地籍測(cè)繪中三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

柏國磊

廣東省國土資源測(cè)繪院 廣東 廣州 510599

1 三維激光掃描應(yīng)用原理

三維激光掃描系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要是為了獲得被測(cè)目標(biāo)的坐標(biāo)信息，其實(shí)際應(yīng)用原理包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容[1]：第一，測(cè)距方法。根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域可以選擇相應(yīng)的測(cè)距方式。第二，測(cè)角方法。可以使用角位移測(cè)量法和線位移測(cè)量法，來記錄線位移量。第三，獲取數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用過程中使用伺服驅(qū)動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)，可以對(duì)多面掃描能量進(jìn)行控制，從而確定好激光射出的方向，這樣就能夠利用激光束對(duì)總橫軸的方向進(jìn)行快速掃描，從而獲得所有掃描點(diǎn)的距離以及方向角，最終確定測(cè)站與掃描點(diǎn)之間的空間坐標(biāo)。第四，定向。通過計(jì)算定向識(shí)別標(biāo)志的坐標(biāo)點(diǎn)，來換算兩個(gè)坐標(biāo)系之間的參數(shù)，這樣就能夠進(jìn)行三維激光掃描的定向。

2 地籍測(cè)繪概述

2.1 要素測(cè)量

地籍測(cè)量過程中需要重點(diǎn)考慮的基本要素就是宗地，主要就是針對(duì)界址測(cè)量、地籍圖測(cè)繪、面積測(cè)算等進(jìn)行調(diào)查研究，通過研究以后繪制宗地草圖，并且填寫相關(guān)的調(diào)查表，簽訂合同。在進(jìn)行這一工作之前，也應(yīng)該進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，舉例來說，對(duì)地籍區(qū)域進(jìn)行合理的劃分，確保每一個(gè)區(qū)域的相關(guān)信息都能夠全部收集，對(duì)土地的詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查，包含土地的來源以及所有權(quán)，完成調(diào)查工作以后，結(jié)合相關(guān)的規(guī)定來填寫地籍調(diào)查表。

2.2 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

通過計(jì)算機(jī)技術(shù)可以建立詳細(xì)的地理信息調(diào)查系統(tǒng)，主要是由于計(jì)算機(jī)技術(shù)具備強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以將圖例、數(shù)據(jù)以及管理等工作進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)。通過對(duì)這些信息進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，能夠有效提高數(shù)據(jù)獲取的便捷度，一旦數(shù)據(jù)被應(yīng)用時(shí)，就能夠充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。在我國傳統(tǒng)地籍測(cè)繪過程中，由于信息技術(shù)不夠先進(jìn)，在整理數(shù)據(jù)的時(shí)候往往需要消耗較長的時(shí)間，而且工作量非常大，甚至還有一些數(shù)據(jù)很難及時(shí)得到分析和整理。而地籍測(cè)繪工作是土地資源管理中的重要組成部分，要想從根本上提高測(cè)繪工作效率，保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，就必須與現(xiàn)今的技術(shù)手段進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，充分利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算和分析能力，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息得到有效的利用。

3 地籍測(cè)繪中三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

3.1 車載激光掃描系統(tǒng)

人們?cè)谑占畔⒌臅r(shí)候，通過準(zhǔn)確添加車載移動(dòng)設(shè)備，就能夠有效提高相關(guān)設(shè)備的掃描作用，進(jìn)一步提高測(cè)繪工作的時(shí)效性。實(shí)際應(yīng)用過程中，越野車是普通車載系統(tǒng)的前身，可以將數(shù)碼攝像系統(tǒng)和激光掃描裝置全部安裝在越野車上，這樣就能夠創(chuàng)造出新的掃描系統(tǒng)，其測(cè)量效果更好，而且整個(gè)系統(tǒng)也更加完善。由于不同地區(qū)其高度也會(huì)有一定的區(qū)別，因此在測(cè)量過程中也需要對(duì)掃描系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，確保能夠與實(shí)際狀況保持一致，通過使用升降裝置來合理調(diào)整掃描設(shè)備的高度，就能夠保證地籍測(cè)量工作的準(zhǔn)確度，還可以將一些檢查點(diǎn)放置在掃描點(diǎn)的周圍，利用車載定位系統(tǒng)來確定地理坐標(biāo)，保證坐標(biāo)的精準(zhǔn)度，這樣也能夠有效提高地籍測(cè)繪的效率。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于車輛的體積相對(duì)較大，很有可能會(huì)影響到信息收集的效果形成盲區(qū)，面對(duì)這一問題就需要科學(xué)設(shè)置測(cè)量的距離，在收集信息時(shí)，也可以使用同步數(shù)碼照片的方式對(duì)其透明度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣就能夠建立約束立體模型，還需要相關(guān)工作人員來獲得相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)于一些較大的區(qū)域可以使用自動(dòng)化的處理系統(tǒng)，如果在處理過程中發(fā)現(xiàn)有誤差，相關(guān)工作人員則需要進(jìn)行反復(fù)的掃描確認(rèn)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，保證地籍測(cè)繪工作的準(zhǔn)確度。

3.2 3D激光掃描儀

第一，進(jìn)行前期準(zhǔn)備。進(jìn)行地籍測(cè)繪工作之前，需要對(duì)被測(cè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，使用3D激光掃描儀主動(dòng)性和非接觸性的掃描原理，來選擇實(shí)際作業(yè)的位置。第二，設(shè)置站點(diǎn)。一般來說，站點(diǎn)設(shè)置過程中通常會(huì)選擇視野較好的、視野開闊的控制點(diǎn)，確保每一個(gè)站點(diǎn)上作業(yè)過程中都能夠設(shè)置站標(biāo)，再結(jié)合各個(gè)站點(diǎn)的坐標(biāo)，最終在測(cè)量過程中將各個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。第三，轉(zhuǎn)掃測(cè)量。使用3D激光掃描儀也可以對(duì)被測(cè)區(qū)域進(jìn)行轉(zhuǎn)掃測(cè)量，能夠更加迅速的實(shí)現(xiàn)一站式的測(cè)量掃描作業(yè)，通過實(shí)時(shí)收集和查看云數(shù)據(jù)，并且對(duì)于云數(shù)據(jù)不清晰的環(huán)節(jié)，使用局部掃描的方式來調(diào)整經(jīng)絡(luò)，這樣就能夠最大限度地獲得坐標(biāo)系統(tǒng)下的坐標(biāo)點(diǎn)。在后續(xù)的測(cè)量過程中，還可以使用3D激光掃描儀和免棱鏡全站儀進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對(duì)站標(biāo)的靶心進(jìn)行點(diǎn)位坐標(biāo)的測(cè)量工作，為后續(xù)數(shù)據(jù)的拼接提供有效的支持。第四，數(shù)據(jù)處理。在處理過程中可以使用Z+FLaserControl軟件，對(duì)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理，可以自動(dòng)化的識(shí)別不同站標(biāo)的十字靶心，再結(jié)合兩個(gè)站之間的重疊區(qū)域的共同點(diǎn)，能夠有效減少數(shù)據(jù)拼接過程中出現(xiàn)的偏差。另外，軟件也能夠自動(dòng)化的對(duì)云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖面切裁，來提取被測(cè)區(qū)域的特點(diǎn)，根據(jù)以下流程對(duì)云數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理[2]。在處理過程中，由于拼接后數(shù)據(jù)量相對(duì)較大，可以進(jìn)行分塊處理，然后利用導(dǎo)出切片和剖面成形的方式，自動(dòng)化的處理被測(cè)區(qū)域的地物特點(diǎn)，來呈現(xiàn)出的平面圖形。

3.3 獲取海量數(shù)據(jù)

地籍測(cè)繪過程中，三維激光掃描技術(shù)是一種全新的技術(shù)手段，能夠更加迅速全面的獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，利用自身信息處理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，能夠保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確度。與普通的掃描儀相比，三維激光掃描儀其優(yōu)點(diǎn)非常的明顯，不僅能夠有效提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，還能夠更快速的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，而且對(duì)于掃描環(huán)境的要求也相對(duì)較低。在地籍測(cè)繪過程中使用三維激光掃描技術(shù)，能夠更加迅速更加全面的獲得被測(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，將實(shí)際的地理方位以及其他的數(shù)據(jù)信息全部真實(shí)反映出來。就目前的實(shí)際狀況來看，在地籍測(cè)繪過程中，三維激光掃描技術(shù)是一種準(zhǔn)確性最高的技術(shù)手段，而且具備龐大的信息系統(tǒng)。

3.4 數(shù)據(jù)處理

地籍測(cè)繪過程中，使用三維激光掃描技術(shù)還能夠自動(dòng)化的識(shí)別十字靶心，能夠防止由于其他因素產(chǎn)生的干擾，利用三維激光掃描技術(shù)的自動(dòng)化識(shí)別功能，可以以站點(diǎn)為中心進(jìn)行評(píng)價(jià)操作，還可以將相鄰的站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集和整理，以此來完善其他的站點(diǎn)信息，這樣就能夠?qū)φ麄€(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的加載，最后針對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，完成整個(gè)區(qū)域內(nèi)的整體拼接[3]。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布，這樣就能夠更加便捷的提取被測(cè)區(qū)域的地物特點(diǎn)，使用剖面導(dǎo)出切片，在利用特征線進(jìn)行輔助，最終得到地物平面圖。

4 結(jié)束語

在本文中結(jié)合地籍測(cè)量工作的實(shí)際要求，有針對(duì)性的分析了三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪工作中的具體應(yīng)用。三維激光掃描技術(shù)是一種全新的技術(shù)手段，在地籍測(cè)繪過程中發(fā)揮著非常重要的作用，不僅能夠有效提高測(cè)繪工作效率，還能夠保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，更加全面的獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。由于其精準(zhǔn)度較高，測(cè)量速度快，而且操作非常的簡便，也不會(huì)受到外界相關(guān)因素的影響，所以三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國測(cè)繪領(lǐng)域，為了能夠促進(jìn)三維激光掃描技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，我國也應(yīng)該進(jìn)一步加大三維激光掃描技術(shù)的研究力度，充分發(fā)揮這一技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，全面提高地籍測(cè)繪水平。