柏國磊

廣東省國土資源測繪院 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)在實際應(yīng)用過程中，主要是為了獲得被測目標(biāo)的坐標(biāo)信息，其實際應(yīng)用原理包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容[1]：第一，測距方法。根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域可以選擇相應(yīng)的測距方式。第二，測角方法?？梢允褂媒俏灰茰y量法和線位移測量法，來記錄線位移量。第三，獲取數(shù)據(jù)。在實際應(yīng)用過程中使用伺服驅(qū)動馬達(dá)系統(tǒng)，可以對多面掃描能量進(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，最終確定測站與掃描點(diǎn)之間的空間坐標(biāo)。第四，定向。通過計算定向識別標(biāo)志的坐標(biāo)點(diǎn)，來換算兩個坐標(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 地籍測繪概述

2.1 要素測量

地籍測量過程中需要重點(diǎn)考慮的基本要素就是宗地，主要就是針對界址測量、地籍圖測繪、面積測算等進(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，對地籍區(qū)域進(jìn)行合理的劃分，確保每一個區(qū)域的相關(guān)信息都能夠全部收集，對土地的詳細(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)，主要是由于計算機(jī)技術(shù)具備強(qiáng)大的計算能力，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。通過對這些信息進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計，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，就能夠充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。在我國傳統(tǒng)地籍測繪過程中，由于信息技術(shù)不夠先進(jìn)，在整理數(shù)據(jù)的時候往往需要消耗較長的時間，而且工作量非常大，甚至還有一些數(shù)據(jù)很難及時得到分析和整理。而地籍測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繪工作效率，保證測量結(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，充分利用計算機(jī)的計算和分析能力，確保各項數(shù)據(jù)信息得到有效的利用。

3 地籍測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)

人們在收集信息的時候，通過準(zhǔn)確添加車載移動設(shè)備，就能夠有效提高相關(guān)設(shè)備的掃描作用，進(jìn)一步提高測繪工作的時效性。實際應(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)，其測量效果更好，而且整個系統(tǒng)也更加完善。由于不同地區(qū)其高度也會有一定的區(qū)別，因此在測量過程中也需要對掃描系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，確保能夠與實際狀況保持一致，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繪的效率。但是，在實際應(yīng)用過程中，由于車輛的體積相對較大，很有可能會影響到信息收集的效果形成盲區(qū)，面對這一問題就需要科學(xué)設(shè)置測量的距離，在收集信息時，也可以使用同步數(shù)碼照片的方式對其透明度進(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)的測量數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對于一些較大的區(qū)域可以使用自動化的處理系統(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)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，保證地籍測繪工作的準(zhǔn)確度。

3.2 3D激光掃描儀

第一，進(jìn)行前期準(zhǔn)備。進(jìn)行地籍測繪工作之前，需要對被測現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，使用3D激光掃描儀主動性和非接觸性的掃描原理，來選擇實際作業(yè)的位置。第二，設(shè)置站點(diǎn)。一般來說，站點(diǎn)設(shè)置過程中通常會選擇視野較好的、視野開闊的控制點(diǎn)，確保每一個站點(diǎn)上作業(yè)過程中都能夠設(shè)置站標(biāo)，再結(jié)合各個站點(diǎn)的坐標(biāo)，最終在測量過程中將各個站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。第三，轉(zhuǎn)掃測量。使用3D激光掃描儀也可以對被測區(qū)域進(jìn)行轉(zhuǎn)掃測量，能夠更加迅速的實現(xiàn)一站式的測量掃描作業(yè)，通過實時收集和查看云數(shù)據(jù)，并且對于云數(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，對站標(biāo)的靶心進(jìn)行點(diǎn)位坐標(biāo)的測量工作，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，對云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理，可以自動化的識別不同站標(biāo)的十字靶心，再結(jié)合兩個站之間的重疊區(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，軟件也能夠自動化的對云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖面切裁，來提取被測區(qū)域的特點(diǎn)，根據(jù)以下流程對云數(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，自動化的處理被測區(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，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，還能夠更快速的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，而且對于掃描環(huán)境的要求也相對較低。在地籍測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區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，將實際的地理方位以及其他的數(shù)據(jù)信息全部真實反映出來。就目前的實際狀況來看，在地籍測繪過程中，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

地籍測繪過程中，使用三維激光掃描技術(shù)還能夠自動化的識別十字靶心，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)的自動化識別功能，可以以站點(diǎn)為中心進(jìn)行評價操作，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€站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的加載，最后針對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，完成整個區(qū)域內(nèi)的整體拼接[3]。利用計算機(jī)技術(shù)對于數(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)合地籍測量工作的實際要求，有針對性的分析了三維激光掃描技術(shù)在地籍測繪工作中的具體應(yīng)用。三維激光掃描技術(shù)是一種全新的技術(shù)手段，在地籍測繪過程中發(fā)揮著非常重要的作用，不僅能夠有效提高測繪工作效率，還能夠保證測量數(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，測量速度快，而且操作非常的簡便，也不會受到外界相關(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，全面提高地籍測繪水平。