基于扫描全站仪的点云数据在不动产登记中的应用研究

季文豹

摘要：为推动不动产统一登记的全面实施，必须结合相关标准、规范将不动产登记信息进行编辑、整理、规范，建立完善的不动产统登记数据库。因此，外业数据的采集整理工作就显得尤为重要。本文主要针对在不动产登记中，对于恶劣观测条件下常规测量手段不能满足进行数据采集的要求下，利用不接触测量方法进行数据采集的方法、精度、效率的研究，以此为后续不动产登记的全面实施提供一定的借鉴意义。关键词：不动产登记、点云、扫描全站仪、数据处理中图分类号：P24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（c）-0000-001.引言建立和实施不动产登记制度是我国实施机构改革和政府职能转变一项重大改革任务。它得到了党中央、国务院的高度重视，得到了全社会广泛关注[1]。因此，如何快速有效的进行不动产的登记就变成了关系国家民生的大事。特别是城市居民的房屋的不动产登记中登记，由于居民多、楼房建造时使用时间限制、户主更改以及各种历史原因。如部分房屋空间上没有于登记档案完全一致，或者是登记数据中有历史数据但是没有坐标信息（1990年以前），甚至有些登记历史档案宗地空间上存在交叉和缝隙。所以对于以上问题要进行房屋不动产的登记建立统一的坐标系统，就成为了建立不动产登记系统的前提条件。但是由于城市居民地居住比较密集，特别是对于已经建成的较早的小区，对于常规的全站仪测量、GNSS测量等常规测量手段就不能满足外业数据采集的要求。2.数据采集中的不接触测量方法接触式测量方法既包括最传统的使用卷尺的测量方式，也包括全站仪测量和RTK等数字化测量手段。传统的接触式测量不但慢，而且对不某些测量环境恶劣的特征点，就不能满足要求而无法测量。2.1数字摄影测量数字摄影测量是基于数字和摄影测量数学基础，利用先进的计算机技术、数字影像的处理、模式的识别、影像匹配等多种理论与方法的前提下，对于采集的扫描对象获取其三维数据信息。利用数字摄影测量的方法获取三维地形数据的技术已经相对成熟。数字摄影测量在实际数据获取过程中，受地面不光滑变化的影响，在进行数据采集的时候回发生断裂线现象。对于植被茂密、树林覆盖的地面附着物太密集的地区，由于数字摄影测量进行工作时无法直接获取地面相应观测对象的三维数据，此时采集的信息由于对植被比较密集的实际地面趋势反应效果比较差，这时需要在这些地区进行离散点方式进行补测，以达到精度要求，并且反映真实的地形走势。在必要时，特殊区域还需进行野外补测，来达到所需精度[2]。数字摄影测量的优点是便于实现自动化，且能够更好的应用于大面积地形图测绘工作，对工作人员而言，可以减轻劳动强度，提高工作效率。但其成本普遍较高。2.2遥感测量通过人类发射的人造卫星上的遥感测量仪器把对地球表面实施感应测量和资源管理的监视结合起来的一种新技术。其基本原理是目标物反射辐射平台发射辐射人工辐射回射辐射传感器人工辐射源地面站接收记录系统数据处理系统分析解读人工目视翻译计算机翻译并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术[3]。2.3三维激光扫描仪技术及原理最近新发展起来的三维激光扫描技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。又称作“高清晰测量”，它突破了常规的单点数据采集的基本方法，可以批量高效的采集数据的能力。同时利用相关的软件可以将各种大数据或海量三维数据完整的采集到电脑中，进而通过软件可以快速复建出被观测物体的三维模型及线、面、体等各种图件数据[2]，因此可以用于获取高精度高分辨率的DEM。2.4.不同测量方法的优缺点测图方法特点工作成本测量工作强度精度成果多样性局限性使用范围数字摄影测量非接触式海量数据高适中适中地形图数据，三维模型数据精度受植被影响大范围带状区域三维激光扫描遥感测量非接触式海量数据非接触式海量数据低高低低适中低地形图数据，三维模型数据地形图数据，三维模型数据精度受植被影响精度受植被影响危险难及区域；地物较少区域大范围带状区域不动产登记居民楼精度要求厘米级别，因此考虑精度对于遥感测量手段就不能采用。另外虽然扫描仪精度非常高但是操作繁琐、点云数据过大、成本过高等问题，也不能很好的满足不动产登记工作的要求。因此选择合适的测量方法就变成了重中之重了[4]。3.徕卡MS50扫描全站仪的特点及其精度分析3.1.MS50在测量中的优势1）MS50集成高精度全站仪、图像全站仪、三维激光扫描仪功能，实现了一机多用，使用率高，在野外作业时减少了携带测量设备的数量；相对于其他激光掃描类设备，MS50更加便携[5]。2）操作简单，同常规全站仪操作一样方便，单人即可操作，点击屏幕即可选择扫描区域，1min即可完成设置，无须点云拼接且成果可在屏幕上直接查看；内业数据处理无须过多设置，点云可叠加在全景图上并实现三维模式浏览，无须到达现场即可了解点位属性及位置关系[6]。3）扫描效率高，MS50点云扫描模式最快可实现1000点/s，单站测量时间基本上不超过20min。在扫描过程中，选择扫描的区域尽量与测站位置保持一段距离，并且根据实际需要选择合适的点云间距，这样扫描的速度最快。MS50设置完成后自动完成扫描，大大减轻了测量人员的工作负荷，缩短了项目工期，综合效率提高了300%以上[7]。4）大范围测量时可使用超站仪模式，无须布设控制网，自由选择测站位置，大大压缩了野外测量时间，成果转换灵活方便，通过Infinity软件可导出文本格式直接转换成地形图成图软件格式[8]。3.2MS50在精度分析1）不同反射材质对MS50测距精度的影响本实验我们利用不同材质对MS50扫描全站仪进行了测距精度进行观测，对于每一种不同材质的对象我们分别不间断的观测20次，物体与仪器的间距在50米左右。测量结果如表3.1所示。由表3.1可以知：几种反射材料测距结果的内符合精度相当，激光束在所选的几种材料表面的反射是稳定的。2）不同色彩对测距精度的影响本实验我们选取四类不同颜色的物体进行实验数据的分析，实验过程中我们分别选取白色、黑色、深红、黄色等4种不同颜色的相同材质的纸板进行了观测。首先，我们应用棱镜技术进行测距观测次，取其平均值作为基准距离；然后在同一位置分别对不同颜色的纸测距50次，结果如表3.2所示。从表3.2可以看出，实验过程中我们采集的不同数据的计算结果可以明显看出，对于黑色、深红颜色纸板测距计算的的内、外符合精度最低。而对于颜色较浅的黄色纸板的反射实验可以明显看出其精度相当，其中白色的纸板数据反射信号最好精度最高。4结论扫描全站仪为不动产登记中，不满足常规测量条件的地物特征点提供了新的技术手段，为房屋落宗提供了必要数据。其非接触式测量的优点，可以使其很好地应用于一些不易测量的项目中。并且它取得的海量三维数据，能够更好表达三维模型的局部，也可以方便的转换为二维数据。智能化的扫描操作过程减轻了劳动强度、节省了工作时间、使工作更高效，其精度也完全满足不动产的相关技术要求。参考文献：[1]张正明，徐海洋.不动产登记地籍与房产数据整合建设关键技术研究[J].现代测绘，2016，04：56-58.[2] 冯义从，岑敏仪.三维自由表面匹配及其应用[J].测绘工程，2005，14（3）：36-40.[3]景琦.全站仪各项新技术革新的应用评述[J].测绘通报.2012-10-10.[4]吴列，黄伟.徕卡NovaMS50全站全站扫描仪在地形测量中的应用[J].测绘通报，2015-03-25.[5]薛林福，李文庆，张伟，柴社立，刘正宏.分块区域三维地质建模方法[J].吉林大学学报（地球科学版）.2014-07-0918：30.[6]景琦.全站仪各项新技术革新的应用评述[J].测绘通报.2012-10-10.[7]张维.徕卡全站全站扫描仪MS50在变形监测中的应用[J].测绘通报，2014-06-25.[8] 赵小平，刘文龙，高绍伟.基于三维激光扫描技术的校园可视化[J].测绘通报，2011（8）：45-47.endprint