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应用丨房地一体要精准高效?激光SLAM给你答案

海达数云 中海达讯 2022-05-16



“房地一体”的农村宅基地、集体建设用地确权登记颁证工作是维护农民的合法权益,促进农村社会秩序和谐稳定的重要举措,也是建立和实施不动产统一登记制度的基本内容。



行业痛点

我国国土幅员辽阔,农村居住环境往往呈现出地域分化明显、错落分散、建筑排列紧密的特点,项目承担单位在开展房地一体项目时,传统的测量技术往往不堪重负。

1、消耗人力、时间较大、对人员要求高

以传统测量方式为例。全站仪和RTK一次采集一个点,获取一个区域的信息需花费大量的时间人力。对控制点的布设密度,测量精度以及作业人员的专注度都有相当高的要求。



2、隐蔽点影响精度,测量累计误差较大,对项目管理要求高
以倾斜摄影测量方式为例。此测量方式对布设检查点要求高,存在隐蔽点难以量测、图根控制点不易保存、产生测量累计误差较大、效率低重复工作等问题,因此对项目的实施管理有更高的要求。


3、作业场景切换不便,环境受制
以现有地面移动测量系统为例。目前地面移动测量系统多车载,均需依赖全球卫星导航系统(GNSS)和惯性导航系统,在弱信号或无信号的室内和地下空间等环境中无法正常工作。


激光SLAM技术为房地一体带来新手段

中海达旗下子公司武汉海达数云技术有限公司(下称海达数云)推出的激光SLAM技术的HERON LITE便携式移动测量系统,在市场上被公认为是室内建筑、小型基础设施、地下矿山和洞穴进行快速三维测量的理想选择。该系统可单人操作,无需初始化程序,且具备强大的专利SLAM算法,可适应任何环境,无论是室内还是室外,无论白天还是黑夜,轻松获取外业场景数据,有助于破解房地一体的行业痛点。


▲HERON LITE便携式移动测量系统


HERON LITE便携式移动测量系统核心部件主要有全景摄像机、激光扫描仪、惯性测量单元、伸缩杆、外部电源、控制板、HERON桌面(后处理)和重建软件(注册和特征提取)。该系统拥有的性能优势如下。


轻便、自动、易上手

扫描仪重2.5Kg,操控平板重1.4KG,成人女性可轻松负重;操作简单方便,点云预处理时间短,自动化程度高,亦可人工干预,对人员专业化要求低。


连贯、灵活、一体化

降低了测量复杂性,减轻工作量;无需GPS信号,可灵活进入狭小空间采集数据,具有连贯性,实现室内外、地上地下一体化扫描作业。采集无需初始化,采集轨迹无需闭环,即停即走


应用久、软件更新快、兼容性高

在欧洲等多地应用超十年,软件全球同步更新,并与国际多种主流工具兼容,支持DOM成果数据导入

稳定、高效、自由搭配

适应多种环境,长时间工作故障率低,可快速获得所需点云数据,数据精度高;可按需与固定测站式三维激光系统、机载三维激光系统配合使用,既能保证精度,又能保证效率。

▲机载激光点云俯视图


▲SLAM点云前视图


无SLAM点云切片图  有SLAM点云切片图



激光SLAM技术应用实例

房地一体项目区域隶属贵州榕江县某村与广州清远市某村,测区主体为农房,贵州山区地势起伏较大、广州区域地势大部分趋于平坦,地面要素主要为房屋、道路、高压线塔、农田等。



外业数据采集

手持/背包模式
数据内业处理
(1)数据解算阶段

▲轨迹解算

▲人工调整

▲控制点显示


(2)数据后处理阶段
点云数据的整体三维效果可以在重建预处理软件中查看,也可以显示为二维蓝图效果图,可直接用于量测房屋边长、测量房屋面积。3D点云数据可直接转换全球坐标系统。

▲2D蓝图

▲3D点云数据

(3)精度验证

▲全站仪坐标导入点云对比分析


▲全站仪坐标落在角点上


精度验证报告


依据点云成图

依托专业点云测图平台软件,导入点云后可直接进行三维测图,辅助视图是用于辅助测图的三维视图,可以特定视角查看指定区域点云。


双视图


▲点选查询



▲整体依据点云测图效果



应用结论

1、采用激光扫描采集地表地籍要素时,可以将房屋用任意高度切断面,房屋边界以矢量点的形式呈现,可以更直观的判断墙面位置,减少判断过程。

2、墙面没有凹凸,采集精度更高(对比倾斜摄影方式)。

3、不需要大规模布设像控点,大大减少外业工期。

4、在一些无人机无法扫描的区域,可以很有限的进行补充,保证房屋墙面的完整性,且不会产生变形,提高数据精度。

5、即便遮挡很严重、无GNSS信号的区域,也可以通过SLAM算法采集房屋墙面,获得墙体位置。

6、无需初始化设置,无需闭环采集,通过少量均匀分布的控制点,保持整体点云精度,大大提高测量效率。

7、配套制图软件符合CAD用户习惯,依据清晰点云,高效测图及符号化


▲多测量方式效率对比


通过在房地一体项目中的应用,HERON LITE便携式移动测量系统既不需要大量地面控制点,也不需要GNSS信号,极大提高了房地一体测量效率。同时,该系统可单独使用,亦可多组合灵活搭配,方便用户选择。

作者/海达数云  编辑/何溪


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