基于掃描全站儀的點云數據在不動產登記中的應用研究

季文豹

摘要：為推動不動產統一登記的全面實施，必須結合相關標準、規范將不動產登記信息進行編輯、整理、規范，建立完善的不動產統登記數據庫。因此，外業數據的采集整理工作就顯得尤為重要。本文主要針對在不動產登記中，對于惡劣觀測條件下常規測量手段不能滿足進行數據采集的要求下，利用不接觸測量方法進行數據采集的方法、精度、效率的研究，以此為后續不動產登記的全面實施提供一定的借鑒意義。關鍵詞：不動產登記、點云、掃描全站儀、數據處理中圖分類號：P24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（c）-0000-001.引言建立和實施不動產登記制度是我國實施機構改革和政府職能轉變一項重大改革任務。它得到了黨中央、國務院的高度重視，得到了全社會廣泛關注[1]。因此，如何快速有效的進行不動產的登記就變成了關系國家民生的大事。特別是城市居民的房屋的不動產登記中登記，由于居民多、樓房建造時使用時間限制、戶主更改以及各種歷史原因。如部分房屋空間上沒有于登記檔案完全一致，或者是登記數據中有歷史數據但是沒有坐標信息（1990年以前），甚至有些登記歷史檔案宗地空間上存在交叉和縫隙。所以對于以上問題要進行房屋不動產的登記建立統一的坐標系統，就成為了建立不動產登記系統的前提條件。但是由于城市居民地居住比較密集，特別是對于已經建成的較早的小區，對于常規的全站儀測量、GNSS測量等常規測量手段就不能滿足外業數據采集的要求。2.數據采集中的不接觸測量方法接觸式測量方法既包括最傳統的使用卷尺的測量方式，也包括全站儀測量和RTK等數字化測量手段。傳統的接觸式測量不但慢，而且對不某些測量環境惡劣的特征點，就不能滿足要求而無法測量。2.1數字攝影測量數字攝影測量是基于數字和攝影測量數學基礎，利用先進的計算機技術、數字影像的處理、模式的識別、影像匹配等多種理論與方法的前提下，對于采集的掃描對象獲取其三維數據信息。利用數字攝影測量的方法獲取三維地形數據的技術已經相對成熟。數字攝影測量在實際數據獲取過程中，受地面不光滑變化的影響，在進行數據采集的時候回發生斷裂線現象。對于植被茂密、樹林覆蓋的地面附著物太密集的地區，由于數字攝影測量進行工作時無法直接獲取地面相應觀測對象的三維數據，此時采集的信息由于對植被比較密集的實際地面趨勢反應效果比較差，這時需要在這些地區進行離散點方式進行補測，以達到精度要求，并且反映真實的地形走勢。在必要時，特殊區域還需進行野外補測，來達到所需精度[2]。數字攝影測量的優點是便于實現自動化，且能夠更好的應用于大面積地形圖測繪工作，對工作人員而言，可以減輕勞動強度，提高工作效率。但其成本普遍較高。2.2遙感測量通過人類發射的人造衛星上的遙感測量儀器把對地球表面實施感應測量和資源管理的監視結合起來的一種新技術。其基本原理是目標物反射輻射平臺發射輻射人工輻射回射輻射傳感器人工輻射源地面站接收記錄系統數據處理系統分析解讀人工目視翻譯計算機翻譯并進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術[3]。2.3三維激光掃描儀技術及原理最近新發展起來的三維激光掃描技術，是測繪領域繼GPS技術之后的一次技術革命。又稱作“高清晰測量”，它突破了常規的單點數據采集的基本方法，可以批量高效的采集數據的能力。同時利用相關的軟件可以將各種大數據或海量三維數據完整的采集到電腦中，進而通過軟件可以快速復建出被觀測物體的三維模型及線、面、體等各種圖件數據[2]，因此可以用于獲取高精度高分辨率的DEM。2.4.不同測量方法的優缺點測圖方法特點工作成本測量工作強度精度成果多樣性局限性使用范圍數字攝影測量非接觸式海量數據高適中適中地形圖數據，三維模型數據精度受植被影響大范圍帶狀區域三維激光掃描遙感測量非接觸式海量數據非接觸式海量數據低高低低適中低地形圖數據，三維模型數據地形圖數據，三維模型數據精度受植被影響精度受植被影響危險難及區域；地物較少區域大范圍帶狀區域不動產登記居民樓精度要求厘米級別，因此考慮精度對于遙感測量手段就不能采用。另外雖然掃描儀精度非常高但是操作繁瑣、點云數據過大、成本過高等問題，也不能很好的滿足不動產登記工作的要求。因此選擇合適的測量方法就變成了重中之重了[4]。3.徠卡MS50掃描全站儀的特點及其精度分析3.1.MS50在測量中的優勢1）MS50集成高精度全站儀、圖像全站儀、三維激光掃描儀功能，實現了一機多用，使用率高，在野外作業時減少了攜帶測量設備的數量；相對于其他激光掃描類設備，MS50更加便攜[5]。2）操作簡單，同常規全站儀操作一樣方便，單人即可操作，點擊屏幕即可選擇掃描區域，1min即可完成設置，無須點云拼接且成果可在屏幕上直接查看；內業數據處理無須過多設置，點云可疊加在全景圖上并實現三維模式瀏覽，無須到達現場即可了解點位屬性及位置關系[6]。3）掃描效率高，MS50點云掃描模式最快可實現1000點/s，單站測量時間基本上不超過20min。在掃描過程中，選擇掃描的區域盡量與測站位置保持一段距離，并且根據實際需要選擇合適的點云間距，這樣掃描的速度最快。MS50設置完成后自動完成掃描，大大減輕了測量人員的工作負荷，縮短了項目工期，綜合效率提高了300%以上[7]。4）大范圍測量時可使用超站儀模式，無須布設控制網，自由選擇測站位置，大大壓縮了野外測量時間，成果轉換靈活方便，通過Infinity軟件可導出文本格式直接轉換成地形圖成圖軟件格式[8]。3.2MS50在精度分析1）不同反射材質對MS50測距精度的影響本實驗我們利用不同材質對MS50掃描全站儀進行了測距精度進行觀測，對于每一種不同材質的對象我們分別不間斷的觀測20次，物體與儀器的間距在50米左右。測量結果如表3.1所示。由表3.1可以知：幾種反射材料測距結果的內符合精度相當，激光束在所選的幾種材料表面的反射是穩定的。2）不同色彩對測距精度的影響本實驗我們選取四類不同顏色的物體進行實驗數據的分析，實驗過程中我們分別選取白色、黑色、深紅、黃色等4種不同顏色的相同材質的紙板進行了觀測。首先，我們應用棱鏡技術進行測距觀測次，取其平均值作為基準距離；然后在同一位置分別對不同顏色的紙測距50次，結果如表3.2所示。從表3.2可以看出，實驗過程中我們采集的不同數據的計算結果可以明顯看出，對于黑色、深紅顏色紙板測距計算的的內、外符合精度最低。而對于顏色較淺的黃色紙板的反射實驗可以明顯看出其精度相當，其中白色的紙板數據反射信號最好精度最高。4結論掃描全站儀為不動產登記中，不滿足常規測量條件的地物特征點提供了新的技術手段，為房屋落宗提供了必要數據。其非接觸式測量的優點，可以使其很好地應用于一些不易測量的項目中。并且它取得的海量三維數據，能夠更好表達三維模型的局部，也可以方便的轉換為二維數據。智能化的掃描操作過程減輕了勞動強度、節省了工作時間、使工作更高效，其精度也完全滿足不動產的相關技術要求。參考文獻：[1]張正明，徐海洋.不動產登記地籍與房產數據整合建設關鍵技術研究[J].現代測繪，2016，04：56-58.[2] 馮義從，岑敏儀.三維自由表面匹配及其應用[J].測繪工程，2005，14（3）：36-40.[3]景琦.全站儀各項新技術革新的應用評述[J].測繪通報.2012-10-10.[4]吳列，黃偉.徠卡NovaMS50全站全站掃描儀在地形測量中的應用[J].測繪通報，2015-03-25.[5]薛林福，李文慶，張偉，柴社立，劉正宏.分塊區域三維地質建模方法[J].吉林大學學報（地球科學版）.2014-07-0918：30.[6]景琦.全站儀各項新技術革新的應用評述[J].測繪通報.2012-10-10.[7]張維.徠卡全站全站掃描儀MS50在變形監測中的應用[J].測繪通報，2014-06-25.[8] 趙小平，劉文龍，高紹偉.基于三維激光掃描技術的校園可視化[J].測繪通報，2011（8）：45-47.endprint