激光扫描技术在农村地籍测量中的应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

激光扫描技术在农村地籍测量中的应用

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：闫晓月

[导读] 摘要：农村地籍测量是对权属、地籍进行调查与测量，将宗地权属、界址线、面积、数量、质量、位置及用途等进行测量，并对宅基权属进行登记，是不动产统一登记的基础。

        河北省地质测绘院河北廊坊 065000
        摘要：农村地籍测量是对权属、地籍进行调查与测量，将宗地权属、界址线、面积、数量、质量、位置及用途等进行测量，并对宅基权属进行登记，是不动产统一登记的基础。在进行农村地基测量工作时要想保证准确性应合理应用激光扫描技术，同时可以降低技术、人员、仪器等方面的投入量，保证农村地基测量工作效率。
        关键词：激光扫描技术；农村地籍测量；应用
        1激光技术应用现状
        激光技术在国内的研究与应用虽然发展较晚，但非常迅速，许多方面甚至处于国际前列。利用三维点阵式云数据分析和大数据实时提取森林树木的树体胸径、树高、材料体积、树冠的总体积及树木表面积等多种相关测量因子，对林木树测的基本设计理论及实际适用性问题进行具有探索性的深入研究，奠定了激光技术在林业广泛应用的基础。某安全科学技术研究院的团队在全球首次系统性地将激光应用在安全生产中，在矿山安全领域，通过激光定期对矿山体检建模，实现安全监管，在危化品安全生产领域，通过将激光与红外等先进技术的结合，首次实现对安全隐患进行量化监控和管理，减少了事故的发生。在地质工程领域，目前在激光扫描技术的应用取得了一定进展，如近期基于激光扫描技术，对某水电站开挖边坡为研究对象，开展了为期近两年的现场扫描工作，取得系列成果。
        2激光扫描工作原理
        激光扫描系统主要由激光扫描仪、计算机、电源供应系统、支架以及系统配套软件构成。激光扫描仪作为激光扫描系统的主要组成部分，其主要由激光射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD机以及软件等组成，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度和高分辨率的数字地形模型。近年来，激光扫描仪已经由基载向机载方向发展，最具代表性的为机载激光雷达。可利用激光扫描仪共同作业，通过激光扫描测距快速、非接触、高精度地获取任意复杂场景下结构的三维立体信息，从而掌握结构全场范围的表面损伤和变形等状况。激光扫描技术主要通过测距系统获取扫描仪到被测结构之间的距离，再通过测角系统获取扫描仪至被测结构的水平角和垂直角信息即可计算出物体的三维坐标。在扫描的过程中可利用设备本身的垂直和水平马达传动装置完成对结构的全方位扫描，从而实现对空间一定的取样密度进行连续扫描测量，获得被测结构的密集点云数据。根据测距原理的不同，激光扫描系统主要分为脉冲法、干涉相位法和三角测距法三种类型。脉冲法测距远、精度低。而干涉相位测量和三角激光测量法适用于精度高的近距离测量。
        3农村地籍测量的作用
        3.1强化农村宅基地管理
        农村宅基地管理是农村土地管理的重难点，基于固有的管理模式，长期存在土地审批手续不规范、房屋建设违规、集体土地占地严重等问题，不仅造成农村土地资源浪费严重，宅基地使用功能降低，而且极大地影响了农民及集体的切实利益。通过开展全面精准的农村地籍调查工作，深入调查、分析农村宅基地现状及问题，进一步规范土地审批程序，进一步严明宅基地使用标准，将宅基地与集体用地概念进行清晰界定，并为这些工作提供充足的数据支持，以利于审批、规划、设计的合法、合理、合情，从而保障农民与集体的实际利益。
        3.2利于促进土地征收工作
        加强农村土地管理的根本目的是最大化有效利用土地资源，提升农村土地的使用价值。土地征收是实现农村土地集中合理使用的主要手段，它将农村闲置的集体土地通过征收手段纳入国家统一规划内，实现最佳利用。因土地征收是一项规模庞大，涉及层面宽广的系统工作，必须要在政府的统一布局下，依据相关规定和标准开展，征收工作还要掌握征收范围内的土地权属情况、农户户籍情况、房屋面积和结构情况等内容，以保证各项工作顺利开展。通过地籍调查建立的数据资料库，政府土地征收工作组可以直观准确地掌握这些基本情况，也可以以地籍调查的数据信息为参照对比实际变化情况，从而确保土地征收的合理合法性和规范性，以此减少土地权益的争议纠纷
        3.3促进城乡建设用地合理化
        当前我国城市化进程进一步加快，城镇发展水平和发展规模不断壮大，城市建设用地和农村保障性土地之间形成较大矛盾，由此带来的建设问题和环境问题也越来越尖锐。而利用地籍调查成果提供的数据信息便于相关部门在进行城镇规划建设时，对农村土地情况进行全面系统的了解，能够依据农村地籍调查资料综合评估城镇建设用地的合理性，并明确区分保障性耕地和建设性用地的界限，防止基本耕地的破坏和肆意占用，从而确保城镇发展与土地资源的和谐统一，确保城乡统筹发展。
        4三维激光扫描技术实现地籍测量的流程
        4.1三维激光点云数据采集
        以faro器为例，所有地籍测量数据都保存在一块SD卡上，可以方便安全的转移到PC上。使用SCENEWebShare功能，图像可以在互联网上共享faro三维激光扫描的革命性的创新，精确地三维测量，指尖操控，简单明了。与传统的二维平面图相比，任何人都会逐渐发现三维图像的优点。不管在建筑测量，施工建设，逆向工程，质量控制领域，还是其它方面，相对于传统的测量方法来讲，通过激光扫描仪得到三维坐标这样的方式有着明显的优势。这是因为激光扫描仪可以每秒得到约百万测量点，产生其周围环境的精确三维图像。利用插件程序，这些图像可以直接导入很多应用软件中。faro利用触摸屏操作仪器，是现今最方便最经济的一款激光扫描仪，令人瞩目。它可以做任何你能想象的事，而且从未如此简单。
        4.2测站点云数据拼接
        4.2.1基于地物点的拼接
        选择一个固定的基准扫描站，其他扫描站依次拼接，选择不少于3个公共地物特征点计算转换矩阵，在房屋角点、围墙角点、高压铁塔、路灯、电线杆等选取明显地物特征点进行拼接，获得统一坐标系下的数据。点云数据拼接就是使2个测站点云数据同名点的点对（pi，qi）满足相同的变换矩阵T，满足如下方程：

式中，P和Q分别是两次扫描的点集；pi和qi分别是点集P和Q中的某点。在现实解算方程（1）时面临如何查找点对和如何求解矩阵T的问题，因此，我们可以用所有同名点匹配后的精度来评估点云拼接的好坏，即：

        式中，E为拼接误差。
        4.2.2基于测块点云的坐标转换
        由上述拼接好的整体数据转换到该地区独立坐标系。采用测块四周及中心的5个已测A4标靶纸的中心坐标，将整体测块点云数据转换到宿迁当地独立坐标系，转换后得到内符合精度如表1所示。
        表1 内符合精度计算/cm

        4.3地籍要素的提取与绘制
        为使生产高效、易上手，平台基于AutoCAD平台进行二次开发，综合采用先进成熟的GIS技术与数据库技术，遵循国家、行业的相关规范标准和地方不动产调查登记的相关规定，具备房地一体化数据采集录入、不动产权籍调查数据质量检查、多种成果数据输出、成果数据自动建库等功能，实现农村地籍宗地、房屋、自然幢等调查数据图形绘制、调查信息录入、宗地房产数据计算分析、报表统计、各类图表生成、一键式成果输出、数据检查监理以及数据建库等功能，并且数据成果可无缝对接省市不动产登记信息管理平台。
        5结语：
        农村地基测量过程中采用激光扫描技术可以减少硬件设备的使用量同时可以避免外界因素给测量过程所带来的影响。将激光扫描技术应用到农村地基测量过程中在提高测量精度同时可以减少内业与外业工作量，因此被广泛应用到农村地籍测量过中，推动农村地籍测量工作有序开展。
        参考文献：
        [1]裴琪.农村地籍测量方案初探[J].山西农经，2019（05）：161-162.
        [2]李一波，徐德军，颜煜，范学东.农村地籍测量技术改进思路探讨[J].科技资讯，2017，15（14）：5-6.
        [3]关敏.浅析农村地籍调查与测量技术[J].科技经济导刊，2017（06）：89.