三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用研究

三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用研究

董婷婷

安徽经纬勘测技术有限公司  安徽宁国  242300

摘要：随着地籍测量技术的持续革新，三维激光扫描技术因其高效与精准的优势，在土地信息搜集领域得到了广泛的应用。文章重点就三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用展开分析。

关键词：三维激光扫描技术；地籍测绘；应用

在当今土地资源管理与城市规划愈发被重视的情况下，地籍测量作为掌握土地利用现状和地表物体信息的关键环节，对于保障土地权益、推动土地的高效利用以及支持城市发展规划发挥着至关重要的角色。技术的不断进步使得三维激光扫描技术凭借其快速、准确的测量能力，为地籍测量领域带来了划时代的改变。这项技术通过发射激光并捕捉反射波，迅速获取地表物体的三维坐标数据，极大地提高了地籍信息搜集的速度和测量的精确度。尽管如此，如何高效地运用三维激光扫描技术于地籍测量之中，改进数据处理程序，提升数据精确度，以及该技术在实地测量中的成效与面临的挑战，都还需进行更深入的探讨和研究。

1三维激光扫描技术原理

利用三维激光扫描技术，可以针对目标物体发射激光射线，并通过捕捉其反射光线来精确获取物体的空间距离、具体位置以及轮廓特征，进而创建出详尽的三维数字模型。扫描仪通过释放密集的激光射线，这些射线以极快的速度向物体表面投射，实现了对物体表面的全面扫描。

1.1激光发射

扫描仪通过释放密集的激光射线，这些射线以极快的速度向物体表面投射，实现了对物体表面的全面扫描。这种迅速发射的激光射线能够瞬间触及物体各个部位，从而详尽地获取物体表面的精细信息。扫描的精确性与效率，取决于激光射线品质及发射系统的构造，它们确保了激光能够精准地照射到物体并反射回扫描仪。

1.2反射信号接收

激光射线撞击物体表面后，部分光线会反射回来，并被扫描仪的接收装置准确捕捉。这些反射光线携带着关于物体位置、形态以及表面特性的大量信息，通过对这些反射信号的深入分析，我们可以重建出物体的精确三维形态。

1.3距离计算

这一过程可以通过测量激光从发射到反射再到接收装置的时间间隔（时间测距法）或者分析激光波的相位变化（相位测距法）来完成。时间测距法依据激光的传播速度（光速）和时间测量来推算距离，即测量激光在扫描仪与物体之间往返所需的时间，从而精确计算出两者间的距离。而相位测距法则通过比较发射激光波与反射激光波的相位差异来计算距离。距离的测量可采用时间测距法（TOF）或相位测距法，时间测距法是通过测量激光往返的总时间来确定距离，相位测距法则根据激光波相位的改变来测定距离。这些技术的运用，使得三维激光扫描不仅能以毫米级别的精度捕捉到物体的表面细节，还能应对复杂场景和广阔空间的高效扫描。

2地籍测绘要素采集

在开展地籍测量元素搜集作业时，利用三维激光扫描手段能够实现对于地表物体三维数据的精确、快速获取，从而显著增强地籍测量的数据全面性与测量品质。在实施地籍测量工作中，确保土地边界的准确测定对于土地资源的管理、空间规划以及产权界定有着极其关键的作用。与传统的测量手段相比，这种方法常因耗时长、易受环境因素影响以及精确度不足而受限。三维激光扫描技术通过其快速发射与接收激光束的能力，可以即时且精确地锁定土地边界的各个特征点，进而制作出精度极高的三维地籍图。

3三维激光扫描技术在地籍测量中的应用

3.1前期准备阶段

在运用三维激光扫描技术进行测量作业时，关键在于将待测区域的各项数据有效转移到特定仪器平台上，这一过程中，测量精度的高低很大程度上取决于仪器本身的质量。因此，在开展测量工作的初期，必须慎重挑选合适的仪器，并且精准调节仪器参数，确保为地籍测绘营造一个优良的操作环境。只有通过高质量的前期试验，才能为仪器设备的顺畅运行提供坚实的支撑。接下来，实地考察是不可或缺的一环，它涉及采集更为详尽和精确的地理信息，包括利用GPS设备进行精确定位与测量，以及在现场进行图像采集和地形勘测等活动。在综合考虑被测区域的具体情况后，选择最佳的扫描站点位置至关重要。所选扫描站点应能全面覆盖待测区域，并提供充足的视角和视域，以确保获取到完整而精确的三维数据。此外，为了最大限度地发挥三维激光扫描仪的功效，还需借助其他信息技术，例如利用GPS技术精确地获取数据信息，并制定出切实有效的GPS控制测量计划。

3.2测区站点设置

在将三维激光扫描技术应用于土地测绘领域时，必须重视测量点位置的选择对结果的影响。通过对早期案例的深入分析，不难观察到目前的地籍测绘活动中，测量点的设定显示出极大的变通性。测绘人员需根据现场的具体条件，精心挑选最适宜的测量点。譬如，在测量区域较为辽阔的情况下，应优先考虑将测量点设置在较高地势的地方。同时，对周围环境进行细致的监测，以减少电磁干扰的潜在影响。此外，为了提高测量数据的精确度，应尽可能在天气状况优越的条件下进行测绘。在坐标系统的构建上，三维激光扫描技术通常采用以测量点为圆心的独立坐标体系。因此，在测量区域内的所有控制点定位完成后，必须构建一个全面而精细的三维模型。在实际扫描过程中，若遇到扫描区域内部存在众多高层建筑，则需在建筑密集区域增设若干扫描点和GPS信号检测点，以防止信号不佳对测量精度造成不良影响。

3.3扫描测量

完成测量站点布置之后，紧接着要根据现场的具体状况来部署GPS接收装置，这样做是为了在实地测量时，能够直接把测区所使用的坐标系统纳入进来，进而展开扫描作业。一般而言，每个站点之间的转换扫描不宜超过5至6分钟，扫描完毕后，现场技术人员应立即对所得结果进行评估，检查点云数据是否清晰、信息是否完整。若扫描成果不尽人意，则可对站点位置进行微调，并再次进行测量作业。三维激光扫描技术最显著的优点在于能够实现测量点与目标物体之间的直接信息对应，但若遭遇遮挡，信息可能会出现失真。因此，在具体操作过程中，还需借助全站仪进行辅助测量，以便于后续的数据整合，同时，这也为激光扫描技术的应用效果提供了验证对比的基础。

3.4数据处理

基于点云资料收集，数据整合环节需借助智能识别程序对资料进行精确判读，并依据地标定位精准确定十字标志中心，力求将人工操作偏差降至最低，以增强数据准确性。完成初步数据判读程序后，系统将自动完成整合任务，此过程结束后，技术人员将对整合后的数据成果进行细致审查与验证，确保无误差发生。在此基础上，依据土地测绘要求，使用已处理的数据构建对应的立体模型。利用该立体模型，进一步提取土地籍贯信息，包括界限点、地表形态等细节。此环节需应用GIS（地理信息系统）技术完成空间位置分析与属性修正。最终，将整理完毕的土地籍贯信息以图形、列表等格式呈现，便于开展后续的土地利用与规划工作。通过这一系列流程，能够对地籍测绘所采用的三维激光扫描技术所得数据进行有效处理，进而获取精确且可靠的土地籍贯资料，为土地管理与规划工作提供坚实的数据支撑。

总之，随着科技进步，三维激光扫描技术在土地籍贯测绘中的应用日益广泛，它不仅打破了传统测量手段的局限性及低效率，而且为土地资源管理、城市规划设计等领域提供了更加精确和可信赖的数据支持，确保了地籍测绘数据的真实性与可靠性。

参考文献

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