汪嵩,李超,叶斌(宁波市测绘设计研究院,浙江宁波 315042)

地下车位测量方法的比较与探讨

汪嵩∗,李超,叶斌
(宁波市测绘设计研究院,浙江宁波 315042)

摘 要:针对地下车位确权问题,分别采用常规测量方法和基于三维激光扫描仪的测量技术获取界址点坐标,重点阐述了三维激光扫描仪的工作原理和数据处理方法。通过分析比较,基于三维激光扫描仪的地下车位测量技术确权精度高于常规测量方法,具有较好的推广价值。

关键词:地下车位;产权登记;三维激光扫描

1 引 言

近年来,随着城市建设和人口的快速增长,城市可利用地面空间远远不能满足城市社会经济发展的需求,地下空间建设已成为各城市建设发展的新亮点。目前常见的地下空间建设主要是结合地面建筑一并开发建设的地下附属工程,如:商品房开发住宅小区、办公楼等地下结建工程,地下开发利用作为地上权利的配套部分,如地下停车场,物业用房等。

地下车位是一种特殊的产权形式,地下车位产权的重要性随着房价的增高不断增大,而目前普遍操作是仅考虑车位个数、初步面积和相对位置,缺乏严格意义上的界线坐标,特别是随着国民维权意识的日益增长,对地下车位精确定权的要求也越来越高。根据宁波杭州湾新区房管中心在常规产权登记的要求,提出对汽车库分类为车位和车库两类属性统计,考虑到车位界线大多数以地面漆线为主,不利于长期保存和后期物业管理,要求运用测绘技术,对每个车位角点进行界址点测量,获得车位角点绝对坐标,并形成测绘成果后随房产实测绘报告一并提交产权备案,作为日后处理产权纠纷、确定产权权属的法律依据。

2 基于常规测量技术的地下停车位测量

对于地下停车位界址点,我们仅对车位的平面位置有要求,而对高程无特殊要求,因此只进行平面控制测量即可。通常平面控制测量所采用方法为可选用卫星定位测量(如CORS技术测量)、导线测量、三角测量等方法[3]。

由于地下停车位所处位置特殊,均在建筑物地下室内,而在地下室出入口均布设城市一级控制点,因此本文采用附和导线测量方法对所需测量范围进行平面控制测量。

根据现场划分好的停车位界线,将连接在一起的多个停车位(或独立的单个停车位)为一个单元,测量最外围停车位四个角点坐标作为该区块车位界址点,坐标测至车位线中心处。界址点坐标测量利用布设的图根控制点,采用全站仪解析法实测界址点坐标,根据所测成果绘制停车位界址点分布示意图,如图1所示。

图1　停车位界址点分布示意图

3 基于三维激光扫描技术的地下停车位测量

3．1三维激光扫描技术原理

地面三维激光扫描是非接触主动测量技术[2],通过激光测距仪及扫描仪内部水平角、垂直角度盘分别记录激光测量斜距和激光光束的水平角、垂直角,从而解算目标相对于仪器中心的三维坐标。

其中:L为斜距,θ为垂直角,φ为水平角。

三维激光扫描测量的坐标原点S在仪器中心,Y轴在仪器固定方向上,为激光扫描方向,z轴竖直向上,X轴由右手直角坐标系确定。通过式(1)可将扫描仪获得的距离及角度数据转换为三维空间直角坐标数据,从而获得在同一空间参考系表达目标空间分布和目标表面光谱特性的点云。

RIGEL VZ-400三维激光扫描技术指标 表1

图2　RIGEL VZ-400激光扫描仪

3．2基于三维激光扫描技术对地下车位扫描

地下汽车位测量是房产测绘单位的主要作业内容之一,三维激光扫描技术可提供完善的数据采集、处理及“办公室”测绘手段,检验工作可直接基于激光点云完成,为提高地下汽车位测量效率提供了崭新的作业方式。

三维激光扫描仪一次扫描的数据有限,为了获得所有汽车位的点云数据,必须分多次在不同的测站进行数据扫描。开启扫描仪新建工程及测站,设置扫描仪分辨率、水平及垂直方向的角度范围,其中VZ-400扫描仪对测量车行进方向的右侧扇形区域进行推扫,单站测量的有效汽车位数为18个,待单站点云数据采集完毕后,新建扫描站并将车载系统移动至下一扫描站,直至完成整个地下汽车位扫描。如图3所示:

图3　三维激光扫描仪获取的车位点云数据

三维激光扫描仪点云数据不可避免会存在一定的噪声点,一般采用手工选择并删除的方法;对于实物表面、肉眼难以分辨的噪声点,则通过激光点云数据处理软件来剔除。

地下汽车位线的绘制在基于MicroStation开发的TerraSolid软件中完成。将点云导入、分类并按强度设置点云的显示模式,通过设置合理的反射强度分布范围来增强点云中汽车位线与周围地物的反差,利用MicroStation的绘线工具直接在点云中人工勾绘汽车位边线。

3．3扫描结果稳定性测评

随机选择10个地下汽车位样本,对于任意一个样本汽车位均选取两个不同的站点采用用三维激光扫描仪进行扫描,获得的点云数据经过上述方法处理后,人工从处理后的点云中采集地下汽车位尺寸,每站扫描获取的地下汽车位尺寸均量测2次,比较4次量测结果的差值,以此来验证三维激光扫描方法的稳定性。试验结果如表2所示:

三维激光扫描技术数据采集稳定性测试记录表 表2

从表2可以看出,所有样本数据在不同的测站所测4次成果中,边长较差均小于3 mm,三维激光扫描技术测量数据的稳定性符合地下汽车位作业要求。

4 常规测量方法与基于三维激光扫描技术测量方法比较分析

4．1界址点坐标比较

任意选取采用常规方法可以获取界址点坐标10 个,与采用基于三维激光扫描技术测量方法所获取界址点坐标进行对比,比较坐标差值如表3所示:

坐标差值表 表3

从采用两种方法所任意选取的10个界址点坐标差值表中,可以看出采用基于三维激光扫描技术测量方法所获取界址点坐标与常规测量方法所得到的界址点坐标差值绝大部分在1 cm以内,只有编号4差值在1．1 cm,对该点采用常规方法检核测量,发现该点坐标与上次测量出现偏差,而与基于三维激光扫描技术测量方法所获取的坐标较为接近。

4．2停车位尺寸比较

界址点坐标的不同直接导致停车位尺寸的差异,为了探讨这两种方法对车位尺寸的影响以及所得界址点的精准度,引入手持测距仪测距方法,认为该方法所得尺寸近似为真值,任意量取10组两界址点间停车位的长度或者宽度,分别与常规测量方法和基于三维激光扫描技术测量方法所得车位的长度或者宽度进行比较。

车位尺寸计算差值表 表4

说明:差值1表示手持测距仪测距与常规方法的差值,差值2表示手持测距仪测距与激光扫描方法的差值。

由表4可以看出常规方法与手持测距仪测距的差值变化范围较大,最大为-0．043 m,根据房产测量规范[9]可知一类界址点测量限差为±0．04 m,超出误差范围,而基于三维激光扫描技术测量方法与手持测距仪测距的差值变化范围相对集中(差值在±0．002 m)。

4．3结果分析

通过上述两组实验数据对比以及工作中所遇到的情况,对数据结果进行分析:①常规方法测量的界址点坐标与基于三维激光扫描技术测量方法测量的界址点坐标存在一定差异,且经过实验检核,后者所得坐标更为准确,整体稳定性较好;②基于三维激光扫描技术测量方法外业采集点云数据均为仪器操作,不涉及人为参与影响测量精度,大大减小偶然误差的存在;③采用常规方法测量,在不同的测站假设仪器对相同的点测量,所得结果也会存在偏差,基于三维激光扫描技术测量方法避免常规测量方法可以消除不同架站对同一界址点测量产生的测量误差影响;④由表4可以知道基于三维激光扫描技术测量方法所得车位尺寸与钢尺测距差值较小,并且分布也较为集中,可减少外业检核工作量。

5 总 结

基于三维激光扫描技术测量方法可以获得可靠的界址点坐标,通过上述与常规测量方法采集界址点坐标进行比较,其精度可达到停车位界址点测量要求,便于地下停车位的精确定权(面积、尺寸、坐标);并且缩短外业工作时间,提高了工作效率,该技术在地下停车位界址点测量中应用的具有一定的可行性和可靠性。

参考文献

[1] 毛方儒,王磊．三维激光扫描测量技术[J]．宇航计测技术,2005,25(2):1～6．

[2] Mills,J．and Barber,D．,2003．An Addendum to the Metric Survey Specifications for English Heritage-the collection and archiving of point cloud data obtained by terrestrial laser scanning or other methods．Version 11/12/2003．

[3] 刘海飞,杨敏华,车建仁．地下空间中测绘技术的探讨[J]．地理空间信息,2013,12:16～18,21．

[4] 李德仁．移动测量技术及其应用[J]．地理空间信息, 2006,4(4):1～5．

[5] 马立广．地面三维激光扫描测量技术研究[D]．武汉:武汉大学,2005．

[6] 杨留方,沈名威,宗庆．机载LiDAR技术及航测遥感影像在机场净空保护区障碍物调查中的应用[J]．城市勘测, 2012(4):80～82．

[7] 郭岚,陈迅,杨永崇．地下建筑物三维测绘技术初探[J]．测绘通报,2014(2),87～89,92．

[8] 陈允芳,叶泽田．IMU/ DGPS辅助车载CCD及激光扫描仪三维数据采集与建模[J]．测绘科学,2006,31(5):91～92．

[9] GB/ T17986．1-2000．房产测量规范[S]．

Comparison and Discussion of Measurement Method About the Underground Parking Spaces

Wang Song,Li Chao,Ye Bin
(Ningbo Institute of Surveying & Mapping,Ningbo 315042,China)

Abstract:For the question of determine the underground parking spaces ownership,obtain the coordinates of the boundary points using conventional measurement method and techniques based on 3D laser measurement system,expounded the basic principle and the method of data processing,analysis and comparison,the accuracy of property rights registration about the techniques based on 3D laser measurement system is better than the conventional measurement method, with good promotional value．

Key words:parking spaces of underground;property rights registration;mobile 3D laser

文章编号:1672-8262(2015)06-109-04中图分类号:P258,P234

文献标识码:B

收稿日期:∗2015—06—12

作者简介:汪嵩(1982—),男,工程师,硕士,主要从事城市测量、三维激光扫描技术应用、生产及管理工作。