我們城中村的(de)窄路、無(wu)路區域(yu)可以(yi)使(shi)用(yong)么？”“這個設(she)備能(neng)做到多少公(gong)分？是否(fou)能(neng)滿足我們的需要？”“這個產品價格(ge)大概是多少？”我們(men)都能(neng)滿足。

　　近年來，國內開展的農村地籍測量工作多呈現出預算不足、時間緊、任務重的特點。對于城中村、無GPS信號的房屋密集區域，傳統的GPS和全站儀模式難以避免采用支站作業的方式進行數據采集，外業勞動強度大，作業周期長，成本高。海達數云移動測量輕量化摩托作業模式雖然在實際生產中極大的提高了作業效率和節省了成本，但在上述區域還存在掃描“盲區”。因此，在GPS信號弱無固定解的地帶、地形變化較為復雜摩托車無法正常行駛的山路、環境極其復雜的城中村等“特殊地帶”，HS系列地面三維激光掃描儀可以很好的配合移動測量摩托車解決這些問題，形成了綜合性的解決方案。

一、測區概況

　　武漢某城中村(cun)為例(li)，依托(tuo)地面(mian)三維(wei)激(ji)光掃描(miao)技(ji)術(shu)在農村(cun)地籍(ji)測量工作中的(de)技(ji)術(shu)特點(dian)，分析(xi)地面(mian)三維(wei)激(ji)光掃描(miao)的(de)誤差來(lai)源和(he)精度特征(zheng)，結(jie)合工程(cheng)實例(li)，驗證該技(ji)術(shu)在農村(cun)地籍(ji)測量中應用的(de)可行性，為新技(ji)術(shu)在不(bu)動產(chan)測繪領域的(de)應用提供參考，提供更多更靈(ling)活(huo)的(de)選擇。

　　圖1：測(ce)量現場

　　圖2：外業(ye)采集環境

　　圖3：現場作業

二、設備介紹

　　海達(da)數云依據農村(cun)地籍測量技術要(yao)求，結合設備(bei)產(chan)(chan)品性能特點，整(zheng)合完(wan)善現有的(de)后處理軟件，形(xing)成一套(tao)全流(liu)程的(de)不動(dong)產(chan)(chan)地形(xing)測繪采集與生產(chan)(chan)解決方案。

　　（一）HS系列地(di)面(mian)三(san)維(wei)激光(guang)掃描儀（改良(liang)版(ban)）

　　HS系(xi)列地面三維激光掃(sao)描(miao)儀是(shi)海達數云完(wan)全自主知識產(chan)權的高精度(du)靜態地面三維激光系(xi)統(tong)。該設(she)備具有高精度(du)、高頻率、長距離(li)等特點，廣泛應用于各(ge)大領域并提(ti)供完(wan)整的后處理(li)流程(cheng)解決方案。

　　圖4：HS系(xi)列高精度三維(wei)激(ji)光掃描儀

　　（1）HS地面掃描儀測程：450-1200m

　　（2）掃描儀(yi)頻率：最大50萬點/秒

　　（3）掃描角度：360°×100°

　　（4）測量(liang)精度：5mm 40m

　　（5）掃描頻率：36°/秒

　　（6）重量：10.3KG

　　（二(er)）設備外業特征(zheng)

　　1.自由(you)設站，大(da)致整(zheng)平，無須對(dui)中，相(xiang)對(dui)于全站儀大(da)大(da)節省了外業時間。

　　2.全(quan)方位(wei)360°掃描，所見即(ji)所得，較全(quan)站儀，不會因遺忘而漏采集地物點。

　　3.每(mei)站掃描時間(jian)(jian)僅(jin)需4min，站與站之間(jian)(jian)的數據自(zi)動拼接，極大(da)地節省外業時間(jian)(jian)。

　　4.每一個(ge)圖(tu)斑只(zhi)需要在(zai)四個(ge)角落的空曠處布設4個(ge)控制點(dian)(dian)即可，較(jiao)全站儀，該(gai)控制點(dian)(dian)無(wu)須通視，且空曠處信號較(jiao)好(hao)，不(bu)用在(zai)房(fang)屋夾巷(xiang)（往往受到信號差(cha)的困擾(rao)）中布設控制點(dian)(dian)。

　　5.降低外(wai)業(ye)(ye)勞動強度(du)，儀器(qi)(qi)架(jia)設完畢后，作業(ye)(ye)人員只需要(yao)站在儀器(qi)(qi)旁邊等待儀器(qi)(qi)自(zi)動完成(cheng)掃描，即可進入下一站作業(ye)(ye)。

　　（三(san)）設備(bei)內(nei)業特(te)征

　　1.點云自動(dong)配準，無需人工(gong)干(gan)預，不影響(xiang)正常(chang)外業工(gong)作。

　　2.現場(chang)實(shi)景還原，擺脫了因記憶不清、遺忘現場(chang)導致反復查圖的困擾。

　　3.坐(zuo)標(biao)轉換，最少需要三(san)點坐(zuo)標(biao)控(kong)制轉換，無需太冗雜的打點工作。

　　4.依據點云測(ce)(ce)圖，依據高精度(du)清晰點云聯合CAD測(ce)(ce)圖。

三、技術路線(xian)

　　圖5：總體(ti)技(ji)術路線(xian)

四、測量成(cheng)果

　　（一）數據采集

　　HS掃(sao)描儀采用每秒50萬點的激光器，可(ke)獲取高精(jing)度(du)(du)、高密度(du)(du)的三維點云數據。

　　圖6：測區整(zheng)體點云數據

　　圖7：局(ju)部點云數據

　　（二）數據拼接

　　將HS掃描儀(yi)原始點云文件(jian)格式轉化，一鍵(jian)導入HD SCENE軟件(jian)。

　　圖8：點云(yun)測站拼接

　　無需手動選(xuan)取特(te)征點(dian)、同名點(dian)信(xin)息，自動配準點(dian)云。

　　圖9：自(zi)動配準點云(yun)

　　多數測站拼接精度30mm左(zuo)右，測站重(zhong)疊(die)(die)度需滿足15%-50%，重(zhong)疊(die)(die)度越高軟件運行越快(kuai)拼接精度越高。

　　圖(tu)10：自(zi)動配(pei)準點(dian)云

　　圖(tu)11：合并(bing)后的點(dian)云數據

　　拼(pin)接后，軟件可自動生成精(jing)拼(pin)報告以供驗證。若(ruo)檢查(cha)發(fa)現局部數據出現異常可返回調整測站界(jie)面，增設同名點提高拼(pin)接精(jing)度(du)。

　　圖12：配準(zhun)報(bao)告

　　圖13：整體點云灰(hui)度(du)渲染

　　圖14：整(zheng)體(ti)點云高(gao)程渲染

　　圖15：合并導出(chu)

　　多測站(zhan)點云數據拼接后和合并(bing)導出(chu)為整體。

　　（三）精(jing)度驗證

　　點(dian)云切片，驗證房屋輪(lun)廓厚度，對拼接好的(de)整體點(dian)云進行切片檢查：

　　圖16：點(dian)云切(qie)片

　　大多(duo)數區(qu)域點云數據為1-2cm厚(hou)(hou)，存在少數屋檐圓柱狀墻體部(bu)分(fen)，點云為3cm，未出現超過3cm厚(hou)(hou)度的部(bu)位。

　　圖17：點云切片量距

　　（四）地籍成圖

　　利用地籍成圖(tu)軟件，可支(zhi)持海量(liang)三維(wei)點(dian)(dian)云數據加(jia)載(zai)瀏覽(lan)，保證成圖(tu)過程中點(dian)(dian)云無損加(jia)載(zai)和編輯。并根據測區(qu)和房屋特點(dian)(dian)，基于點(dian)(dian)云輪廓線快(kuai)速繪(hui)制(zhi)地籍圖(tu)。

五、作業效(xiao)率

　　一個組（2人），作業效(xiao)率如下：

六、系統優(you)勢

　　（一）掃描時間

　　由于激光掃(sao)(sao)描原(yuan)理導致HS掃(sao)(sao)描儀(yi)在常用(yong)的檔(dang)上隨著檔(dang)位(wei)（掃(sao)(sao)描時間(jian)）的增加，點(dian)云(yun)間(jian)距(ju)(ju)在不(bu)斷減小，而對于農村(cun)地籍常用(yong)的10m-50m，測(ce)(ce)程區間(jian)選擇4min檔(dang)的即(ji)可達到優于3cm的點(dian)間(jian)距(ju)(ju)，已能滿(man)足點(dian)云(yun)后期測(ce)(ce)站拼接、圖形(xing)繪制的要(yao)求。

　　（二）點云拼接

　　為(wei)(wei)了(le)檢驗無目標(biao)點(dian)(dian)云(yun)(yun)拼接(jie)(jie)算法(fa)對(dui)點(dian)(dian)云(yun)(yun)精度的影響，需要測(ce)定(ding)不(bu)同(tong)檔(dang)(dang)位在(zai)各(ge)測(ce)程(cheng)上不(bu)同(tong)測(ce)站的拼接(jie)(jie)前(qian)同(tong)名(ming)目標(biao)上相同(tong)位置點(dian)(dian)云(yun)(yun)間距(ju)離(li)，取(qu)平均值作為(wei)(wei)此檔(dang)(dang)位對(dui)應測(ce)程(cheng)同(tong)名(ming)目標(biao)上間距(ju)，然(ran)后與此檔(dang)(dang)位此測(ce)程(cheng)拼接(jie)(jie)后對(dui)應同(tong)名(ming)目標(biao)點(dian)(dian)云(yun)(yun)間距(ju)離(li)進行比較(jiao)，計(ji)算中誤(wu)差并(bing)進行點(dian)(dian)云(yun)(yun)拼接(jie)(jie)精度的檢驗。

　　圖21：點云拼接(jie)精度檢(jian)驗的結果

　　即采用點(dian)云無目標拼接技術進(jin)行測站間的坐標轉換，精度可達到30mm以(yi)內，完全可以(yi)滿足地籍(ji)測量的需求。

七、小結

　　（1）HS掃描儀以其全天(tian)候(hou)（夜(ye)間(jian)亦可作業(ye)）、全自動、高(gao)效率、高(gao)精度(du)、低勞動強度(du)等(deng)特點，成為農村地籍測量數(shu)據采集新的利器。

　　（2）作(zuo)業時不需(xu)要控制點的延續、每站通視，只需(xu)保證兩站間有一定(ding)的公共區域即可，提高了作(zuo)業效率。

　　（3）高效的(de)點云自(zi)動化(hua)拼(pin)接軟件(jian)，在解(jie)放(fang)內業的(de)同(tong)時，也減(jian)少了人為誤(wu)差造成的(de)對拼(pin)接精度的(de)影響。

　　（4）全自動、智能化的(de)的(de)數(shu)據(ju)采集方式(shi)大大減(jian)少了(le)外業(ye)人員和(he)設備數(shu)量上的(de)投(tou)入，也降低(di)了(le)外業(ye)人員素(su)質上的(de)要求，降低(di)了(le)生產成本。

　　（5）配合移動測量(liang)摩托車在(zai)某些“特(te)殊”的(de)區(qu)域進行有(you)效補采(cai)，最終形成車載、地面點(dian)云數(shu)據整體(ti)套(tao)合，減(jian)少了(le)掃描盲區(qu)，提(ti)高了(le)綜合作業效率(lv)。