國有土地房屋征收中測繪技術(shù)的應用實踐

山東省濱州市城市建設(shè)服務中心，山東 濱州 256603

在實際開展國有土地房屋征收工作前，需要先做好測繪工作，在測區(qū)內(nèi)部完成平面控制網(wǎng)的構(gòu)建，結(jié)合測區(qū)實際，應用先進的測繪技術(shù)，完成土地房屋基礎(chǔ)圖紙、平面圖等信息的繪制，從而為國有土地房屋征收部門工作的開展提供更多基礎(chǔ)信息資料，便于征收工作的開展。因此，有必要對在土地征收過程中應用的測繪技術(shù)進行深入的討論分析，這對提高國有土地房屋征收工作質(zhì)量水平意義重大。

1 國有土地房屋征收中應用測繪技術(shù)的目的

在國有土地房屋征收中應用測繪技術(shù)，主要目的是應用測繪技術(shù)來獲得土地房屋以及房屋用地的相關(guān)信息，這些信息都是開展土地房屋征收工作最為基礎(chǔ)的信息。準確、完整的土地房屋測繪成果在確認房屋產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)籍，保障產(chǎn)權(quán)人的合法權(quán)益等方面均具有非常重要的作用，同時也更有利于國有土地房屋征收工作的順利開展。在實際的測繪過程中，主要包括房產(chǎn)平面控制測量、房屋調(diào)查、房產(chǎn)要素測量、房產(chǎn)面積測算、房產(chǎn)圖繪制、成果資料驗收等內(nèi)容。現(xiàn)階段，在開展國有土地房屋征收時能夠應用多種測繪技術(shù)，比較常見的有全站儀、GPS-RTK測量技術(shù)、計算機輔助測繪技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等，除此之外，還包括一些先進的測繪技術(shù)，比如無人機傾斜攝影測量技術(shù)、三維激光掃描測繪技術(shù)等。其中，移動背包三維激光掃描測量系統(tǒng)非常適合在地勢情況比較復雜的國有土地房屋測繪中應用，該技術(shù)數(shù)據(jù)采集效率高、自動化程度高、數(shù)據(jù)精度高、作業(yè)效率高，具有“四高”優(yōu)勢，以下是對該測繪技術(shù)在國有土地房屋征收測繪中具體應用的實踐分析[1]。

2 國有土地房屋征收中測繪技術(shù)應用實踐案例

2.1 測區(qū)概況

現(xiàn)有某國有土地房屋區(qū)域，總占地面積為0.07km2，該地區(qū)的土地房屋依山而建，整體比較分散，土地房屋不規(guī)整，房屋界限不清晰，并且區(qū)域內(nèi)房屋改造比較復雜，存在諸多測量要素。在該區(qū)域內(nèi)開展土地房屋測繪工作，無論是單點界址測繪，還是直接入戶調(diào)查，均存在很大困難。結(jié)合該地區(qū)實際情況，決定采用先進的測繪技術(shù)，即移動背包三維激光掃描測量系統(tǒng)。

2.2 測繪準備

在使用移動背包三維激光掃描測量系統(tǒng)開展測繪工作之前，需要做好以下工作：（1）提前準備好測繪相關(guān)的基礎(chǔ)資料與掃描設(shè)備。在測繪資料方面，需要準備測區(qū)首級控制點的信息資料、測區(qū)概況等信息資料；在測繪設(shè)備方面，需要準備1臺徠卡移動背包掃描儀、1臺GPS雙頻接收機等設(shè)備，同時還應準備一些備用電池，以免影響測繪工作正常進行。（2）科學合理地規(guī)劃掃描軌跡，要求掃描軌跡能夠全面覆蓋測區(qū)，并在充分考慮移動背包掃描儀技術(shù)特點的基礎(chǔ)上，通過合理設(shè)計，不斷優(yōu)化掃描路徑。在這一過程中，應對移動背包實景掃描測量系統(tǒng)的定位與掃描原理有一個系統(tǒng)的了解，例如該系統(tǒng)采用了先進的GNSS和IMU慣導系統(tǒng)，同時系統(tǒng)本身有SLAM算法加持，即使在無GPS信號環(huán)境下，也能進行掃描測繪，且掃描范圍無死角，獲取點云數(shù)據(jù)的效率也非常高，每秒鐘獲得的數(shù)據(jù)量高達60萬個。在此基礎(chǔ)上，還應提前到現(xiàn)場做好實地勘察工作，了解現(xiàn)場測區(qū)的地形情況，掌握測繪現(xiàn)場交通情況等。然后以此為依據(jù)合理選擇測繪點，最終明確系統(tǒng)有效掃描距離，并在草圖上畫出該次實驗區(qū)掃描軌跡略圖[2]。（3）做好基準站的科學合理設(shè)置。在具體設(shè)置過程中，應在已有的CORS站上進行設(shè)置，也可以設(shè)置在首級控制點上，并借助背包POS數(shù)據(jù)，完成掃描軌跡的合并解算工作。

2.3 點云數(shù)據(jù)信息采集

移動背包掃描儀測量系統(tǒng)本身集成了高精度定位定向技術(shù)，并且系統(tǒng)融合了SLAM技術(shù)算法，因此在外業(yè)點云數(shù)據(jù)采集方面，與其他掃描測量系統(tǒng)相比，其自身有著鮮明的特征。這種特征主要表現(xiàn)為在實際進行數(shù)據(jù)掃描采集時，需要格外關(guān)注能夠?qū)c云數(shù)據(jù)精度產(chǎn)生影響的掃描行進路線，面對不同的路線情況，采用一些特殊的測繪技巧。例如，在樓梯或者比較崎嶇的路面上背著掃描儀行走時，不能夠原地轉(zhuǎn)身；在小型房間與院子中背著掃描儀行走時，如果要做垂直運動，注意一定要快速，否則會對點云數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量帶來不利影響。在該次測區(qū)中，采用移動背包掃描儀測量系統(tǒng)開展測繪工作的過程如下：首先，在基準點上完成GPS接收機的安置，然后完成電池與GNSS天線的安裝，之后打開設(shè)備，讓設(shè)備系統(tǒng)進入初始化狀態(tài)?？梢赃x擇在空曠的位置進行靜態(tài)觀測，觀測時間控制在5min左右，若沒發(fā)現(xiàn)問題，再進行動態(tài)初始化，并采用直線加速和八字繞行的方式，完成IMU校準。在確保設(shè)備系統(tǒng)工作狀態(tài)正常后，即可按照之前已經(jīng)規(guī)劃好的行進路線進行測繪，在這一過程中，要注意在不改變行進路線情況下，盡可能在GNSS信號強的區(qū)域進行測繪。當進入一些復雜的房屋院子或小巷時，需要提前了解該區(qū)域地物情況，有針對性地進行行走測繪，防止數(shù)據(jù)缺失或冗余。如果在測繪中發(fā)現(xiàn)GNSS信號比較差，可及時啟用SLAM算法功能，輔助完成系統(tǒng)的定位定向。隨后利用遠程控制平板，一邊行走測繪，一邊檢查掃描區(qū)域情況，及時發(fā)現(xiàn)相應問題，如掃描是否存在重疊、是否存在掃描斷面、掃描期間是否存在GNSS信號突然中斷等情況，保障整個測繪操作過程穩(wěn)定準確地進行。最后，通過行走測繪促使掃描路線閉合，數(shù)據(jù)采集任務自此完成，然后停止數(shù)據(jù)采集，并來到空曠的場地靜態(tài)觀測5min。整個測繪前后通過各花5min時間進行靜態(tài)觀測，主要目的是保障系統(tǒng)能夠精確確定開始與結(jié)束時的姿態(tài)與位置[3]。

2.4 掃描數(shù)據(jù)處理

在獲得外業(yè)數(shù)據(jù)后，需要借助掃描數(shù)據(jù)處理，通過采用軌跡解算、處理點云和影像、坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換等方式，成功將相應二維數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成為三維點云數(shù)據(jù)。采用軟件Inertial Explorer來完成軌跡解算工作，并采用自動預處理軟件Auto P實現(xiàn)三維點云數(shù)據(jù)的生成。具體步驟如下：第一步是采用軟件Inertial Explorer進行軌跡運算，在實際運算過程中，需要先進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后合并靜態(tài)觀測GPS數(shù)據(jù)與移動背包POS數(shù)據(jù)，并將后者解算出來。再以此為依據(jù)，采用估算法、數(shù)據(jù)采集率和電離層模型等方法消除GPS信號誤差，提高移動背包POS數(shù)據(jù)的準確性。最后，針對軌跡結(jié)果進行統(tǒng)計分析，賦予點云數(shù)據(jù)相應的位置。第二步是生產(chǎn)三維點云數(shù)據(jù)，在軟件Auto P的幫助下自動進行時間匹配，針對基準站數(shù)據(jù)、移動背包POS數(shù)據(jù)，在匹配過程中還會消除二者重疊數(shù)據(jù)之間的誤差。在此基礎(chǔ)上再進行坐標系轉(zhuǎn)換，并代入相應的參數(shù)，最終可生成既有位置信息又有紋理信息的三維點云數(shù)據(jù)。

2.5 土地房屋測繪信息要素提取

為了更好地滿足國有土地房屋測繪信息要素的需求，需要將激光掃描儀三維點云數(shù)據(jù)進行矢量化處理，然后再從中提取不動產(chǎn)要素，完成測區(qū)宗地圖與房屋分戶圖的輸出。在實際進行不動產(chǎn)要素的提取時，需要借助第三方軟件Cloud Worx來實現(xiàn)，通過將點云數(shù)據(jù)置于該軟件中，能夠?qū)⑻卣鞅容^明顯的地物自動提取出來。具體提取操作步驟如下：（1）將經(jīng)過處理后的點云數(shù)據(jù)導入Cloud Worx插件中，導入的點云數(shù)據(jù)俯視圖如圖1所示。然后按照宗地、房屋等不同部分，將點云數(shù)據(jù)進行分塊處理。（2）通過利用Cloud Worx插件，選擇不同視圖模式，結(jié)合自身實際需求，完成房屋要素的提取。對內(nèi)業(yè)制圖者而言，需要以不動產(chǎn)要素輪廓信息為依據(jù)完成特征點的確定，明確其中需要變線的精確位置，最終完成特征點三維坐標的提取。（3）在完成點位信息提取后，可直接與繪制宗地和房屋輪廓線進行連接。（4）對于一些特征點明顯的要素，注意要提高提取速度。但對于一些復雜地段隱蔽地界址點，在實際快速提取時，通常面臨的困難比較大，因此可以采用間接法提取。如果仍然無法精確提取遮擋物下的界址點坐標，可以借助傳統(tǒng)測量方式解決這一問題，如可以采用全站儀與GPS-RTK技術(shù)，由人工進行補測，確保測區(qū)地籍圖的完整性[4]。

圖1 三維點云數(shù)據(jù)成果俯視圖

3 結(jié)束語

綜上所述，在實際開展國有土地房屋征收的過程中，需要借助先進的測繪技術(shù)，完成土地房屋各種信息要素的測繪工作，并以此作為土地房屋征收工作開展的重要依據(jù)。因此，需要對上述過程中采用的測繪技術(shù)實踐應用進行系統(tǒng)的探討分析，促使相應測繪技術(shù)發(fā)揮出更大的作用，最終提高國有土地房屋征收工作的質(zhì)量水平。