期數(shù)據(jù)處理中能很快的將不同數(shù)據(jù)拼接起來(lái)。對(duì)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程是三維掃描儀技術(shù)在地籍測(cè)繪中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在數(shù)據(jù)拼接時(shí)，將某一站點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為參照點(diǎn)，然后加載相鄰站點(diǎn)及其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，三維激光掃描系統(tǒng)能夠完成初步的數(shù)據(jù)拼接工作，能夠查看最終拼接的整個(gè)效果和誤差的大小。由于拼接后數(shù)據(jù)量非常龐大，受技術(shù)限制，計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度有限，因此若想提高測(cè)量區(qū)域的精度，就對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊處理。

下面將為大家介紹一種快速、高效的測(cè)繪技術(shù)，即SSW車載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)在地籍測(cè)繪中發(fā)揮了巨大的作用。在實(shí)際的地籍測(cè)繪工作中，可以將SSW車載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)與三維激光掃描儀結(jié)合起來(lái)使用，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，大幅度提高地籍測(cè)繪的工作效率。為了能夠方便、快捷的獲取坐標(biāo)數(shù)據(jù)，人們開(kāi)始將信息收集裝置添加進(jìn)車載移動(dòng)設(shè)備中，這種設(shè)備的掃描效果非常不錯(cuò)，受到業(yè)界的一致好評(píng)。通常的車載系統(tǒng)的前身是越野車，在此基礎(chǔ)之上安裝數(shù)碼攝像系統(tǒng)和激光掃描裝置，就形成了新的掃描系統(tǒng)，即車載一定測(cè)量系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，利用GPS來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)部件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，通過(guò)移動(dòng)掃描或定點(diǎn)掃描的方法來(lái)采集數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包含地理區(qū)域的地理坐標(biāo)和紋理信息等。

五、三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展前景

三維激光掃描技術(shù)作為GPS技術(shù)的一種新型技術(shù)，可以全方位、自動(dòng)化的獲取空間的三維坐標(biāo)。與傳統(tǒng)的地籍測(cè)繪技術(shù)相比，三維激光掃描技術(shù)有其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一、三維激光掃描技術(shù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣時(shí)速度快且精度高；其二，三維激光掃描技術(shù)是一種無(wú)需接觸被測(cè)物體的地籍測(cè)繪技術(shù)，因此對(duì)地理環(huán)境的要求不高；在地籍測(cè)繪技術(shù)中應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)，其獲取的數(shù)據(jù)能夠真實(shí)的反映地理信息。到目前為止，三維激光掃描技術(shù)是地籍測(cè)繪中運(yùn)用最為廣泛的技術(shù)，也是測(cè)量方法最為精確、技術(shù)最為全面的。

總結(jié)：綜上所述，三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪的應(yīng)用中將越來(lái)越廣泛。三維激光掃描技術(shù)的主要特點(diǎn)是采用速度快、精度高，對(duì)環(huán)境的要求低，操作流程更加便捷。隨之三維激光掃描技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用前景將會(huì)變得越來(lái)越廣闊。因此，加強(qiáng)對(duì)三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的研究是十分必要的，希望本文能夠?qū)Φ丶疁y(cè)繪工作有用。

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