摘要：近年来，随着科技的不断进步，三维激光扫描技术作为一项新兴技术被广泛应用于测绘行业。三维激光扫描技术是采用非接触主动测量的方式，直接快速获取目标物体的三维点云数据，具有快速、高效、高精度等特点。本文主要讨论了三维激光扫描技术在农村权籍调查中的应用，利用三维激光扫描技术测绘地籍图，为农村房地一体化确权登记发证的顺利开展奠定了良好的基础。
关键词：三维激光扫描；农权籍调查；房地一体化。
1 引言
《国土资源部、财政部、住房和城乡建设部、农业部、国家林业局关于进一步加快推进宅基地和集体建设用地使用权确权登记发证工作的通知》（国土资发〔2014〕101号）印发以来，各地采取切实措施，大力推进农村宅基地和集体建设用地确权登记发证工作，取得了积极进展。但有的地方农村地籍调查工作基础薄弱，难以有效支撑和保障农村房地一体的不动产登记。由于农村居民点分布广而散，采用传统的地形图测绘方法既费时又费力，很难保证权籍调查工作按时按量完成。而利用三维激光扫描技术进行外业数据采集，内业数据处理后编辑成图的方法，既能提高提高采集数据的效率，又能保证农村权籍调查底图的精度，将为房地一体化的农村权籍调查的顺利开展提供更好的保障。
2三维激光扫描技术
2.1概述
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，作为20 世纪90 年代中期开始出现的一项高新技术，是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命，通过高速激光扫描测量的方法，大面积、高分辨率地快速获取物体表面各个点的（x.y.z）坐标、反射率、（R.G.B）颜色等信息，由这些大量、密集的点信息可快速复建出1：1的真彩色三维点云模型，为后续的内业处理、数据分析等工作提供准确依据。
2.2工作原理
三维激光扫描技术利用设备内部的激光脉冲发射器，向相关目标物体发射一束激光脉冲，通过反光镜旋转，发射出的激光脉冲扫描目标，信号接收器接收反射回来的激光脉冲，对相关数据进行记录，包括每个激光脉冲从发射到被测物表面，然后返回设备所经过的时间，以此获取目标到扫描中心的距离，除此之外扫描控制模块对每一个激光脉冲的水平扫描角α和竖向扫描角β进行控制，最后经过后处理软件自动解算，得出目标的相对三维坐标，也就是云点，经过转换后，在绝对坐标系中表现为三维空间位置坐标或者模型。
2.3技术特点
2.3.1非接触式
三维激光扫描技术是一种非接触式的高速激光测量手段，无需布置反射棱镜，直接扫描目标体即可，通过对目标体表面云点的三维坐标数据进行采集。
2.3.2高分辨率
相对于传统的单点测量方式，三维激光扫描系统可以同时获取大量密集的点的三维坐标，如Maptek I-Site 8200光学分辨率最高可达600*2400dpi。
2.3.3高效率
在常规测量手段里，每一点的测量费时都在2-5秒不等，更甚者，要花几分钟的时间对一点的坐标进行测量，而三维激光扫描仪最高速度可达到每秒120万点。
2.4应用领域
最近几年，三维激光扫描技术不断发展并日渐成熟，在文物数字化保护、土木工程、工业测量、矿山测量、自然灾害调查、数字城市地形可视化、城乡规划等领域有广泛的应用。
3农村权籍调查
3.1宅基地和集体建设用地调查
以集体土地所有权成果为基础，调查农村范围内的宅基地、集体建设用地的权属状况，获取每宗地宅基地和集体建设用地的权属、位置、用途等信息，测量宅基地和集体建设用地的地籍要素，填写地籍调查表，测绘地籍图，制作宗地图。
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3.2农村房屋调查
在开展宅基地和集体建设用地调查的同时，调查地上房屋产权状况，测量房屋的房角点和房屋边长，量算房屋面积，并将房屋调查成果记载在地籍调查表等地籍资料中，实现农村房地一体化调查的同步开展和调查成果的统一管理。
4三维激光扫描技术在农村权籍调查中的运用
4.1数据采集
根据搭载扫描系统运行平台的不同，可以将激光三维扫描系统划分为空中机载测量系统、地面车载系统和测量型扫描系统以及便携式测量系统。车载三维激光扫描系统经常用于城区或村庄内的地形测量，一般能够扫描到路面和路面两侧各300米左右的范围。经过权衡交通，地势，重叠等综合情况确定站点后，就可以在三维激光扫描车到达选定站点后，开始扫描测量。为检查每站的测站精度，会对每站设置8～12个检查点。汽车在行驶的过程中，车载扫描系统通过自动控制系统对三维激光感应系统进行控制和监控，其中GPS进行RTK精度的实时定位，车辆姿态由INS（即惯性导航系统）测定，所有的工作由位于车内的电脑控制。
4.2点云数据处理
通过三维激光扫描系统测量得到的点云数据量非常大，所以扫描数据的处理是一项复杂的工作。点云数据处理可以分为以下三个步骤：
（1）配准、拼接。车载三维激光扫描受视场角及测距的限制，每站的扫描获取的点云不能覆盖整个空间对象，因此我们就需要将各个站点上采集的点云进行重新定位，转换到同一基准坐标系下的数据集。首先找出两个数据集间的同名点对，然后解算出旋转角度和平移量，通过最小二乘原理进行计算，直到配准误差最小，即可完成各站点云数据拼接。
（2）去噪、平滑。采用激光扫描仪获取物体表面的采样点数据时，由于测量仪器及环境因素的影响，不可避免的会存在许多噪点，而噪点对数据质量的影响很大，为了更好的利用点云数据，我们应该把这些噪点删除或者过滤掉。对于有序点云，可按扫描线逐行采用平滑滤波的方法；对于散乱点云，则可采用八叉树法、空间单元格法以及KD-tree法等进行处理。
（3）三维建模
点云数据经过上述处理后，即可进行可视化三维建模。三维建模包括提取轮廓线、三维几何建模和纹理贴图三个步骤。首先对点云数据以切片的形式分层，再对切片数据进行曲线拟合，从而提取地物的轮廓线；然后将提取出来的轮廓线导入3DMAX软件中，借助轮廓线进行几何建模；最后是纹理映射贴图，在各种地物的三维几何模型的基础上，通过Photoshop软件将其表面赋予现实的纹理可使其更加真实。
4.3编辑制作调查底图
点云数据经处理形成三维模型后导入EPS软件中，由于其直观性和一览性，可直接在三维模型上对房屋、围墙、道路、水系、植被等各种地物要素进行准确判读，精确提取地物和地貌的特征点，以点、线、面的方式表示地籍图符号，根据权籍调查工作的需要，可制作1：500～1：2000比例尺的地籍图。充分采用集体土地所有权登记发证已形成的地籍区、地籍子区界线和集体土地所有权界线，并标注乡镇、村、村民小组及重要地物的名称，编辑形成农村权籍调查工作底图。
4.4精度分析
用全站仪对农村居民点内较明显界址点进行实地测量点位坐标，通过与三维模型提取的同一位置的界址点的平面坐标相比较，33个检查点中误差为4.14cm，符合地籍图精度要求。
5结束语：
实践表明，相较于传统测量方式，三维激光扫描技术在地籍图测绘方面有着明显的优势。三维激光扫描技术以其快速高效的数据采集能力，极大地提升了地籍图测绘的工作效率。由于三维激光扫描技术尚在发展初期，受制于资金、技术及推广等原因，目前只在少数地区应用推广，其他大多数地区的地籍测绘工作还是以传统测量手段为主。但随着三维扫描技术日臻成熟，将会更广泛地应用于测绘领域。
参考文献：
[1] 赵鑫华.三维激光扫描技术在地籍测绘中的应用[J].产业与科技论坛，2017，
[2] 杨远芳，师俊峰.农村房地一体化权籍调查方法[J].城市建设理论研究，2018，
论文作者:刘海生
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：激光论文; 测量论文; 技术论文; 地籍图论文; 数据论文; 农村论文; 宅基地论文; 《基层建设》2019年第1期论文;