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論地形、地籍的測(cè)量技術(shù)
【論文關(guān)鍵詞】：GPS、RTK測(cè)量技術(shù);技術(shù)
【論文摘要】：GPS、RTK 測(cè)量技術(shù)是建立在載波相位觀測(cè)值基礎(chǔ)上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)，文章就利用這項(xiàng)新技術(shù)在地形和地籍測(cè)量中的應(yīng)用情況做一介紹。同時(shí)，文章利用地理信息系統(tǒng)(GIS)對(duì)測(cè)繪地形、地籍以及生成土地證、房產(chǎn)證等一些圖件進(jìn)行說(shuō)明, 并作相應(yīng)的轉(zhuǎn)換處理, 滿足了地籍管理工作的需要。
一、基于GPS、RTK測(cè)量技術(shù)的地形和地籍研究
(一)概述
GPS、RTK 測(cè)量技術(shù)是建立在載波相位觀測(cè)值基礎(chǔ)上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)，文章就利用這項(xiàng)新技術(shù)在地形和地籍測(cè)量中的應(yīng)用情況做一介紹，供同行參考。地形測(cè)圖是為城市以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃和各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。地籍測(cè)量是精確測(cè)定土地權(quán)屬界址點(diǎn)的位置，同時(shí)測(cè)繪供土地管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖，并量算土地面積。用常規(guī)的測(cè)圖方法(如用經(jīng)緯儀、測(cè)距儀等)通常是先布設(shè)控制網(wǎng)點(diǎn)，這種控制網(wǎng)一般是在國(guó)家高等級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)上加密次級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)。最后依據(jù)加密的控制點(diǎn)和圖根控制點(diǎn)，測(cè)定地物點(diǎn)和地形點(diǎn)在圖上的位置，并按照一定的規(guī)律和符號(hào)繪制成平面圖。GPS 新技術(shù)的出現(xiàn)，可以高精度并快速地測(cè)定各級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)。特別是應(yīng)用RTK 新技術(shù)，甚至可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，便可以高精度并快速地測(cè)定界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo)，利用測(cè)圖軟件可以在野外一次測(cè)繪成電子地圖，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)和繪圖儀、打印機(jī)輸出各種比例尺的圖件。應(yīng)用RTK 技術(shù)進(jìn)行定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)(如偽距或相位觀測(cè)值)及已知數(shù)據(jù)?(如基準(zhǔn)站點(diǎn)坐標(biāo))實(shí)時(shí)傳輸給流動(dòng)站GPS 接收機(jī)，流動(dòng)站快速求解整周模糊度，在觀測(cè)到四顆衛(wèi)星后，可以實(shí)時(shí)地求解出厘米級(jí)的流動(dòng)站動(dòng)態(tài)位置。這比GPS 靜態(tài)、快速靜態(tài)定位需要事后進(jìn)行處理來(lái)說(shuō)，其定位效率會(huì)大大提高。故RTK 技術(shù)一出現(xiàn)，其在測(cè)量中的應(yīng)用立刻受到人們的重視和青睞。
(二)RTK 技術(shù)應(yīng)用
RTK 技術(shù)用于各種控制測(cè)常規(guī)控制測(cè)量如三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且精度不均勻，外業(yè)中不知道測(cè)量成果的精度。GPS 靜態(tài)、快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量無(wú)需點(diǎn)間通視能夠高精度地進(jìn)行各種控制測(cè)量，但是需要時(shí)候進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)定位并知道定位精度，內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求必須返工測(cè)量。而用RTK 技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量既能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，又能實(shí)時(shí)知道定位精度。這樣可以大大提高作業(yè)效率。應(yīng)用RTK 技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位可以達(dá)到厘米級(jí)的精度，因此，除了高精度的控制測(cè)量仍采用GPS 靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)之外，RTK技術(shù)即可用于地形測(cè)圖中的控制測(cè)量，地籍測(cè)量中的控制測(cè)量和界址點(diǎn)點(diǎn)位的測(cè)量。地形測(cè)圖一般是首先根據(jù)控制點(diǎn)加密圖根控制點(diǎn)，然后在圖根控制點(diǎn)上用經(jīng)緯儀測(cè)圖法或平板儀測(cè)圖法測(cè)繪地形圖。近幾年發(fā)展到用全站儀和電子手簿采用地物編碼的方法，利用測(cè)圖軟件測(cè)繪地形圖。但都要求測(cè)站點(diǎn)與被測(cè)的周圍地物地貌等碎部點(diǎn)之間通視，而且至少要求2-3 人操作。采用RTK 技術(shù)進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，僅需一人背著儀器在要測(cè)的碎部點(diǎn)上呆上一、二秒鐘并同時(shí)輸入特征編碼，通過(guò)電子手簿或便攜微機(jī)記錄，在點(diǎn)位精度合乎要求的情況下，把一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形地物點(diǎn)位測(cè)定后回到室內(nèi)或在野外，由專業(yè)測(cè)圖軟件可以輸出所要求的地形圖。用RTK 技術(shù)測(cè)定點(diǎn)位不要求點(diǎn)間通視，僅需一人操作，便可完成測(cè)圖工作，大大提高了測(cè)圖的工作效率。
(三)RTK 技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用
地籍和測(cè)量中應(yīng)用RTK 技術(shù)測(cè)定每一宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)以及測(cè)繪地籍圖，同上述測(cè)繪地形圖一樣，能實(shí)時(shí)測(cè)定有關(guān)界址點(diǎn)及一些地物點(diǎn)的位置并能達(dá)到要求的厘米級(jí)精度。將GPS 獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入GPS 系統(tǒng)，可及時(shí)地精確地獲得地籍圖。但在影響GPS 衛(wèi)星信號(hào)接收的遮蔽地帶，應(yīng)使用全站儀、測(cè)距儀、經(jīng)緯儀等測(cè)量工具，采用解析法或圖解法進(jìn)行細(xì)部測(cè)量。
在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中，RTK 技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界樁位置，確定土地使用界限范圍、計(jì)算用地面積。利用RTK 技術(shù)進(jìn)行勘測(cè)定界放樣是坐標(biāo)的直接放樣，建設(shè)用地勘測(cè)定界中的面積量算，實(shí)際上由PS 軟件中的面積計(jì)算功能直接計(jì)算并進(jìn)性檢核。避免了常規(guī)的解析法放樣的復(fù)雜性，簡(jiǎn)化了建設(shè)用地勘測(cè)定界的工作程序。在土地利用動(dòng)態(tài)檢測(cè)中，也可利用RTK 技術(shù)。傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)野外檢測(cè)采用簡(jiǎn)易補(bǔ)測(cè)或平板儀補(bǔ)測(cè)法。如利用鋼尺用距離交會(huì)、直角坐標(biāo)法等進(jìn)行實(shí)測(cè)丈量，對(duì)于變通范圍較大的地區(qū)采用平板儀補(bǔ)測(cè)。這種方法速度慢、效率低。而應(yīng)用RTK 新技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，則可提高檢測(cè)的速度和精度，省時(shí)省工，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，保證了土地利用狀況調(diào)查的現(xiàn)實(shí)性。
二、GIS在 地籍、地形測(cè)量中的運(yùn)用
(一)概述
目前GIS 正向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)多維化、系統(tǒng)集成化、系統(tǒng)智能化和應(yīng)用社會(huì)化的方向發(fā)展。互操作地理信息系統(tǒng)是GIS 系統(tǒng)集成的平臺(tái), 它實(shí)現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境下多個(gè)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用系統(tǒng)之間的通訊協(xié)作。基于WWW的GIS (WEB GIS) 是利用Internet 技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布空間信息, 供用戶瀏覽使用, 成為GIS 社會(huì)化大眾化最有效的途徑。面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件的GIS 是把GIS 功能模塊劃分為多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)控件, 完成不同功能, 通過(guò)可視化工具集成起來(lái), 形成最終GIS 應(yīng)用。嵌入式GIS 是將GIS 功能與嵌入式設(shè)備,嵌入式操作系統(tǒng)相結(jié)合創(chuàng)造更自由隨意的GIS應(yīng)用模式。三維GIS (3D GIS) 目前研究重點(diǎn)集中在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)現(xiàn), 立體可視化技術(shù)的應(yīng)用, 三維系統(tǒng)功能和模塊設(shè)計(jì)等方面。數(shù)字地球是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí), 其核心思想是利用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球問(wèn)題和最大限度地利用信息資源。
在GIS 軟件開(kāi)發(fā)方面, 更換平臺(tái)和環(huán)境,擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、更改一切語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)模式。操作平臺(tái)以原Unix 為主流更換到WindowsNT/ 2000 平臺(tái), 后者已成為發(fā)展主流。在理論研究方面, 時(shí)空數(shù)據(jù)處理及三維GIS仍然是當(dāng)前熱點(diǎn), 隨著計(jì)算機(jī)處理能力和多維空間可視化技術(shù)的進(jìn)步, 推進(jìn)商品化的多維GIS將為時(shí)不遠(yuǎn)。在國(guó)內(nèi), 當(dāng)前研究GIS 系統(tǒng)的主要有中國(guó)地大、武漢瑞得、南方CASS、金陵地籍等大小幾十家企業(yè), 各家軟件偏重點(diǎn)不同, 使用方法各異。針對(duì)各個(gè)單位要求形成的數(shù)據(jù)格式不一樣,作者在各個(gè)軟件上分別使用, 并轉(zhuǎn)換到通用平臺(tái)上, 使之能在通用平臺(tái)上操作、修改、編輯等,完成工作的需要。
(二)建設(shè)方案的設(shè)計(jì)思路
1. 關(guān)鍵技術(shù)
(1)高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)
數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量將成為數(shù)字城市數(shù)據(jù)采集手段之一。
(2)3S 一體化
3S 指的是全球定位系統(tǒng)( GPS) 、衛(wèi)星遙感系統(tǒng)(RS) 和地理信息系統(tǒng)( GIS) , 是建立數(shù)字城市的三大支撐技術(shù), GPS 可在瞬間產(chǎn)生目標(biāo)定位坐標(biāo)卻不能給出點(diǎn)的地理屬性, RS 可快速獲取區(qū)域面狀信息但受光譜波段限制, GIS 具有查詢、檢索、空間分析計(jì)算和綜合處理能力,但數(shù)據(jù)的錄入和獲取始終是瓶頸問(wèn)題。數(shù)字城市需要綜合運(yùn)用這三大技術(shù)的特長(zhǎng), 方可形成和提供所需的對(duì)地觀測(cè), 信息處理和分析模擬能力。
(3)空間一致性匹配
建立數(shù)字城市是一項(xiàng)龐大工程, 不同信息源、不同比例尺、不同投影方式、不規(guī)則分幅地圖, 要在數(shù)字城市系統(tǒng)中復(fù)合顯示, 疊加查詢和綜合分析必須進(jìn)行系統(tǒng)整合。
(4)互操作
統(tǒng)一協(xié)議是實(shí)現(xiàn)互操作的關(guān)鍵�；ゲ僮魇窃诒３中畔⒉粊G失的前提下, 從一個(gè)系統(tǒng)到另一個(gè)系統(tǒng)的信息交換能力, 現(xiàn)已有抽象開(kāi)放地理互操作規(guī)范(OGIS) , 主要由三大模塊(開(kāi)放式地理數(shù)據(jù)模型、OGIS 服務(wù)模型、信息群模型) 組成。
2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù), 行業(yè)辦公自動(dòng)化系統(tǒng), 行業(yè)信息化系統(tǒng)、行業(yè)基礎(chǔ)檔案庫(kù)
(2)3S 技術(shù)系統(tǒng)
包括城市電子地圖、遙感圖像(衛(wèi)星、航空) 、地理信息系統(tǒng)、行業(yè)應(yīng)用軟件、全球衛(wèi)星
定位系統(tǒng)( GPS) 、立體測(cè)量系統(tǒng)。
(3)硬件環(huán)境
計(jì)算機(jī)硬件(包括外設(shè)) 、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、立體測(cè)量系統(tǒng)。
三、計(jì)算機(jī)技術(shù)在地籍地形測(cè)量中的運(yùn)用
下面是應(yīng)用軟件的一個(gè)中文菜單提示:NAPGIS 一個(gè)很大的特點(diǎn)就是圖形和屬性之間的聯(lián)系緊密, 圖形處理功能強(qiáng)大。在其上建立的地籍管理信息系統(tǒng)除了圖形處理能強(qiáng)大以外,還提供了一套符合土地系統(tǒng)的解析圖形編輯法及十分強(qiáng)大的歷史管理功能, 解決了圖形與屬性數(shù)據(jù)歷史信息管理的難題。宗地的屬性數(shù)據(jù)是十分豐富的, 由于各地經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的程度不同, 城市的規(guī)模不同, 需求的不同, 它包括的內(nèi)容也是多種多樣的; 但要以把宗地屬性分為兩類: 空間方面的屬性和人文方面的屬性�？臻g屬性主要有宗地面積, 座落, 四至等, 這些是國(guó)家土地管理局頒
布的《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》及《土地登記規(guī)則》中規(guī)定必須要具備的, 另外還包括一些地區(qū)根據(jù)自己的需要所增加的一部分, 如: 地物分布及類型面積情況、容積率, 密度等, 從計(jì)算機(jī)管理的角度考慮并結(jié)合MAPGIS 的特點(diǎn), 空間方面的信息又可分為與圖形緊密聯(lián)系的屬性(如宗地面積, 周長(zhǎng), 宗地號(hào), 界標(biāo)類型等) 和一般性質(zhì)的空間屬性( 如: 宗地座落, 四至等) , 在MAPGIS 中根據(jù)這兩種數(shù)據(jù)的特點(diǎn), 將其放在圖形數(shù)據(jù)中由MAPGI 平臺(tái)直接維護(hù)其一致性,令面積的核算快速準(zhǔn)確, 而將一般性質(zhì)的空間屬性放在外部數(shù)據(jù)庫(kù)中; 而人文屬性包括宗地的權(quán)
屬、共用關(guān)系、用途等信息, 這一部分屬性全部放在外中數(shù)據(jù)庫(kù)中, 通過(guò)宗地號(hào)與圖形數(shù)據(jù)建立聯(lián)系。將上述的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好以后, 就可以進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行初始數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)建庫(kù)了。對(duì)于地籍?dāng)?shù)據(jù)而言, 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分層處理必須以能提高工作效率, 便于數(shù)據(jù)分析, 統(tǒng)計(jì), 查詢, 并且有良好的可擴(kuò)展、可伸縮性, 能夠滿足各地區(qū)地籍管理工作需要為目標(biāo)。結(jié)合陽(yáng)縣地籍, 可以按如下專題進(jìn)行分層:地形數(shù)據(jù)分過(guò)渡層、方里網(wǎng)、測(cè)量控制點(diǎn)、居民地、獨(dú)立地物、交通及附屬、水系及附屬特殊地貌、植被、注記、地形、電力線等層。界址數(shù)據(jù)包括界址點(diǎn)、界址線、宗地。由于界址數(shù)據(jù)在測(cè)量時(shí)就是一個(gè)整體, 因此這一層沒(méi)有進(jìn)行分幅管理, 而是充分發(fā)揮MAPGIS 對(duì)數(shù)據(jù)的管理能力, 從物理上就作為完整的一體進(jìn)行管理。
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