三維激光掃描技術(shù)在房產(chǎn)測繪中的應(yīng)用

中圖分類號：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-6903（2025）08-0098-03

0 引言

房產(chǎn)測繪是通過相應(yīng)的測繪技術(shù)，結(jié)合房地產(chǎn)管理要求，對房屋與用地的相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集，并通過影像、文字、數(shù)字的方式呈現(xiàn)出來，便于工作人員使用。不動產(chǎn)測繪中房產(chǎn)測繪是十分重要的一部分，通過房產(chǎn)測繪數(shù)據(jù)能夠使房產(chǎn)管理工作更加有據(jù)可循，不動產(chǎn)部門一經(jīng)采用，房產(chǎn)測繪數(shù)據(jù)則具備法律效力，與財政稅收等工作緊密相連。因此，應(yīng)選擇更加先進的三維激光掃描技術(shù)使房產(chǎn)測繪工作更加準(zhǔn)確、便捷。

1三維激光掃描技術(shù)概念

目前，掃描技術(shù)中三維激光掃描技術(shù)較為先進，通過這種掃描技術(shù)可以在不接觸被掃描物的情況下完成測量工作。三維激光掃描技術(shù)將支架功能、測控技術(shù)以及掃描技術(shù)結(jié)合在一起，使數(shù)據(jù)測量工作更加準(zhǔn)確的同時，工作效率得到提升。掃描收集的數(shù)據(jù)通過傳輸與處理后，能夠為房產(chǎn)建立三維立體模型，為測繪工作提供便利。

三維激光掃描技術(shù)包含相位式、脈沖式、結(jié)構(gòu)光掃描以及三角測量法。脈沖式簡稱TOF，需要測量較長距離時可以通過計算激光脈沖往返時間的方式進行測量，在房產(chǎn)測繪與建筑掃描中較為適用。相位式適用于范圍短并且精度要求高的測繪工作，通過比較發(fā)射激光與接收激光的相位差進行計算，多用于工業(yè)檢測。三角測量法利用了幾何原理，適用于小型物體的掃描。結(jié)構(gòu)光掃描能夠使用攝像頭對透射光圖案的變形情況進行捕捉，從而對三維信息進行確定。三維激光掃描技術(shù)不同于傳統(tǒng)單體測量，能夠?qū)γ芗臄?shù)據(jù)點進行獲取，通過以面代點的方式提升測量精度與效率。三維激光掃描技術(shù)使用過程中，人為因素對最終測繪結(jié)果有較大影響，為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，工作人員應(yīng)對采樣間隔進行制定，在建筑物與圖紙比例小于 100：1 的情況下，采樣間隔通常為 8mm 。為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要重復(fù)掃描2～3次，避免掃描激光出現(xiàn)傾斜，確保激光與被測量物保持垂直。激光掃描設(shè)備與被測物體應(yīng)保持 50m 距離，并適當(dāng)提升測量點的密度。

2三維激光掃描技術(shù)的優(yōu)勢

2.1測量方便

傳統(tǒng)房產(chǎn)測繪工作使用二維測量技術(shù)，這種方法無法將建筑物的色彩、風(fēng)格呈現(xiàn)出來，已經(jīng)不滿足時代需求。房產(chǎn)測量時，通過儀器對建筑物的關(guān)鍵點進行測量，所獲得的數(shù)據(jù)較少，暴露出了測量效率低的問題。測量人員繪制的草圖與內(nèi)業(yè)編輯的成圖存在誤差，若想對圖紙進行確定，需要反復(fù)核對，出圖時間也無法得到保證。

三維激光掃描技術(shù)在不接觸被測量物的情況下能夠準(zhǔn)確、快速的獲取測量數(shù)據(jù)，對于建筑物表面較為復(fù)雜的情況較為適用，測量點有著較高的精度與密度，建筑物的具體細(xì)節(jié)能夠得到更好的體現(xiàn)，將建筑物的表面、斷面、截面更好的展示出來，是一種更加方便、快捷的測量手段。

2.2無需手繪圖紙

房產(chǎn)測繪過程中，在對建筑物立面進行測量時，三維激光掃描技術(shù)不需要手繪圖紙，就能夠準(zhǔn)確、快速的獲取全部數(shù)據(jù)。內(nèi)業(yè)工作人員能夠通過測量人員給出的數(shù)據(jù)進行最終的圖紙繪制，由于不需要手繪圖紙，節(jié)約了大量的測繪時間。三維激光掃描技術(shù)能夠直接生成三維立體圖形，將建筑物的多種數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)出來。

2.3 改善投影變形

房產(chǎn)測繪過程中，使用傳統(tǒng)的投影技術(shù)與實際測量的坐標(biāo)系統(tǒng)不匹配，在無透視情況下，投影極易出現(xiàn)變形，需要對投影參數(shù)進行調(diào)整，或采取相應(yīng)的抵償措施，較為復(fù)雜。三維激光掃描技術(shù)能夠通過投影透射的方法，對建筑物立面的各類數(shù)據(jù)進行獲取，不但精確度較高，點位影像也較為清晰，有效解決了傳統(tǒng)投影的變形問題。

2.4不受天氣因素影響

科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的同時，三維激光掃描技術(shù)所使用的設(shè)備也在不斷優(yōu)化與更新，多數(shù)設(shè)備不但能夠達(dá)到防水效果，并且能夠遠(yuǎn)程操作。即使在天氣較為惡劣的情況下，仍然能夠通過遠(yuǎn)程操作開展測量工作與工程竣工驗收工作，大大提升了工作效率，同時也為測量人員提供了更好的作業(yè)環(huán)境。

3三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用流程

三維激光掃描技術(shù)有著實時、高效、準(zhǔn)確等優(yōu)點，能夠在短時間內(nèi)獲得大量的三維數(shù)據(jù)信息。以德國生產(chǎn)的3D激光掃描儀在房產(chǎn)測繪中的應(yīng)用為例，探討作業(yè)流程。使用3D激光掃描儀測繪時需要通過相互之間的拼接進行點云數(shù)據(jù)處理，并使用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，使測繪結(jié)果更加準(zhǔn)確[]。為使建筑物坐標(biāo)更加絕對，3D激光掃描儀通常具備全球定位功能。在實際測繪過程中需要進行測量準(zhǔn)備、站點設(shè)置以及后續(xù)處理等工作。

3.1前期準(zhǔn)備

3D激光掃描儀進行房產(chǎn)測繪前，必須做好準(zhǔn)備工作，以保證后續(xù)作業(yè)的順利開展。首先，應(yīng)對掃描區(qū)域進行清理，清除區(qū)域內(nèi)的雜物，對于一些無法清除的物體應(yīng)對其進行標(biāo)記，便于后期處理。并確保地面的穩(wěn)定性，將周圍正在作業(yè)的機器關(guān)閉，避免測繪工作受到振動干擾。其次，對掃描區(qū)域的環(huán)境進行控制，掃描過程中應(yīng)避免強光直射，對激光精度造成影響，并使用膠帶等方式將反光物體遮蓋。設(shè)備環(huán)境也有一定要求，溫度應(yīng)保持在零度到零上四十?dāng)z氏度，濕度不得高于百分之八十。除此之外，應(yīng)對儀器進行檢查與校準(zhǔn)，房產(chǎn)測繪工作多為戶外作業(yè)，應(yīng)保證儀器電池電量足夠并攜帶備用電源，使用前根據(jù)儀器的使用說明進行傳感器校準(zhǔn)。最后，為保證人員安全，應(yīng)設(shè)立警示牌，避免閑雜人等進入激光輻射區(qū)域，操作人員應(yīng)根據(jù)儀器要求佩戴護目鏡。

3.2 設(shè)置站點

3D激光掃描儀在進行站點的設(shè)置時，有著較強的靈活性，可選擇地勢較高的地點設(shè)置站點，但應(yīng)注意所設(shè)置的站點必須具備良好的視線，若需要測量的區(qū)域在勘察過程中已經(jīng)完成了站點的預(yù)設(shè)置，可以直接進行站點布置，并對其進行整平操作[2]。3D激光掃描儀站點使用獨立的坐標(biāo)系統(tǒng)，在行進線路上應(yīng)設(shè)置規(guī)標(biāo)，使站點之間的數(shù)據(jù)更好的拼接在一起。

3.3 正式測量

前期準(zhǔn)備工作就緒后，即可使用三維激光掃描儀開展測量工作。實際測量過程中，每一站點需用時四分鐘。當(dāng)掃描工作完成后，顯示屏能夠?qū)Ⅻc云數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來，若測量數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)，應(yīng)立即開展第二次掃描測量工作。為獲取測量物體的坐標(biāo)可開啟儀器中的外置GPS，從而獲得坐標(biāo)系統(tǒng)。實際測量過程中，建筑物會對測量工作造成一定干擾。

測量過程中應(yīng)先開啟儀器，并進行初始化設(shè)置，隨后對三維激光掃描儀進行校準(zhǔn)，并根據(jù)廣家所提供的儀器說明書開展相應(yīng)的調(diào)試工作，使測量的準(zhǔn)確性得到提升。通常三維激光掃描儀器具備多種掃描模式與不同的分辨率，應(yīng)結(jié)合測量現(xiàn)場的實際情況選擇掃描模式與分辨率，使數(shù)據(jù)質(zhì)量更佳。將掃描儀對準(zhǔn)被掃描物體后，按下掃描鍵開始掃描作業(yè)，在此過程中三維激光掃描儀應(yīng)保持水平，并且不可移動。

3.4數(shù)據(jù)處理

三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)處理工作較為復(fù)雜，需要將掃描的原始數(shù)據(jù)向三維模型進行轉(zhuǎn)換。三維激光掃描技術(shù)在進行數(shù)據(jù)處理時，對點云數(shù)據(jù)獲取后首先進行預(yù)處理與配準(zhǔn)，隨后建模。三維激光掃描技術(shù)通過相應(yīng)設(shè)備獲取了大量的點云數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中包含了被測物體的三維坐標(biāo)信息。

數(shù)據(jù)預(yù)處理是指對數(shù)據(jù)進行去噪、拼接與精簡[3]。去噪工作能夠?qū)c云數(shù)據(jù)中的一些噪聲與雜點進行去除，去噪工作完成后，將多次掃描的數(shù)據(jù)加以拼接，通過精簡能夠使大量的點云數(shù)據(jù)減少，為后續(xù)的處理工作提供便利，曲率采樣與均勻采樣法均為較為常用的精簡方法。點云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的過程中，能夠?qū)⒍喾N視角的點云數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一，使其展現(xiàn)在同一坐標(biāo)下。ICP算法是較為常用的一種配準(zhǔn)方法，與傳統(tǒng)配準(zhǔn)方法不同，ICP算法能夠進行自動迭代計算從而獲得最優(yōu)參數(shù)。實際配準(zhǔn)過程中，應(yīng)遵循先粗配、后精配的順序。點云數(shù)據(jù)建模過程中會用到曲面重建、三角網(wǎng)格化等方法，曲面重建法能夠?qū)Ⅻc云數(shù)據(jù)模擬成為較為光滑的曲面，三角網(wǎng)格化則將數(shù)據(jù)連接在一起，形成三角形網(wǎng)格，在此過程中會用到相應(yīng)的建模軟件生成最終的CAD模型[4]。三維激光掃描技術(shù)數(shù)據(jù)處理工作中，模型建立完成后應(yīng)對模型進行優(yōu)化，使模型盡可能的簡化，并對可能存在的漏洞進行修補，使模型的質(zhì)量得到保證，更好的完成數(shù)據(jù)處理工作。

4三維激光掃描技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1城市地下空間測量中的應(yīng)用

很多建筑工程將地下空間設(shè)計為停車場，需要對地下空間進行準(zhǔn)確測量。而傳統(tǒng)測量方式，容易受到環(huán)境因素影響。例如地下空間的光線較差，需要使用燈具照明，實際測量過程中容易出現(xiàn)漏測、錯測等問題。地下空間設(shè)置測點較為困難，需要從地表進行控制點的引入，從而形成控制網(wǎng)。但控制網(wǎng)布置的精密性，無法得到保證。傳統(tǒng)房產(chǎn)測繪方式需要經(jīng)過多次進場測圖，獲得的數(shù)據(jù)多為二維數(shù)據(jù)，測量效果較低。地下空間受建筑結(jié)構(gòu)影響，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性造成影響，不利于地下空間的面積測算工作。利用三維激光掃描技術(shù)進行房產(chǎn)測繪時，應(yīng)保證地下空間的出口與入口設(shè)置測量點，地面控制點三維坐標(biāo)總數(shù)應(yīng)超過三組，并根據(jù)行進路線開展掃描作業(yè)，在此過程中必須確保相鄰站點比例重合度保持一致[5]。獲取的數(shù)據(jù)能夠通過軟件拼接在一起，建立相應(yīng)的點云整體模型。三維激光掃描技術(shù)對于光照條件要求較低，即使在較為昏暗的地下空間仍然能準(zhǔn)確、快速的完成測量工作。

4.2 房產(chǎn)室內(nèi)測量的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)在房產(chǎn)室內(nèi)測量工作中，有著較好的效果。能夠在較短時間內(nèi)完成大面積的室內(nèi)掃描。例如商場室內(nèi)空間掃描，使用三維激光掃描技術(shù)僅需幾個小時即可完成全部作業(yè)，能夠一次性獲取全部三維信息，無需多次測量，數(shù)據(jù)的完整性也能得到保證。通過對原始空間的測繪，能夠?qū)Ψ慨a(chǎn)室內(nèi)結(jié)構(gòu)有更好的了解，為后續(xù)室內(nèi)設(shè)計工作提供了數(shù)據(jù)支持。在對一些老舊建筑進行改造的過程中，通過三維激光掃描技術(shù)，能夠?qū)⒔ㄖw中的管道展現(xiàn)出來，并通過三維模型了解建筑的梁柱結(jié)構(gòu)。使用三維激光掃描技術(shù)對室內(nèi)空間進行測量，對家具制作以及整體布局都有著較大幫助，可以結(jié)合內(nèi)部空間尺寸對家具進行定制，使房產(chǎn)室內(nèi)家具擺放美觀合理，對室內(nèi)空間充分利用。通過三維激光掃描技術(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的結(jié)合，使用vr設(shè)備對房產(chǎn)室內(nèi)空間進行描繪，給使用者一種身臨其境的感覺，為后續(xù)的設(shè)計、施工提供便利。

5三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展前景

三維激光掃描技術(shù)的準(zhǔn)確性與快捷性是其最關(guān)鍵的優(yōu)點，它是一種全新的數(shù)據(jù)采集方式。三維激光掃描技術(shù)勢必將應(yīng)用于更加復(fù)雜的場景中，一些危險系數(shù)較高的測量場景或需要遠(yuǎn)程測量的場景，都能夠用到三維激光掃描技術(shù)，并對房產(chǎn)數(shù)據(jù)進行處理，甚至完成大壩、橋梁的變形監(jiān)測。

目前，三維激光掃描技術(shù)的突破方向為以下6點：第一，實現(xiàn)硬件性能的升級，將硬件向著更加低成本、小型化的方向前進。第二，實現(xiàn)多光譜融合掃描，將可見光、紅外以及高光譜等波段進行融合，使數(shù)據(jù)采集更加精細(xì)化。第三，實現(xiàn)超高速動態(tài)掃描，通過光子計數(shù)等技術(shù)，進行毫秒級的掃描。第四，進行算法與軟件的更新，通過AI驅(qū)動實現(xiàn)自動化處理，對點云進行去噪以及語義分割。第五，實現(xiàn)實時三維重建，將5G技術(shù)與邊緣計算相結(jié)合，實現(xiàn)三維激光掃描技術(shù)的掃描、數(shù)據(jù)處理以及反饋閉環(huán)等環(huán)節(jié)。第六，實現(xiàn)輕量化數(shù)據(jù)壓縮，將點云壓縮算法進行優(yōu)化，使數(shù)據(jù)的存儲與傳輸成本降低。隨著三維激光掃描技術(shù)的優(yōu)化，房產(chǎn)測繪工作將更加高效、經(jīng)濟。

6結(jié)束語

目前，國內(nèi)測繪技術(shù)正處于快速發(fā)展的階段，其在房產(chǎn)測繪中起到的作用也變得越來越突出。三維激光掃描技術(shù)相較于傳統(tǒng)掃描技術(shù)有較大優(yōu)勢，不但有著更好的測量效率，還有著更加準(zhǔn)確的測量結(jié)果，此外還能對海量數(shù)據(jù)合理分析，在房產(chǎn)測繪方面得到了較好應(yīng)用。因此，相關(guān)工作人員必須明確三維激光掃描技術(shù)的概念與原理，熟知該技術(shù)的應(yīng)用流程，通過掃描、數(shù)據(jù)拼接以及數(shù)據(jù)處理等方式，使房產(chǎn)測繪工作更加準(zhǔn)確、真實。持續(xù)不斷研究與完善三維激光掃描技術(shù)的實際應(yīng)用，使其發(fā)揮出更好的效果。

參考文獻(xiàn)

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