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30万+超低价格,不动产地籍测绘神器之地面三维激光扫描仪

2018 / 02 / 02
“我们城中村的窄路、无路区域可以使用么?”
“这个设备能做到多少公分?是否能满足我们的需要?”

“这个产品价格大概是多少?”

我们都能满足


近年来,国内开展的农村地籍测量工作多呈现出预算不足、时间紧、任务重的特点。对于城中村、无GPS信号的房屋密集区域,传统的GPS和全站仪模式难以避免采用支站作业的方式进行数据采集,外业劳动强度大,作业周期长,成本高。海达数云移动测量轻量化摩托作业模式虽然在实际生产中极大的提高了作业效率和节省了成本,但在上述区域还存在扫描“盲区”。因此,在GPS信号弱无固定解的地带、地形变化较为复杂摩托车无法正常行驶的山路、环境极其复杂的城中村等“特殊地带”,HS系列地面三维激光扫描仪可以很好的配合移动测量摩托车解决这些问题,形成了综合性的解决方案。
一、测区概况
武汉某城中村为例,依托地面三维激光扫描技术在农村地籍测量工作中的技术特点,分析地面三维激光扫描的误差来源和精度特征,结合工程实例,验证该技术在农村地籍测量中应用的可行性,为新技术在不动产测绘领域的应用提供参考,提供更多更灵活的选择。

图1:测量现场

图2:外业采集环境

图3:现场作业
二、设备介绍
海达数云依据农村地籍测量技术要求,结合设备产品性能特点,整合完善现有的后处理软件,形成一套全流程的不动产地形测绘采集与生产解决方案。
(一)HS系列地面三维激光扫描仪(改良版)
HS系列地面三维激光扫描仪是海达数云完全自主知识产权的高精度静态地面三维激光系统。该设备具有高精度、高频率、长距离等特点,广泛应用于各大领域并提供完整的后处理流程解决方案。

图4:HS系列高精度三维激光扫描仪
(1)HS地面扫描仪测程:450-1200m
(2)扫描仪频率:最大50万点/秒
(3)扫描角度:360°×100°
(4)测量精度:5mm@40m
(5)扫描频率:36°/秒
(6)重量:10.3KG
(二)设备外业特征
1.自由设站,大致整平,无须对中,相对于全站仪大大节省了外业时间。
2.全方位360°扫描,所见即所得,较全站仪,不会因遗忘而漏采集地物点。
3.每站扫描时间仅需4min,站与站之间的数据自动拼接,极大地节省外业时间。
4.每一个图斑只需要在四个角落的空旷处布设4个控制点即可,较全站仪,该控制点无须通视,且空旷处信号较好,不用在房屋夹巷(往往受到信号差的困扰)中布设控制点。
5.降低外业劳动强度,仪器架设完毕后,作业人员只需要站在仪器旁边等待仪器自动完成扫描,即可进入下一站作业。
(三)设备内业特征
1.点云自动配准,无需人工干预,不影响正常外业工作。
2.现场实景还原,摆脱了因记忆不清、遗忘现场导致反复查图的困扰。
3.坐标转换,最少需要三点坐标控制转换,无需太冗杂的打点工作。
4.依据点云测图,依据高精度清晰点云联合CAD测图。
三、技术路线

图5:总体技术路线
四、测量成果
(一)数据采集
HS扫描仪采用每秒50万点的激光器,可获取高精度、高密度的三维点云数据。

图6:测区整体点云数据

图7:局部点云数据
(二)数据拼接
将HS扫描仪原始点云文件格式转化,一键导入HD SCENE软件。

图8:点云测站拼接
无需手动选取特征点、同名点信息,自动配准点云。

图9:自动配准点云
多数测站拼接精度30mm左右,测站重叠度需满足15%-50%,重叠度越高软件运行越快拼接精度越高。

图10:自动配准点云

图11:合并后的点云数据
拼接后,软件可自动生成精拼报告以供验证。若检查发现局部数据出现异常可返回调整测站界面,增设同名点提高拼接精度。

图12:配准报告

图13:整体点云灰度渲染

图14:整体点云高程渲染

图15:合并导出
多测站点云数据拼接后和合并导出为整体。
(三)精度验证
点云切片,验证房屋轮廓厚度,对拼接好的整体点云进行切片检查:

图16:点云切片
大多数区域点云数据为1-2cm厚,存在少数屋檐圆柱状墙体部分,点云为3cm,未出现超过3cm厚度的部位。

图17:点云切片量距
(四)地籍成图
利用地籍成图软件,可支持海量三维点云数据加载浏览,保证成图过程中点云无损加载和编辑。并根据测区和房屋特点,基于点云轮廓线快速绘制地籍图。

五、作业效率
一个组(2人),作业效率如下:
六、系统优势
(一)扫描时间
由于激光扫描原理导致HS扫描仪在常用的档上随着档位(扫描时间)的增加,点云间距在不断减小,而对于农村地籍常用的10m-50m,测程区间选择4min档的即可达到优于3cm的点间距,已能满足点云后期测站拼接、图形绘制的要求。
(二)点云拼接
为了检验无目标点云拼接算法对点云精度的影响,需要测定不同档位在各测程上不同测站的拼接前同名目标上相同位置点云间距离,取平均值作为此档位对应测程同名目标上间距,然后与此档位此测程拼接后对应同名目标点云间距离进行比较,计算中误差并进行点云拼接精度的检验。

图21:点云拼接精度检验的结果
即采用点云无目标拼接技术进行测站间的坐标转换,精度可达到30mm以内,完全可以满足地籍测量的需求。
七、小结
(1)HS扫描仪以其全天候(夜间亦可作业)、全自动、高效率、高精度、低劳动强度等特点,成为农村地籍测量数据采集新的利器。
(2)作业时不需要控制点的延续、每站通视,只需保证两站间有一定的公共区域即可,提高了作业效率。
(3)高效的点云自动化拼接软件,在解放内业的同时,也减少了人为误差造成的对拼接精度的影响。
(4)全自动、智能化的的数据采集方式大大减少了外业人员和设备数量上的投入,也降低了外业人员素质上的要求,降低了生产成本。
(5)配合移动测量摩托车在某些“特殊”的区域进行有效补采,最终形成车载、地面点云数据整体套合,减少了扫描盲区,提高了综合作业效率。

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