地下車位測量方法的比較與探討

汪嵩,李超,葉斌(寧波市測繪設計研究院,浙江寧波 315042)

地下車位測量方法的比較與探討

汪嵩?,李超,葉斌
(寧波市測繪設計研究院,浙江寧波 315042)

摘 要:針對地下車位確權問題,分別采用常規測量方法和基于三維激光掃描儀的測量技術獲取界址點坐標,重點闡述了三維激光掃描儀的工作原理和數據處理方法。通過分析比較,基于三維激光掃描儀的地下車位測量技術確權精度高于常規測量方法,具有較好的推廣價值。

關鍵詞:地下車位;產權登記;三維激光掃描

1 引 言

近年來,隨著城市建設和人口的快速增長,城市可利用地面空間遠遠不能滿足城市社會經濟發展的需求,地下空間建設已成為各城市建設發展的新亮點。目前常見的地下空間建設主要是結合地面建筑一并開發建設的地下附屬工程,如:商品房開發住宅小區、辦公樓等地下結建工程,地下開發利用作為地上權利的配套部分,如地下停車場,物業用房等。

地下車位是一種特殊的產權形式,地下車位產權的重要性隨著房價的增高不斷增大,而目前普遍操作是僅考慮車位個數、初步面積和相對位置,缺乏嚴格意義上的界線坐標,特別是隨著國民維權意識的日益增長,對地下車位精確定權的要求也越來越高。根據寧波杭州灣新區房管中心在常規產權登記的要求,提出對汽車庫分類為車位和車庫兩類屬性統計,考慮到車位界線大多數以地面漆線為主,不利于長期保存和后期物業管理,要求運用測繪技術,對每個車位角點進行界址點測量,獲得車位角點絕對坐標,并形成測繪成果后隨房產實測繪報告一并提交產權備案,作為日后處理產權糾紛、確定產權權屬的法律依據。

2 基于常規測量技術的地下停車位測量

對于地下停車位界址點,我們僅對車位的平面位置有要求,而對高程無特殊要求,因此只進行平面控制測量即可。通常平面控制測量所采用方法為可選用衛星定位測量(如CORS技術測量)、導線測量、三角測量等方法[3]。

由于地下停車位所處位置特殊,均在建筑物地下室內,而在地下室出入口均布設城市一級控制點,因此本文采用附和導線測量方法對所需測量范圍進行平面控制測量。

根據現場劃分好的停車位界線,將連接在一起的多個停車位(或獨立的單個停車位)為一個單元,測量最外圍停車位四個角點坐標作為該區塊車位界址點,坐標測至車位線中心處。界址點坐標測量利用布設的圖根控制點,采用全站儀解析法實測界址點坐標,根據所測成果繪制停車位界址點分布示意圖,如圖1所示。

圖1　停車位界址點分布示意圖

3 基于三維激光掃描技術的地下停車位測量

3．1三維激光掃描技術原理

地面三維激光掃描是非接觸主動測量技術[2],通過激光測距儀及掃描儀內部水平角、垂直角度盤分別記錄激光測量斜距和激光光束的水平角、垂直角,從而解算目標相對于儀器中心的三維坐標。

其中:L為斜距,θ為垂直角,φ為水平角。

三維激光掃描測量的坐標原點S在儀器中心,Y軸在儀器固定方向上,為激光掃描方向,z軸豎直向上,X軸由右手直角坐標系確定。通過式(1)可將掃描儀獲得的距離及角度數據轉換為三維空間直角坐標數據,從而獲得在同一空間參考系表達目標空間分布和目標表面光譜特性的點云。

RIGEL VZ-400三維激光掃描技術指標 表1

圖2　RIGEL VZ-400激光掃描儀

3．2基于三維激光掃描技術對地下車位掃描

地下汽車位測量是房產測繪單位的主要作業內容之一,三維激光掃描技術可提供完善的數據采集、處理及“辦公室”測繪手段,檢驗工作可直接基于激光點云完成,為提高地下汽車位測量效率提供了嶄新的作業方式。

三維激光掃描儀一次掃描的數據有限,為了獲得所有汽車位的點云數據,必須分多次在不同的測站進行數據掃描。開啟掃描儀新建工程及測站,設置掃描儀分辨率、水平及垂直方向的角度范圍,其中VZ-400掃描儀對測量車行進方向的右側扇形區域進行推掃,單站測量的有效汽車位數為18個,待單站點云數據采集完畢后,新建掃描站并將車載系統移動至下一掃描站,直至完成整個地下汽車位掃描。如圖3所示:

圖3　三維激光掃描儀獲取的車位點云數據

三維激光掃描儀點云數據不可避免會存在一定的噪聲點,一般采用手工選擇并刪除的方法;對于實物表面、肉眼難以分辨的噪聲點,則通過激光點云數據處理軟件來剔除。

地下汽車位線的繪制在基于MicroStation開發的TerraSolid軟件中完成。將點云導入、分類并按強度設置點云的顯示模式,通過設置合理的反射強度分布范圍來增強點云中汽車位線與周圍地物的反差,利用MicroStation的繪線工具直接在點云中人工勾繪汽車位邊線。

3．3掃描結果穩定性測評

隨機選擇10個地下汽車位樣本,對于任意一個樣本汽車位均選取兩個不同的站點采用用三維激光掃描儀進行掃描,獲得的點云數據經過上述方法處理后,人工從處理后的點云中采集地下汽車位尺寸,每站掃描獲取的地下汽車位尺寸均量測2次,比較4次量測結果的差值,以此來驗證三維激光掃描方法的穩定性。試驗結果如表2所示:

三維激光掃描技術數據采集穩定性測試記錄表 表2

從表2可以看出,所有樣本數據在不同的測站所測4次成果中,邊長較差均小于3 mm,三維激光掃描技術測量數據的穩定性符合地下汽車位作業要求。

4 常規測量方法與基于三維激光掃描技術測量方法比較分析

4．1界址點坐標比較

任意選取采用常規方法可以獲取界址點坐標10 個,與采用基于三維激光掃描技術測量方法所獲取界址點坐標進行對比,比較坐標差值如表3所示:

坐標差值表 表3

從采用兩種方法所任意選取的10個界址點坐標差值表中,可以看出采用基于三維激光掃描技術測量方法所獲取界址點坐標與常規測量方法所得到的界址點坐標差值絕大部分在1 cm以內,只有編號4差值在1．1 cm,對該點采用常規方法檢核測量,發現該點坐標與上次測量出現偏差,而與基于三維激光掃描技術測量方法所獲取的坐標較為接近。

4．2停車位尺寸比較

界址點坐標的不同直接導致停車位尺寸的差異,為了探討這兩種方法對車位尺寸的影響以及所得界址點的精準度,引入手持測距儀測距方法,認為該方法所得尺寸近似為真值,任意量取10組兩界址點間停車位的長度或者寬度,分別與常規測量方法和基于三維激光掃描技術測量方法所得車位的長度或者寬度進行比較。

車位尺寸計算差值表 表4

說明:差值1表示手持測距儀測距與常規方法的差值,差值2表示手持測距儀測距與激光掃描方法的差值。

由表4可以看出常規方法與手持測距儀測距的差值變化范圍較大,最大為-0．043 m,根據房產測量規范[9]可知一類界址點測量限差為±0．04 m,超出誤差范圍,而基于三維激光掃描技術測量方法與手持測距儀測距的差值變化范圍相對集中(差值在±0．002 m)。

4．3結果分析

通過上述兩組實驗數據對比以及工作中所遇到的情況,對數據結果進行分析:①常規方法測量的界址點坐標與基于三維激光掃描技術測量方法測量的界址點坐標存在一定差異,且經過實驗檢核,后者所得坐標更為準確,整體穩定性較好;②基于三維激光掃描技術測量方法外業采集點云數據均為儀器操作,不涉及人為參與影響測量精度,大大減小偶然誤差的存在;③采用常規方法測量,在不同的測站假設儀器對相同的點測量,所得結果也會存在偏差,基于三維激光掃描技術測量方法避免常規測量方法可以消除不同架站對同一界址點測量產生的測量誤差影響;④由表4可以知道基于三維激光掃描技術測量方法所得車位尺寸與鋼尺測距差值較小,并且分布也較為集中,可減少外業檢核工作量。

5 總 結

基于三維激光掃描技術測量方法可以獲得可靠的界址點坐標,通過上述與常規測量方法采集界址點坐標進行比較,其精度可達到停車位界址點測量要求,便于地下停車位的精確定權(面積、尺寸、坐標);并且縮短外業工作時間,提高了工作效率,該技術在地下停車位界址點測量中應用的具有一定的可行性和可靠性。

參考文獻

[1] 毛方儒,王磊．三維激光掃描測量技術[J]．宇航計測技術,2005,25(2):1～6．

[2] Mills,J．and Barber,D．,2003．An Addendum to the Metric Survey Specifications for English Heritage-the collection and archiving of point cloud data obtained by terrestrial laser scanning or other methods．Version 11/12/2003．

[3] 劉海飛,楊敏華,車建仁．地下空間中測繪技術的探討[J]．地理空間信息,2013,12:16～18,21．

[4] 李德仁．移動測量技術及其應用[J]．地理空間信息, 2006,4(4):1～5．

[5] 馬立廣．地面三維激光掃描測量技術研究[D]．武漢:武漢大學,2005．

[6] 楊留方,沈名威,宗慶．機載LiDAR技術及航測遙感影像在機場凈空保護區障礙物調查中的應用[J]．城市勘測, 2012(4):80～82．

[7] 郭嵐,陳迅,楊永崇．地下建筑物三維測繪技術初探[J]．測繪通報,2014(2),87～89,92．

[8] 陳允芳,葉澤田．IMU/ DGPS輔助車載CCD及激光掃描儀三維數據采集與建模[J]．測繪科學,2006,31(5):91～92．

[9] GB/ T17986．1-2000．房產測量規范[S]．

Comparison and Discussion of Measurement Method About the Underground Parking Spaces

Wang Song,Li Chao,Ye Bin
(Ningbo Institute of Surveying & Mapping,Ningbo 315042,China)

Abstract:For the question of determine the underground parking spaces ownership,obtain the coordinates of the boundary points using conventional measurement method and techniques based on 3D laser measurement system,expounded the basic principle and the method of data processing,analysis and comparison,the accuracy of property rights registration about the techniques based on 3D laser measurement system is better than the conventional measurement method, with good promotional value．

Key words:parking spaces of underground;property rights registration;mobile 3D laser

文章編號:1672-8262(2015)06-109-04中圖分類號:P258,P234

文獻標識碼:B

收稿日期:?2015—06—12

作者簡介:汪嵩(1982—),男,工程師,碩士,主要從事城市測量、三維激光掃描技術應用、生產及管理工作。