余德坤

廣東省國土資源測繪院 廣東 廣州 510000

從地籍測繪的發(fā)展歷程角度來看，我國已經(jīng)經(jīng)過了2000多年的發(fā)展，并取得了一系列較為突出的成就。現(xiàn)階段所開展的各種土地規(guī)劃、土地管理工作，更是需要利用到地籍測繪信息的優(yōu)勢。在傳統(tǒng)地籍測繪工作中，弊端較為明顯，對后期工作產(chǎn)生了一定負(fù)面作用?，F(xiàn)階段三維激光掃描技術(shù)作為一種最為常見的地籍測繪技術(shù)，如果能夠?qū)⑵溥\用到地籍測繪工作中，則可以更好地提升地籍測繪速度。

1 三維激光掃描技術(shù)概述

從三維激光掃描技術(shù)的內(nèi)涵角度進(jìn)行分析，這是一種在信息技術(shù)和遙感技術(shù)的基礎(chǔ)之上所建立的一種掃描系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)還具備了較為明顯的立體化特征。從硬件設(shè)備角度來看，其中所涉及到的設(shè)備較多，但主要集中在激光發(fā)射器、接收器以及計算機(jī)系統(tǒng)中。從其原理角度進(jìn)行分析[1]，三維激光掃描儀在運用的過程中會對被檢測的環(huán)境自動發(fā)出激光信號。激光信號在經(jīng)過物體表面之后便會形成反射，如果可以被探測接收器所接收便可以存儲到云數(shù)據(jù)系統(tǒng)中。如果后續(xù)工作中需要利用這些數(shù)據(jù)，便可以進(jìn)行及時提取，從而更好地提升工作效率。同時，計算機(jī)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)可以實現(xiàn)對海量信息的有效處理，為后續(xù)工作的開展創(chuàng)造良好條件。如圖1，為北京一所公司所建造的三維激光掃描儀。

圖1 三維激光掃描儀示意圖

2 地籍測繪及其工作要素分析

當(dāng)前階段，我國所開展的各項地籍測繪工作主要是以土地權(quán)屬調(diào)查為工作的立足點和出發(fā)點。通過前期地籍測繪工作中所獲得的各項數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)相關(guān)工作的有序開展創(chuàng)造良好條件，并提供指導(dǎo)性意見。結(jié)合前期相關(guān)調(diào)查和研究可以發(fā)現(xiàn)：我國現(xiàn)階段所開展的地籍測繪工作中，其中所包含的工作內(nèi)容主要集中在地籍的測量、控制以及各項調(diào)查要素、測量要素等方面[2]。為了進(jìn)一步提升地籍測繪工作質(zhì)量和效率，在實際工作中，還需要結(jié)合具體工作的實際情況，落實由高級到低級、由整體到局部的工作原則，從而更好地提升地籍測繪的工作質(zhì)量。從我國地域特點來看，陸地范圍廣泛，導(dǎo)致地籍測繪的工作量較大。若想進(jìn)一步提高地籍測繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，還需要綜合利用到各種新式測繪技術(shù)和設(shè)備的優(yōu)勢，以便促進(jìn)地籍測繪工作的有序開展。

綜合上述特點來看，在今后所開展的地籍測繪工作中需要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，選擇最為合適的測繪技術(shù)，推動測繪工作的有序開展。三維激光掃描技術(shù)作為一種新興技術(shù)，工作人員在利用的過程中需要實現(xiàn)對各種三維點的大量采集。盡管是在復(fù)雜的環(huán)境中，也可以實現(xiàn)對相關(guān)信息的有效掃描。針對測量工作中所出現(xiàn)的不規(guī)則地域、復(fù)雜程度較高的范圍之內(nèi)，則可以利用到大型實景三維數(shù)據(jù)測量的方式，完成對各項數(shù)據(jù)信息的獲取和處理。并綜合利用到計算機(jī)技術(shù)、輔助軟件的優(yōu)勢，實現(xiàn)對測量目標(biāo)物的三維點云模型構(gòu)建工作。在后續(xù)的實際工作中，對其進(jìn)行有效運用[3]。

3 地籍測繪中應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)的基本流程

3.1 前期準(zhǔn)備

三維激光掃描技術(shù)在運用的過程中需要充分結(jié)合三維激光掃描儀的優(yōu)勢，對于被檢測區(qū)域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和處理。從該方面特點來看，儀器本身設(shè)備的質(zhì)量將會直接影響到整個測繪工作的精準(zhǔn)性。因此，在今后工作中，需要工作人員充分認(rèn)識到前期準(zhǔn)備工作的重要性。通過前期充分的準(zhǔn)備，為后續(xù)相關(guān)工作的有序開展創(chuàng)造良好條件。具體來看，可以從以下幾個方面開展具體工作。首先，在儀器的選擇和參數(shù)的調(diào)整方面，應(yīng)當(dāng)結(jié)合地籍測繪方面的實際需求，確定合適參數(shù)。儀器投入到正式的使用工作之前，還需要加強(qiáng)對儀器性能的測試和檢測。如果在此階段中發(fā)現(xiàn)其中存在著任何不合理的問題，則可以對其進(jìn)行及時解決，從而為后續(xù)相關(guān)工作的順利開展創(chuàng)造良好條件。其次，還應(yīng)當(dāng)切實落實好實地勘探部分的工作。針對地籍測繪區(qū)域內(nèi)的各種信息進(jìn)行明確，三維激光掃描儀的實際運用區(qū)域可能會存在著一定差異性。如果發(fā)現(xiàn)其中存在著部分高大樹木和房屋遮擋的情況，則可以利用到全站儀、人工測量的方式對其進(jìn)行輔助測繪，提升測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[4]。最后，當(dāng)完成上述工作內(nèi)容之后，還需要工作人員加強(qiáng)對檢測區(qū)域整體情況的檢查力度，確定合適的掃描站位置。當(dāng)開展項目實施方案編寫工作的時候，還需要綜合考慮到現(xiàn)場的實際狀況。若想進(jìn)一步提升三維激光掃描儀的積極作用，還需要綜合利用到其它相關(guān)的信息技術(shù)。在現(xiàn)階段工作中應(yīng)用最為廣泛的便是GPS全球定位技術(shù)，將兩種技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行有效融合，可以進(jìn)一步提升信息獲取的精準(zhǔn)度。因此，在后續(xù)工作中，測繪工作人員需要充分認(rèn)識到該方面特點的影響，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，對各種技術(shù)進(jìn)行合理運用。

3.2 測區(qū)站點設(shè)置

當(dāng)三維激光掃描技術(shù)投入到地籍測繪處理工作的時候，還需要考慮到測區(qū)站點位置的影響。綜合前期的相關(guān)案例進(jìn)行研究之后便可以發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)階段所開展的各種地籍測繪工作中，在站點位置方面還存在著極為明顯的靈活性特征。對于工作人員而言，需要綜合考慮到測繪現(xiàn)場的實際情況，選擇最為合適的站點位置。例如：如果此次檢測的范圍較為廣泛，便可以將站點位置確定為地勢較高的位置上。加強(qiáng)對周邊環(huán)境的檢測，避免電磁干擾因素的影響。為了進(jìn)一步提升測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，還需要盡可能選擇在天氣狀態(tài)良好的階段中開展檢測工作。從坐標(biāo)選擇角度來看，三維激光掃描設(shè)備在使用的過程中，選擇將站點作為圓心的獨立坐標(biāo)系。對此，則需要在完成測量區(qū)域內(nèi)部所有的控制點確定工作之后，建構(gòu)起系統(tǒng)、完善的三維立體圖形。當(dāng)開展實際掃描工作的時候，如果發(fā)現(xiàn)掃描區(qū)域內(nèi)部范圍出現(xiàn)了大量高大建筑物的時候，則需要在建筑物較為密集的區(qū)域范圍之內(nèi)，設(shè)置多個掃描站點和GPS信號檢測點，避免因為信號不良對測量準(zhǔn)確性的影響。如圖2所示，為某地地籍測繪工作中測區(qū)站點位置示意圖。

圖2 地籍測繪工作中測區(qū)站點位置確定圖

3.3 掃描測量

當(dāng)完成了測量站點設(shè)置工作之后，還需要結(jié)合現(xiàn)場的實際狀況設(shè)置合適的GPS接收器。如果在后續(xù)工作中需要引入坐標(biāo)系統(tǒng)，利用GPS接收器的優(yōu)勢，便可以實現(xiàn)該方面的工作目標(biāo)，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)測量的工作。通常來講，在具體工作中還需要確定合適的站點轉(zhuǎn)掃時間。一般情況下，多是將其控制在5～6min左右。當(dāng)完成了正式的轉(zhuǎn)掃工作之后，便需要相關(guān)工作人員結(jié)合其中所檢測到的各種數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)分析工作。其中，需要重點考慮是否存在著點云數(shù)據(jù)不夠明確的問題。如果發(fā)現(xiàn)最終的掃描結(jié)果未能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，則需要工作人員針對性調(diào)整站點位置。在最合適的位置上，開展二次測量工作。并且，三維激光掃描技術(shù)的信息傳輸精準(zhǔn)性較高。但需要注意的是，如果發(fā)現(xiàn)在此過程中出現(xiàn)任何的遮擋物，將會導(dǎo)致信息失真現(xiàn)象的發(fā)生。若想緩解該方面問題的影響，需要工作人員在實際運用和操作工作中，結(jié)合全站儀設(shè)備的優(yōu)勢，開展輔助測量工作，為后續(xù)數(shù)據(jù)拼接工作的開展創(chuàng)造良好條件。同時，如果在后續(xù)工作中需要對測量結(jié)果進(jìn)行對比，可以利用到該設(shè)備的優(yōu)勢[5]。

3.4 數(shù)據(jù)處理

當(dāng)完成了上述的測量工作之后，便需要結(jié)合其中所獲取到的點云數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效拼接。當(dāng)開展該部分工作的時候，還需要充分利用到各種軟件設(shè)備的優(yōu)勢，對于其中所出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行識別處理。每一個站標(biāo)的實際位置不同，在十字靶心的位置上也存在著極為明顯的差異，工作人員需要綜合考慮到該方面因素的影響。當(dāng)開展數(shù)據(jù)拼接工作的時候，需要將其中某一個測量站作為基本點，依次加載周邊位置上可能會出現(xiàn)的各種信息。完成初步的信息、數(shù)據(jù)識別工作之后，便可以進(jìn)行自動拼接。完成正式的拼接工作之后，便需要工作人員結(jié)合前期勘察工作中所出現(xiàn)的圖像、信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)核查和對比，降低誤差的影響。需要注意的是，部分地區(qū)的地形相對較為復(fù)雜，三維激光掃描技術(shù)可能無法有效運用三維激光掃描儀。對此，則需要結(jié)合人工拼接的方式，對于其中所出現(xiàn)的海量信息進(jìn)行分塊、分批次整合和處理。經(jīng)過系統(tǒng)軟件檢測和人工校對之后，信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度便可以更加符合前期的預(yù)期要求。如果發(fā)現(xiàn)坐標(biāo)定位出現(xiàn)了不精準(zhǔn)的問題，還需要對其進(jìn)行及時糾正，保障三維立體圖形和地圖之間保持高度的一致性。針對其中所出現(xiàn)的各種冗余數(shù)據(jù)，則可以利用軟件過濾的方式，對其進(jìn)行有效處理。

4 三維激光掃描技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用研究

在地籍測繪工作中所運用到的各種三維激光掃描技術(shù)，充分結(jié)合了三維激光掃描系統(tǒng)的優(yōu)勢。具體來看，地籍測繪工作中所運用的三維激光掃描系統(tǒng)和前期設(shè)定的系統(tǒng)之間存在著較為明顯的差異。在具體工作中，需要工作人員綜合考慮到系統(tǒng)特點、測繪的實際狀況等，并結(jié)合系統(tǒng)平臺的運行情況、空間掃描儀位置等相關(guān)信息，將對分為機(jī)載型掃描系統(tǒng)和手持型激光掃描系統(tǒng)等不同類型。結(jié)合工作的實際情況，選擇最為合適的測試類型，推動相關(guān)工作的有序開展。在本篇文章所開展的地籍測繪工作中，所運用三維激光掃描系統(tǒng)便是屬于地面型激光掃描系統(tǒng)中的一部分內(nèi)容，也就是應(yīng)用較為廣泛的3D激光掃描儀。作為德國生產(chǎn)的一種重要激光掃描儀設(shè)備，在現(xiàn)階段的地籍測繪工作中得到了極為廣泛的運用。從其優(yōu)勢角度進(jìn)行分析，可以在整個測繪工作中高效、實時、動態(tài)化處理各種數(shù)據(jù)和信息。如果在實際測量工作中出現(xiàn)了大量的三維地形數(shù)據(jù)信息，該設(shè)備也可以對其進(jìn)行及時獲取。需要注意的是，任何設(shè)備在使用過程中必然有其優(yōu)勢，但也存在著一定的弊端問題。上述三維激光掃描儀在使用過程中，需要聯(lián)合各個站點之間的拼接完成云數(shù)據(jù)的處理，對此則需要利用到各種專門性的數(shù)據(jù)處理軟件。如果在實際工作中缺乏了專門性數(shù)據(jù)處理軟件，該設(shè)備將無法正常使用。同時，如果工作人員能夠結(jié)合GPS全球定位系統(tǒng)等相關(guān)性技術(shù)的優(yōu)勢，則可以更好地滿足地籍測繪方面的實際需求，從而獲得更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

將3D激光掃描儀運用到地籍測繪工作中，可以從以下幾個方面進(jìn)行全面考慮，保障測繪工作的有序開展。

首先，在開展正式的地籍測量工作之前，需要工作人員結(jié)合測量場地的實際情況、地質(zhì)地形狀況等相關(guān)性因素，做好充分的測量準(zhǔn)備。針對測量工作中可能會出現(xiàn)的各種問題，提前設(shè)置相關(guān)的解決方案，降低對工程進(jìn)度所產(chǎn)生的影響。從3D激光掃描儀的優(yōu)勢角度進(jìn)行分析，在實際測量工作中不受地形因素的影響，在站點位置的設(shè)定方面相對較為靈活。因此，相比較于其它的測量設(shè)備，這種儀器在使用的過程中所需要完成的前期準(zhǔn)備工作內(nèi)容相對較少。在大多數(shù)情況下，只需要完成前期的測量現(xiàn)場的全面勘察、站點位置的確定工作之后便可以有序推動后續(xù)相關(guān)工作的開展。

其次，在站點位置的設(shè)定方面，因為3D激光掃描儀測繪設(shè)備在運用的過程中，其站點位置相對較為靈活。如果需要在地勢較高、視覺表現(xiàn)良好的巷道位置上利用這種儀器設(shè)備，還需要充分考慮到站點的實際要求等因素的影響。如果在開展該部分工作之前，已經(jīng)完成了站點位置的確定工作，則可以對站點位置進(jìn)行有效調(diào)整。最好將其設(shè)定在控制點上，隨后對其進(jìn)行對中整平處理。此外，還需要注意的是，整個測量工作中，都需要確定其坐標(biāo)系統(tǒng)為獨立的坐標(biāo)系，為不同站點之間的數(shù)據(jù)拼接工作開展創(chuàng)造良好條件。

最后，當(dāng)開展正式的測量和數(shù)據(jù)處理工作的時候，因為整個測量工作內(nèi)容量較大，其中所涉及到的數(shù)據(jù)信息眾多，很有可能出現(xiàn)部分測量數(shù)據(jù)未達(dá)標(biāo)的情況。對此，則可以通過掃描精度局部調(diào)整或者重新掃描的方式完成該部分的工作，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的獲取目標(biāo)。如果需要在街巷等較為特殊的位置上開展測量工作，還需要考慮到該區(qū)域范圍內(nèi)房屋密度較大特征的影響。為了減少外界因素的干擾，則可以將站點位置確定在房屋的院落或房頂位置上，以便推動測量工作的有序開展。在整個測量工作中，還需要利用到測區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)的優(yōu)勢，更好地提升測量的精準(zhǔn)性。

5 結(jié)束語

綜上，在開展地籍測繪工作的時候，需要充分認(rèn)識到三維激光掃描技術(shù)的優(yōu)勢，其不僅可以更好地提升地籍測繪的精準(zhǔn)度和工作效率，而且能夠提供高質(zhì)量、高效率的測繪方案，并逐步提升測繪水平。同時還可以落實國家在技術(shù)創(chuàng)新層面的要求。為此，在今后工作中，相關(guān)工作人員還需要對該方面的技術(shù)進(jìn)行深入研究和分析，將三維激光掃描技術(shù)和其它技術(shù)進(jìn)行深度融合，打造更為科學(xué)的技術(shù)方案，提升資源空間的利用效率。