无人机搭载激光雷达在农村房地籍测绘中 的应用研究

发表时间:2020/12/9   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:汤兴洪
[导读] 摘要:为了提高农村房地籍测绘尺寸的精准性,将无人机搭载激光雷达测量技术应用到其中,在确保获得良好测绘精度的同时,也能够提高测量速度,降低天气原因、人为因素对测量工作的影响。
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        摘要:为了提高农村房地籍测绘尺寸的精准性,将无人机搭载激光雷达测量技术应用到其中,在确保获得良好测绘精度的同时,也能够提高测量速度,降低天气原因、人为因素对测量工作的影响。在农村房地籍实践测绘中,得到点位中误差数据为4.3厘米,粗差率小于4.8%,边长中误差为3.9厘米,粗差率低于1.9%,具有良好的测绘精度。
        关键词:无人机;激光雷达;农村;房地籍;测绘
        一.引言
        现阶段,我国农村区域正在开展房地籍测绘工作,工作任务繁重并且时间有限,同时要求测绘的房屋、土地等界址点要求的精度非常高。依照相关规定要求,房屋与土地的界址点测量精度不能够超过一级:中误差在5厘米以内,最大误差值小于10厘米。隐藏界址点精度不能够超过二级:中误差在5厘米以内,最大误差值小于10厘米。在以往测量方法中,一般使用解析法来完成测量工作,尽管能够获得较为准确的界址点位置信息,但是天气状况、人员外出等原因都会影响到测量进度。此外,也有许多农村地区在房地籍测绘工作中引入了无人机测量技术以及吊车装载激光雷达扫描设备等,但是也会存在工作强度高、隐蔽点测量不准确等问题。为了提高农村房地籍测绘精度,本文提出了采用无人机搭载激光雷达来开展测量工作,能够取得理想的测量结果。
         二.无人机搭载激光雷达测量技术概述
        机载激光雷达技术是结合了激光测距技术、计算机技术以及GPS定位技术等产生的一种新型测量技术。激光测距技术是依托于激光器向测量地区发射一个电磁波信号,从而获得测量区域角度、距离等相关测量数据信息。如图1所示为无人机搭载激光雷达测绘技术工作原理图,机载激光雷达系统以无人机为工作平台,利用激光器测量角度以及高度上的优势,在结合GPS技术获得激光器垂直高度数据,同时基于INS获取激光发射方位数据,从而快速、精准的计算出目标区域各个光斑的三维坐标。
 
        图1 无人机搭载激光雷达测绘技术工作原理图
        三.无人机搭载激光雷达在农村房地籍测绘中的实践应用
        为了更加详细、精准的说明无人机搭载激光雷达在农村房地籍测绘中的应用,笔者选取某农村区域开展实践测量研究。本次测量的农村地区涵盖了6个村庄,总覆盖面积为1.4平方千米左右。村庄房屋结构多种多样,并伴有较多的附属建筑物,部分房屋整齐,但是也有较多的遮挡物。
        (一)激光雷达测绘农村房地籍技术流程
        如图2所示为激光雷达在农村房地籍测绘中的工作流程示意图。首先,了解和获取测量区域的基础信息,规划好无人机形式路径以及基站架建立位置。其次,搭载有激光雷达的无人机飞入到测量区域上方,然后按照设定好的行使路线开展测量工作,并在飞行过程中修正行使路线,在无人机返回后,查看是否存在遗漏以及不完整区域。再次,将扫描获得的数据信息、基站观测数据以及基站坐标数据下载到计算机中。最后,对获取的激光点云数据进行加工与处理,获得具体的工作底图。
 
        图2 激光雷达在农村房地籍测绘中的工作流程示意图
        (二)外业数据采集
        第一,在实际勘查工作开展之前,通过无人机获取农村测量地区的范围以及包含的地物地形特征信息。第二,进行基站架与基站坐标测量工作。搭载有激光雷达的无人机在飞行过程中,应当要在测量区域显眼地面上建设基站,实际建设的数量以及基站之间的距离,需要根据测量区域覆盖面积、地形特征等来决定。通常来说,地面基站设置2个左右,相互基站之间的距离控制在45千米左右,基站一方面要接收无人机飞行过程中的GPS信号,另一方面也要为后期获得动态差分GPS定位结果提供帮助。
        (三)测量精度分析
        对测量获得的数据信息进行分析和整理,得到无人机搭载激光雷达房地籍测绘的数据,其中点精度检测为:基于88个外业实际测量点,将测量的各个坐标点参数与倾斜模型的点位进行比较,得到点位中误差数据为4.3厘米,粗差率小于4.8%。边长精度误差为:基于48个外业实际测量边长,将每个边长的数据与倾斜模型的边长数值进行比较,得到边长中误差为3.9厘米,粗差率低于1.9%。
        四.结语
        和传统的农村房地籍测绘工作相比,无人机搭载激光雷达测绘技术具有更高的测绘速度,能够在短时间获得大量的数据信息,同时内外业工作简单,处理速度快,工作效率高,并且在测量作业过程中对各种强度光照兼容性好,表现出了非常好的机动性,在提高农村房地籍测绘精度上发挥了重要作用,具有非常好的应用前景。
        参考文献:
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