浅析三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用

浅析三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用

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摘要:在我国科学技术不断发展的背景下,作为GPS技术中的一种,由于三维激光扫描技术具有精度高、速度快等优点,所以在地籍测绘中得到了广泛的应用,三维激光扫描技术可以实现空间的自动立体扫描以及空间的三维建模。文章主要分析了三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用。

关键词:三维激光扫描技术;地籍测绘;应用

引言

早在两千多年前,我国就已经有了地籍测绘技术,但是因为受当时生产力的限制,所以地籍测绘技术存在周期长、工作强度大等不足。随着科技的快速发展,三维激光技术的诞生和发展有效提升了地籍测绘工作的测绘水平。三维激光扫描技术作为一种新兴技术具有许多优点,这使得其成为了地籍测绘的主要技术。

1三维激光扫描技术

三维激光扫描技术是一种全自动、高精度的立体建模技术。三维激光扫描系统主要包括5部分,分别是激光发射器、激光自适应聚焦控制单位、计算机、接收器及光路调节装置。其工作原理比较简单,首先获取测量对象的三维坐标,然后提取地表信息并对其进行三维场景搭建。三维激光扫描技术的优势在于采样速度快、并不需要接触测量对象,对环境条件的要求比较低。所以,三维激光扫描技术经常被应用于文化遗产、结构测量、建筑估计测量等多种领域。三维激光扫描技术被应用于地籍测绘中大大减少了测绘流程,节省了时间和成本,同时也提高了地籍测绘的效率。

2地籍测绘概述

2.1地籍控制测量

任何一项测绘工作的开展都需要进行前期控制测量,并对网布设的好坏和测量精度的高低进行准确控制,因为这些都会直接影响到后期测量成果的准确性。在地籍测量中,可将地籍控制测量分为地籍图根控制和地籍首级控制测量两种。在对各等级控制网进行布设时,应遵循“从整体到局部、分级布网”的原则。地籍首级平面控制网应该采用静态全球定位系统定位法,对国家E级以上GPS点和四等以上三角点等进行收集,并对其进行分析和检查之后将其作为地籍首级平面控制点。在对二级以上的地籍首级平面控制网点进行加密时,可采用快速静态、静态全球定位系统法。首级控制网点可采用三角高程测量、水准测量等方法进行测量。地籍图根控制测量时具体可采用导线测量方法、动态和快速静态全球定位系统定位方法。

2.2地籍要素调查

地籍要素调查的基本单元是宗地,其主要内容是对每一宗土地的土地界址和权属状况进行调查,并对宗地草图进行绘制,将地籍调查表填写完整,并签订土地权属争议原由书或者土地权属界线协议书。地籍要素调查的具体内容:第一,地籍要素调查前期准备阶段。前期准备一般是在权属调查前需进行的一些准备工作,主要包括划分地籍区和地籍子区,收集、整理土地权属来源等相关资料,编制调查工作底图,对宗地代码进行预编等。第二,调查权属界址。调查土地权属状况主要是对土地权属性质、土地来源、土地权利人、土地用途、土地位置和其他共用等情况进行调查。第三,调查权属界址。界址调查主要内容包括界标设置、指界、界址边长丈量等。第四,绘制宗地草图。宗地草图是对宗地位置、界址线、界址点、相邻宗地之间的关系的描述。宗地界址确认核定完成后,应该根据调查底图、界址点、丈量界址边长与邻近地物之间的距离现场绘制宗地草图。第五,填写地籍调查表。地籍调查表是确定权属界线的原始记录,要严格按照规定要求和格式填写。

2.3数据库建设

地籍信息系统是通过计算机信息技术建立的地理信息系统,其将数据、图件进行存储、统计、管理、分析、检索、维护,在日常管理地籍数据时可以更加便捷和高效。以往我国的地籍测绘工作,由于信息技术不完备,多采取相对落后的技术手段,导致耗时长、工作量严重增大、数据不精确等状况。地籍测绘工作是土地管理工作中最重要的一个环节,要使地籍测绘工作更高效、更精确、更全面,就必须要与信息技术相结合,增加地籍数据的获得途径,建立地籍信息系统。

3三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用

3D激光扫描仪具有动态、实时、高精度、采集速度快等优点,可获得大量三维地形数据信息。使用3D激光扫描仪进行地基测绘时,需要各站相互之间的拼接完成点云数据的处理。同时,还需要借助专门的数据处理软件。

3.1测量准备

利用3D激光扫描仪进行地籍测绘时,做好充分的测量准备,有助于测量工作的顺利进行。3D激光扫描仪优点较多,如几乎不受地形因素影响、设站方便灵活,所以,需要进行的前期准备工作较少,即,对待测现场进行勘查,确定站位设置地点即可。

3.2设置站点

3D激光扫描仪设站灵活性大,在高地势或视觉良好的巷道口均可设站。如待测区域已存在图根控制点,将其设置在控制点上即可,而后进行对中整平操作。考虑到每站中3D激光扫描仪使用的坐标系统均为独立的,所以,应将觇标设置在行进路线上,为不同站之间数据的拼接提供方便。

3.3正式测量

当设置完毕站标与仪器架站后,便可进行正式扫描操作,每一站扫描花费的时间大概在4min左右,扫描结束后可借助显示屏完成点云数据的查看,一旦发现数据获取未达到要求,可对扫描精度进行局部调整而后进行重新扫描作业。实际作业中如对街巷进行测量,因房屋密度较大,可将院落或房顶位置设置站点以辅助测量工作。另外,为实现对测区坐标系统的直接引入可开启外置的GPS机,使获得的坐标系统更好地满足要求。

3.4数据处理

利用Z+FLaserControl软件拼接测站获得的三维点云数据,因各个觇标均存在差异,利用该软件可实现对站标十字靶心的自动识别,有效避免人为因素造成的误差。拼站过程中以某站为参考,在此基础上进行拼接操作,即进行相邻站数据的加载时,系统会在参考不同标靶十字心的基础上进行拼接,当相邻站拼接工作完成后,逐渐完成其他设站数据的加载工作,最后便可对拼接的整体效果进行查看。当发现某些站有拼接错误时,可利用手工方式,对两站之间重叠区域的共同特征进行深入分析,逐渐进行纠正,并将系统拼接误差控制在合理范围内。在生成的报告中,拼站精度可达到毫米级,精度可达到预期要求。另外,软件具备裁切对点云数据功能,可为提取地物特征提供方便。考虑到拼接后会产生较大的点云数据,为提高处理效率,可利用计算机分块实施。为进一步提高地物特征线自动化提取工作效率,可利用剖面成像与导出切片,对特征线的提取加以辅助。同时,有针对性地导出切片,即仅导出那些指定平面垂直下方与上方特定距离的点云数据,尤其对于扫描质量良好的区域,可方便得到地物平面图。数据处理操作中还应注重精度的对比,即对比分析实测线划图和点云数据点位,不难得出,点云数据一般具有较高的精度,尤其将线划图提取后,界址点精度在2—5cm,部分在5—10cm,究其原因在于受内业人员对点云数据主观判断的影响,同时,在不同站数据拼接过程中出现误差传递。

结束语

总而言之,目前,三维激光扫描技术在地籍测绘的应用能够有效提升地籍测绘的速度和精度,而且具有简单便捷的操作流程。相信随着三维激光扫描技术的不断发展,其应用前景也会变得更加广阔。所以,加强对三维激光扫描技术在地籍测绘中应用的研究是非常必要的。

参考文献:

[1]赵鑫华.三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用[J].产业与科技论坛,2017,16(11):51-52.

[2]穆浩峰,王大鹏.三维激光扫描技术在地籍测绘中的运用[J].企业导报,2016(17):183+185.

[3]周文婷.浅谈三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用[J].科技创新与应用,2015(18):300.

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