手持SLAM激光雷达在禁飞区房地一体测量中的应用

摘要：房地一体测量成果是房屋不动产登记基础数据，针对如何快速有效地采集禁飞区大比例尺地籍及房屋数据，提高房屋不动产登记的效率，降低数据采集的成本，是测绘地理信息行业使命和挑战。本文通过某地区机场附近实际项目，采用灵光Lixel L2Pro三维激光扫描仪采集房屋及附属的地籍空间数据和属性信息、SummitMap软件内业测图作业方案，并对其生产精度及作业效率进行统计分析。结果表明，采用该解决方案数据采集精度可靠，能大幅度减少内外业耗时，提高生产效率，降低人工成本，有效解决禁飞区房地一体测绘工作效率低下、精度不高等难题，为省级乃至全国同步完成房地一体测绘工作提供了一种新且有效的技术思路和解决方案。

1.行业背景

不动产统一登记制度推动：国家大力推行不动产统一登记制度，要求将土地、房屋等不动产的权利归属和其他法定事项进行统一登记。测绘房地一体是不动产统一登记的基础工作，为准确确定不动产的权属、界址、面积等提供数据支持，如《不动产登记暂行条例》等法规明确了相关要求。

农村土地制度改革需求：在农村土地制度改革中，农村宅基地和集体建设用地房地一体确权登记发证工作是重要内容。通过测绘房地一体，明晰农村土地和房屋的产权，有助于维护农民合法权益，促进农村土地流转和农村经济发展，推动乡村振兴战略实施。

禁飞区房地一体作业需求：无人机作业通常具有高效、精准等优势，可快速完成大面积的房地一体测绘工作。然而在某些地区或场景下，可能存在无人机飞行的法规限制或安全隐患，如飞行限制区、人群密集区域或飞行可能对地面人员构成风险的情况。在这些情况下，SLAM激光雷达成为更安全、更合规的选择。

2.SLAM技术数据获取优势

房地一体测量对象主要为房屋及其附属等地籍要素，这类地物通常较集中密集，采用传统测绘手段成本高、房屋密集区信号差、测量误差大、成果形式单一，难以满足高精度要求;无人机航测则因禁飞区的限制而无法实施。而采用视觉SLAM测量技术，因激光扫描对工作环境有极强的适应性，能在密集房屋的房地一体测量中发挥较好的作用。具体表现为:

(1)外业数据采集效率高，点云相对精度极高，房屋边长误差小，长巷窄道等区域可快速获取空间三维数据;

(2)内业点云处理自动化程度高，需人工参与的工作少，不需要大量的计算资源，较短时间内便能生产较大面积的点云成果:

(3)系统操作简单，可连贯持续数据采集，对作业员的技术门槛要求低，可实现复杂区域一体化扫描作业;

(4)系统工作稳定，可进行长时间数据采集，禁飞区采集效率提升5~8倍，单人即可完成复杂场景的数据采集，能满足禁飞区房地一体项目大面积数据采集的需要:

(5)成果类型丰富，三维点云与模型成果结构丰富，纹理清晰，实景全面还原，数据可复用性强:

(6)成果精度高，传统测量方法虽然在局部精度上具有优势，但往往整体精度难以把控，而手持SLAM激光雷达的成果精度无论局部还是整体均能达到不错的效果

3.应用案例

项目概况:某机场周边作业区，面积约为0.2平方公里，无法采用无人机作业，给房地一体测绘工作带来一定困难。鉴于该项目的特点，采用手持SLAM激光雷达进行测量能够快速有效地获取建筑物要素信息，再利用专业软件对点云数据进行处理，获取房屋及其附属的围墙、室外楼梯、通廊、门顶等房地一体地籍要素信息。

测区范围:

设备选用

本项目选用灵光Lixel L2Pro手持SLAM扫描仪，其深度集成了激光雷达、视觉与IMU等模块，结合AI智能，在实时数据的质量和可用性上迎来巨大的突破，引领SLAM设备进入"0处理时代”。其300m测程可满足大部分测绘项目的要求，而且超宽视场角度可方便获取更多地理信息

其主要特性包括:

1、硬件方面:一体集成、设备体积小、颜值高、重量轻，全模块重量仅为1.9kg，方便携带、减轻负担，

操作方面:操作简单、步骤少、新用户可轻松掌握:2

3、赋色方面:L2 Pro搭载4800万像素双内置镜头，带来照片级的彩色点云，真实还原现场环境;

4、点云精度:可以直出具有绝对坐标的点云数据，无需等待立即可用，且绝对精度在3cm之内，相对精度仅为1cm，点云厚度5mm，可用作图建模，同时做到点云棱角分明、不失真、密度均匀细腻:

5、复杂场景:复杂现场室内、地下等卫星信号缺失区域，也能依靠SLAM持续获取绝对坐标，在地铁、隧道等弱特征环境，依旧可以稳定建图。

扫描分区规划和路径规划

扫描前，对测区做分区划定和路径规划，分区划定能有效缩短扫描时间，控制扫描精度的衰减。路径规划是按照较优的路线进行作业，避免出现漏扫和重复扫描，漏扫会造成扫描漏洞，重复扫描则会增加点云厚度等，均会影响点云数据的质量。

数据采集

扫描分区划定和路径规划完成后进行扫描作业。选择合理有效的检核点，将灵光L2Pro激光雷达放置在检核点，并通过 LixelGO App 连接该设备，做好开机、静置等准备工作，系统的各项传感器完成自检后，按照规划好的路径进行扫描作业.

LixelGO App初始化界面:

数据处理

相较于市面其他品牌的手持扫描仪，灵光LixelL2Pro可提供堪比后处理的实时数据，直出即可作图建模，实时数据即带坐标信息，绝对精度可达3cm。将设备设置为U盘模式，通过USB传输线将点云数据拷贝到电脑上，即可使用实时点云数据进行房地一体化作业。

在测区中选择特征明显的角点，利用全站仪实测出来作为检核点，将检核点导入软件中，与扫描后成果进行比对，本次作业的点云数据精度均在5cm之内。

检核点检查精度:

4.点云测图

本项目点云测图采用SummitMap一站式智能成图软件，对手持SLAM激光雷达获取的点云数据进行测图作业。该软件基于采集自动化、要素全息化、表达实体化、生产协作工厂化理念，支持多源数据加载，可支持激光点云、倾斜模型、常规航片、卫星立体等多种类型数据:真立体加持，在具备裸眼三维测图的基础上，同时可以在真立体环境作业:智能化生产，支持道路提取、房屋提取、路灯智能采集、自动注记等多种半自动测图功能;系统打造"采编一体化，内外一体化"的高效作业模式，适用于房地一体、新型测绘、城市勘测设计、水利、林业等诸多领域。

倾斜三维模型与激光点云融合测图:

点云二三维数据与全景影像联动测图:

具体作业流程:

(1)将点云按照所需绘制的面进行垂直投影，然后进行切片，导入SummitMap编辑软件中绘制房屋及附属的地籍空间数据和属性信息。

打开Mylas2数据

点云数据在软件中显示

(2)使用按边采线采集房屋

绘制房屋显示

绘制围墙显示

（3）将画完矢量数据导出DWG格式

     (4)成果展示成果

在CAD中显示

本方案通过路径规划、数据采集、数据处理、房地一体地籍要素采集等数据采集生产作业流程，获取宗地图、房产分户图等相关图件。然后经过数据质量检查、数据库结构设计，完成数据整理入库工作。在此基础上进行统一确权登记，为广大衣民合法拥有的不动产颁发房地一体不动产权证书，为多村振兴和城多融合发展定产权基石。

利用灵光LixelL2Pro可快速完成大面积禁飞区场景房地一体测量工作，可获得绝对精度3cm的真彩色点云数据，即采即用，将房地一体项目中需要的各类地籍要素的各个部位和结构完整地还原展现。再将点云成果数据结合SummitMap软件绘出对应的线划矢量数据，完美解决禁飞区效率低、人员投入大的问题。这种作业方式不仅节省时间，提高了生产效率，同时对作业人员的专业技能要求也比传统测绘方法要低，为房地一体测绘工作提供了一种新的解决方案和作业技术思路。

(1)成果精度分析

通过对该房地一体项目的数据统计分析，利用手持SLAM三维激光扫描获取的成果数据对地物的覆盖与传统测量方式比较，提供了更多的参考数据,有效提高了成果的进度及可靠性。项目区按照房地一体项目作业要求进行质量检查并进行精度统计，结果满足房地一体测量相关规范要求。

(2)效率分析

本项目外业数据采集阶段，仅需15分钟即可完成约0.2平方公里区域作业。在房屋较为密集区域与传统测量方式相比，采用手持三维激光扫描仪的工作效率提高接近5倍;内业成图阶段采用SummitMap一站式智能成图软件，仅需约90分钟即可完成绘制宗地图、房产分户图等相关图件，相较于行业其他相关测图软件，工作效率大幅提高;在质量检查阶段充分利用三维激光扫描仪记录的相关信息(如:彩色点云数据、实景照片等相关空间、属性信息)，提高约3倍作业效率。