车载移动测量技术在地籍测量中的应用

陈大鹏

（黑龙江林业职业技术学院,黑龙江 牡丹江 157011）

随着我国信息化建设的不断发展，各行业对地理信息的要求也越来越高。我国为全面掌握土地现状，满足经济社会发展和生态文明建设的需要，第二次全国土地调查（简称“二调”）于2007年7月1日全面启动，目前部分地区二调仍在进行。二调的主要任务是查清我国每块土地的使用状况、面积、位置、权属等信息。在二调工作中地理信息的采集成为整个项目既复杂又耗费人力、物力的工作。本文利用车载移动测量系统MMS采集物体三维坐标点云，快速高效的获取地理空间信息。

1 车载移动测量系统

车载移动测量系统MMS（Mobile Mapping System）是近年来新兴的一项测量技术，其原理主要是利用发射和接收激光束来测量系统与被测物体之间的相对位置，通过卫星定位设备获取系统的地理坐标，利用汽车的运动和扫描镜头的旋转来覆盖地物的表面，总体来说即获取地面物体表面的三维坐标点云，以此用于获取高分辨率的数字地面模型。激光雷达技术突破了传统单点测量方法的限制，具有高效率、高密度、高精度、穿透性、数字化、主动性、自动化等特性。车载移动测量系统的诞生将成为我国测绘事业发展的新航标。

1989年第一代车载移动测量系统GPSVan诞生于美国的俄亥俄州立大学。该系统被集成在汽车上，它的相对测量精度可达到5-10cm，绝对测量精度1-3m，主要由一台GPS、两个里程计、两台CCD 相机、两个陀螺和两个彩色摄像机构成。随后在1995年VISAT机动测图系统由加拿大卡尔加里大学与Geofit公司联合推出，该系统搭载了双频GNSS和惯性导航系统，精度得到了很大的提高，应用领域也从原来局限的土地测量、线路测量向其它更广泛方面扩大。在之后短短的20年中，随着计算机技术和导航技术的不断发展，移动测量技术也随之快速发展，许多专业公司研制出了采集空间数据更多、精度更高车载移动测量系统产品，主要有以下几种：OPTECH公司的Lynx（山猫）、RIEGL全新一代的VMX-250、Trimble/Applanix公司的TMX-3（landmark）、IGI公司的StreetMapper360和TOPCON公司的Ip-S2。谷歌在2007年启动了街景视图项目，以多种载体的移动测量系统获取三维数据，目前最新的车辆已配备了15个镜头，可拍摄360度的照片。如今移动测量从室外转移至室内，谷歌推出了“街景手推车”产品，用以采集博物馆、体育馆等室内数据。

国内武汉大学、立得公司、首都师范大学、山东科技大学、中国测绘科学研究院、中科院深圳研究院也相继推出车载移动测量系统。2013年国内广州中海达卫星导航技术股份有限公司公司最新研发的iScan车载移动测量系统是一种高度集成、一体化智能三维移动测量系统，将多个测量传感器封装到一个统一的平台上，具有坚固稳定、免标定、体积小、重量轻的优点，方便用户使用、维护、保管和携带。同时，系统配备齐全的数据加工处理、海量数据管理和应用服务软件，可以为用户提供快速、机动、灵活的一体化移动三维测量完整解决方案。

国外的车载移动测量技术研究起步较早、发展比较迅速、功能也相对比较完善，其应用领域探究也较为成熟。我国对车载移动测量技术的应用研究还不够成熟和全面，需要大量的实验论证。

2 车载移动测量技术获取地形图

车载移动测量技术无需建立控制网，无需人工采集碎部点，可自动采集地理空间信息。内业处理时无需构建模型，数据导入后通过编辑可直接提取特征地物信息自动成图。其特点适用于中小城镇的大比例尺地图的测绘工作。

2.1 空间数据采集

车载移动测量系统的空间采集集成了GPS、CCD、惯性导航装置、里程计、360°全景相机、总成控制模块和高性能板卡计算机。为了保证车载GPS获取空间点位精度，首先在测区附近架设基准站，基准站为车载GPS发送差分信号，获取高精度的相对点位坐标，在车载移动测量系统移动过程中车内GPS实时获取地面点位。CCD为激光扫描设备，在车载移动测量系统移动过程中通过多个摄像头的旋转扫描采集周边地物的信息。

2.2 点云数据处理

点云数据软件为iScan系统配套数据处理软件。可以根据测量车载移动过程中获取的高精度轨迹数据，自动生成激光点云；首先需要进行滤波处理，目的是剔除采集过程产生的噪点。通过噪点的剔除可以智能的保留需要的地位采集信息。结合CCD采集影像与激光点云配准，并对点云进行着色，使点云数据更直观化；点云数据处理软件提供多种方式的扫描过滤，可根据应用需要过滤不需要的点云，保留我们需要的点云信息，例如地籍测量中需要保留建筑物、宗地的垣栅信息、道路等；同时点云数据软件提供智能的点云分类算法，方便点云的后处理，使点云后处理更加智能化。点云数据软件支持多种点云数据格式的导出，包括xyz、obj、dxf、las等。

2.3 数字地面模型制作

在获取到的点云数据中存在大量的道路两旁的树木、车辆、行人等其他非地形特征点，因此采用合适的滤波方法快速检测出有效的空间数据是地图成图的关键。通过数字地面模型数据的获取能够能正确的反映出实际的建筑与地形、地貌特征，同时精度可靠有效，满足了二调成果数据要求。

3 车载移动测量技术的展望

车载移动测量技术是当今测绘界最为前沿的科技之一，代表着未来三维地理空间信息采集与更新技术的发展主流。车载移动测量系统所测的数据将面向社会各个部门的应用服务，应用范围越来越广泛。我国目前对车载移动测量技术的应用研究还不够成熟，但车载移动测量技术将会成为未来测绘工具的发展趋势。车载移动测量技术已经在国家地理国情普查，城市部件测量、高速路养护、三维街景地图等方面崭露头角。随着移动测量成果的推广使用，其直观、易用、富信息、高精度等优点会逐步得到体现并被更多的客户认可，因此移动测量系统的应用范围也将逐步扩大，其应用领域将向更多行业扩展。