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論地形、地籍的測量技術
【論文關鍵詞】：GPS、RTK測量技術;技術
【論文摘要】：GPS、RTK 測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統，文章就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹。同時，文章利用地理信息系統(GIS)對測繪地形、地籍以及生成土地證、房產證等一些圖件進行說明, 并作相應的轉換處理, 滿足了地籍管理工作的需要。
一、基于GPS、RTK測量技術的地形和地籍研究
(一)概述
GPS、RTK 測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統，文章就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹，供同行參考。地形測圖是為城市以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮規劃和各種經濟建設的需要。地籍測量是精確測定土地權屬界址點的位置，同時測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。用常規的測圖方法(如用經緯儀、測距儀等)通常是先布設控制網點，這種控制網一般是在國家高等級控制網點的基礎上加密次級控制網點。最后依據加密的控制點和圖根控制點，測定地物點和地形點在圖上的位置，并按照一定的規律和符號繪制成平面圖。GPS 新技術的出現，可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標。特別是應用RTK 新技術，甚至可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度并快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖，然后通過計算機和繪圖儀、打印機輸出各種比例尺的圖件。應用RTK 技術進行定位時要求基準站接收機實時地把觀測數據(如偽距或相位觀測值)及已知數據?(如基準站點坐標)實時傳輸給流動站GPS 接收機，流動站快速求解整周模糊度，在觀測到四顆衛星后，可以實時地求解出厘米級的流動站動態位置。這比GPS 靜態、快速靜態定位需要事后進行處理來說，其定位效率會大大提高。故RTK 技術一出現，其在測量中的應用立刻受到人們的重視和青睞。
(二)RTK 技術應用
RTK 技術用于各種控制測常規控制測量如三角測量、導線測量，要求點間通視，費工費時，而且精度不均勻，外業中不知道測量成果的精度。GPS 靜態、快速靜態相對定位測量無需點間通視能夠高精度地進行各種控制測量，但是需要時候進行數據處理，不能實時定位并知道定位精度，內業處理后發現精度不合要求必須返工測量。而用RTK 技術進行控制測量既能實時知道定位結果，又能實時知道定位精度。這樣可以大大提高作業效率。應用RTK 技術進行實時定位可以達到厘米級的精度，因此，除了高精度的控制測量仍采用GPS 靜態相對定位技術之外，RTK技術即可用于地形測圖中的控制測量，地籍測量中的控制測量和界址點點位的測量。地形測圖一般是首先根據控制點加密圖根控制點，然后在圖根控制點上用經緯儀測圖法或平板儀測圖法測繪地形圖。近幾年發展到用全站儀和電子手簿采用地物編碼的方法，利用測圖軟件測繪地形圖。但都要求測站點與被測的周圍地物地貌等碎部點之間通視，而且至少要求2-3 人操作。采用RTK 技術進行測圖時，僅需一人背著儀器在要測的碎部點上呆上一、二秒鐘并同時輸入特征編碼，通過電子手簿或便攜微機記錄，在點位精度合乎要求的情況下，把一個區域內的地形地物點位測定后回到室內或在野外，由專業測圖軟件可以輸出所要求的地形圖。用RTK 技術測定點位不要求點間通視，僅需一人操作，便可完成測圖工作，大大提高了測圖的工作效率。
(三)RTK 技術在地籍測量中的應用
地籍和測量中應用RTK 技術測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍圖，同上述測繪地形圖一樣，能實時測定有關界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS 獲得的數據處理后直接錄入GPS 系統，可及時地精確地獲得地籍圖。但在影響GPS 衛星信號接收的遮蔽地帶，應使用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具，采用解析法或圖解法進行細部測量。
在建設用地勘測定界測量中，RTK 技術可實時地測定界樁位置，確定土地使用界限范圍、計算用地面積。利用RTK 技術進行勘測定界放樣是坐標的直接放樣，建設用地勘測定界中的面積量算，實際上由PS 軟件中的面積計算功能直接計算并進性檢核。避免了常規的解析法放樣的復雜性，簡化了建設用地勘測定界的工作程序。在土地利用動態檢測中，也可利用RTK 技術。傳統的動態野外檢測采用簡易補測或平板儀補測法。如利用鋼尺用距離交會、直角坐標法等進行實測丈量，對于變通范圍較大的地區采用平板儀補測。這種方法速度慢、效率低。而應用RTK 新技術進行動態監測，則可提高檢測的速度和精度，省時省工，真正實現實時動態監測，保證了土地利用狀況調查的現實性。
二、GIS在 地籍、地形測量中的運用
(一)概述
目前GIS 正向著數據標準化、平臺網絡化、數據多維化、系統集成化、系統智能化和應用社會化的方向發展�；ゲ僮鞯乩硇畔⑾到y是GIS 系統集成的平臺, 它實現異構環境下多個地理信息系統及其應用系統之間的通訊協作�；赪WW的GIS (WEB GIS) 是利用Internet 技術在網絡上發布空間信息, 供用戶瀏覽使用, 成為GIS 社會化大眾化最有效的途徑。面向對象和構件的GIS 是把GIS 功能模塊劃分為多個標準控件, 完成不同功能, 通過可視化工具集成起來, 形成最終GIS 應用。嵌入式GIS 是將GIS 功能與嵌入式設備,嵌入式操作系統相結合創造更自由隨意的GIS應用模式。三維GIS (3D GIS) 目前研究重點集中在三維數據結構的設計優化實現, 立體可視化技術的應用, 三維系統功能和模塊設計等方面。數字地球是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現和認識, 其核心思想是利用數字化手段統一處理地球問題和最大限度地利用信息資源。
在GIS 軟件開發方面, 更換平臺和環境,擴展數據庫管理系統、更改一切語言和開發模式。操作平臺以原Unix 為主流更換到WindowsNT/ 2000 平臺, 后者已成為發展主流。在理論研究方面, 時空數據處理及三維GIS仍然是當前熱點, 隨著計算機處理能力和多維空間可視化技術的進步, 推進商品化的多維GIS將為時不遠。在國內, 當前研究GIS 系統的主要有中國地大、武漢瑞得、南方CASS、金陵地籍等大小幾十家企業, 各家軟件偏重點不同, 使用方法各異。針對各個單位要求形成的數據格式不一樣,作者在各個軟件上分別使用, 并轉換到通用平臺上, 使之能在通用平臺上操作、修改、編輯等,完成工作的需要。
(二)建設方案的設計思路
1. 關鍵技術
(1)高分辨率對地觀測技術
數字攝影測量將成為數字城市數據采集手段之一。
(2)3S 一體化
3S 指的是全球定位系統( GPS) 、衛星遙感系統(RS) 和地理信息系統( GIS) , 是建立數字城市的三大支撐技術, GPS 可在瞬間產生目標定位坐標卻不能給出點的地理屬性, RS 可快速獲取區域面狀信息但受光譜波段限制, GIS 具有查詢、檢索、空間分析計算和綜合處理能力,但數據的錄入和獲取始終是瓶頸問題。數字城市需要綜合運用這三大技術的特長, 方可形成和提供所需的對地觀測, 信息處理和分析模擬能力。
(3)空間一致性匹配
建立數字城市是一項龐大工程, 不同信息源、不同比例尺、不同投影方式、不規則分幅地圖, 要在數字城市系統中復合顯示, 疊加查詢和綜合分析必須進行系統整合。
(4)互操作
統一協議是實現互操作的關鍵。互操作是在保持信息不丟失的前提下, 從一個系統到另一個系統的信息交換能力, 現已有抽象開放地理互操作規范(OGIS) , 主要由三大模塊(開放式地理數據模型、OGIS 服務模型、信息群模型) 組成。
2. 系統結構組成
行業數據庫, 行業辦公自動化系統, 行業信息化系統、行業基礎檔案庫
(2)3S 技術系統
包括城市電子地圖、遙感圖像(衛星、航空) 、地理信息系統、行業應用軟件、全球衛星
定位系統( GPS) 、立體測量系統。
(3)硬件環境
計算機硬件(包括外設) 、網絡系統、全球衛星定位系統、立體測量系統。
三、計算機技術在地籍地形測量中的運用
下面是應用軟件的一個中文菜單提示:NAPGIS 一個很大的特點就是圖形和屬性之間的聯系緊密, 圖形處理功能強大。在其上建立的地籍管理信息系統除了圖形處理能強大以外,還提供了一套符合土地系統的解析圖形編輯法及十分強大的歷史管理功能, 解決了圖形與屬性數據歷史信息管理的難題。宗地的屬性數據是十分豐富的, 由于各地經濟發達的程度不同, 城市的規模不同, 需求的不同, 它包括的內容也是多種多樣的; 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, 這些是國家土地管理局頒
布的《城鎮地籍調查規程》及《土地登記規則》中規定必須要具備的, 另外還包括一些地區根據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, 從計算機管理的角度考慮并結合MAPGIS 的特點, 空間方面的信息又可分為與圖形緊密聯系的屬性(如宗地面積, 周長, 宗地號, 界標類型等) 和一般性質的空間屬性( 如: 宗地座落, 四至等) , 在MAPGIS 中根據這兩種數據的特點, 將其放在圖形數據中由MAPGI 平臺直接維護其一致性,令面積的核算快速準確, 而將一般性質的空間屬性放在外部數據庫中; 而人文屬性包括宗地的權
屬、共用關系、用途等信息, 這一部分屬性全部放在外中數據庫中, 通過宗地號與圖形數據建立聯系。將上述的數據準備好以后, 就可以進入系統進行初始數據采集與系統建庫了。對于地籍數據而言, 系統數據分層處理必須以能提高工作效率, 便于數據分析, 統計, 查詢, 并且有良好的可擴展、可伸縮性, 能夠滿足各地區地籍管理工作需要為目標。結合陽縣地籍, 可以按如下專題進行分層:地形數據分過渡層、方里網、測量控制點、居民地、獨立地物、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。界址數據包括界址點、界址線、宗地。由于界址數據在測量時就是一個整體, 因此這一層沒有進行分幅管理, 而是充分發揮MAPGIS 對數據的管理能力, 從物理上就作為完整的一體進行管理。
參考文獻
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