地形、地籍的测量技术

　一、基于GPS、RTK测量技术的地形和地籍研究
　　 （一）概述
　　 GPS、RTK 测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统，文章就利用这项新技术在地形和地籍测量中的应用情况做一介绍，供同行参考。地形测图是为城市以及为各种工程提供不同比例尺的地形图，以满足城镇规划和各种经济建设的需要。地籍测量是精确测定土地权属界址点的位置，同时测绘供土地管理部门使用的大比例尺的地籍平面图，并量算土地面积。用常规的测图方法（如用经纬仪、测距仪等）通常是先布设控制网点，这种控制网一般是在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点。最后依据加密的控制点和图根控制点，测定地物点和地形点在图上的位置，并按照一定的规律和符号绘制成平面图。GPS 新技术的出现，可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标。特别是应用RTK 新技术，甚至可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次测绘成电子地图，然后通过计算机和绘图仪、打印机输出各种比例尺的图件。应用RTK 技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（如伪距或相位观测值）及已知数据?（如基准站点坐标）实时传输给流动站GPS 接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗卫星后，可以实时地求解出厘米级的流动站动态位置。这比GPS 静态、快速静态定位需要事后进行处理来说，其定位效率会大大提高。故RTK 技术一出现，其在测量中的应用立刻受到人们的重视和青睐。
　　 （二）RTK 技术应用
　　 RTK 技术用于各种控制测常规控制测量如三角测量、导线测量，要求点间通视，费工费时，而且精度不均匀，外业中不知道测量成果的精度。GPS 静态、快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度地进行各种控制测量，但是需要时候进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度，内业处理后发现精度不合要求必须返工测量。而用RTK 技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度。这样可以大大提高作业效率。应用RTK 技术进行实时定位可以达到厘米级的精度，因此，除了高精度的控制测量仍采用GPS 静态相对定位技术之外，RTK技术即可用于地形测图中的控制测量，地籍测量中的控制测量和界址点点位的测量。地形测图一般是首先根据控制点加密图根控制点，然后在图根控制点上用经纬仪测图法或平板仪测图法测绘地形图。近几年发展到用全站仪和电子手簿采用地物编码的方法，利用测图软件测绘地形图。但都要求测站点与被测的周围地物地貌等碎部点之间通视，而且至少要求2-3 人操作。采用RTK 技术进行测图时，仅需一人背着仪器在要测的碎部点上呆上一、二秒钟并同时输入特征编码，通过电子手簿或便携微机记录，在点位精度合乎要求的情况下，把一个区域内的地形地物点位测定后回到室内或在野外，由专业测图软件可以输出所要求的地形图。用RTK 技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了测图的工作效率。

　　 （三）RTK 技术在地籍测量中的应用
　　 地籍和测量中应用RTK 技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图，同上述测绘地形图一样，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS 获得的数据处理后直接录入GPS 系统，可及时地精确地获得地籍图。但在影响GPS 卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析法或图解法进行细部测量。
　　 在建设用地勘测定界测量中，RTK 技术可实时地测定界桩位置，确定土地使用界限范围、计算用地面积。利用RTK 技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样，建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由PS 软件中的面积计算功能直接计算并进性检核。避免了常规的解析法放样的复杂性，简化了建设用地勘测定界的工作程序。在土地利用动态检测中，也可利用RTK 技术。传统的动态野外检测采用简易补测或平板仪补测法。如利用钢尺用距离交会、直角坐标法等进行实测丈量，对于变通范围较大的地区采用平板仪补测。这种方法速度慢、效率低。而应用RTK 新技术进行动态监测，则可提高检测的速度和精度，省时省工，真正实现实时动态监测，保证了土地利用状况调查的现实性。
　　
　　二、GIS在 地籍、地形测量中的运用
　　 （一）概述
　　 目前GIS 正向着数据标准化、平台网络化、数据多维化、系统集成化、系统智能化和应用社会化的方向发展。互操作地理信息系统是GIS 系统集成的平台, 它实现异构环境下多个地理信息系统及其应用系统之间的通讯协作。基于WWW的GIS (WEB GIS) 是利用Internet 技术在网络上发布空间信息, 供用户浏览使用, 成为GIS 社会化大众化最有效的途径。面向对象和构件的GIS 是把GIS 功能模块划分为多个标准控件, 完成不同功能, 通过可视化工具集成起来, 形成最终GIS 应用。嵌入式GIS 是将GIS 功能与嵌入式设备,嵌入式操作系统相结合创造更自由随意的GIS应用模式。三维GIS (3D GIS) 目前研究重点集中在三维数据结构的设计优化实现, 立体可视化技术的应用, 三维系统功能和模块设计等方面。数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识, 其核心思想是利用数字化手段统一处理地球问题和最大限度地利用信息资源。
　　 在GIS 软件开发方面, 更换平台和环境,扩展数据库管理系统、更改一切语言和开发模式。操作平台以原Unix 为主流更换到WindowsNT/ 2000 平台, 后者已成为发展主流。在理论研究方面, 时空数据处理及三维GIS仍然是当前热点, 随着计算机处理能力和多维空间可视化技术的进步, 推进商品化的多维GIS将为时不远。在国内, 当前研究GIS 系统的主要有中国地大、武汉瑞得、南方CASS、金陵地籍等大小几十家企业, 各家软件偏重点不同, 使用方法各异。针对各个单位要求形成的数据格式不一样,作者在各个软件上分别使用, 并转换到通用平台上, 使之能在通用平台上操作、修改、编辑等,完成工作的需要。
　　 （二）建设方案的设计思路
　　 1. 关键技术
　　 （1）高分辨率对地观测技术
　　数字摄影测量将成为数字城市数据采集手段之一。
　　 （2）3S 一体化
　　 3S 指的是全球定位系统( GPS) 、卫星遥感系统(RS) 和地理信息系统( GIS) , 是建立数字城市的三大支撑技术, GPS 可在瞬间产生目标定位坐标却不能给出点的地理属性, RS 可快速获取区域面状信息但受光谱波段限制, GIS 具有查询、检索、空间分析计算和综合处理能力,但数据的录入和获取始终是瓶颈问题。数字城市需要综合运用这三大技术的特长, 方可形成和提供所需的对地观测, 信息处理和分析模拟能力。

　　 （3）空间一致性匹配
　　 建立数字城市是一项庞大工程, 不同信息源、不同比例尺、不同投影方式、不规则分幅地图, 要在数字城市系统中复合显示, 叠加查询和综合分析必须进行系统整合。
　　 （4）互操作
　　 统一协议是实现互操作的关键。互操作是在保持信息不丢失的前提下, 从一个系统到另一个系统的信息交换能力, 现已有抽象开放地理互操作规范(OGIS) , 主要由三大模块(开放式地理数据模型、OGIS 服务模型、信息群模型) 组成。
　　 2. 系统结构组成
　　行业数据库, 行业办公自动化系统, 行业信息化系统、行业基础档案库
　　（2）3S 技术系统
　　包括城市电子地图、遥感图像(卫星、航空) 、地理信息系统、行业应用软件、全球卫星
　　定位系统( GPS) 、立体测量系统。
　　（3）硬件环境
　　计算机硬件(包括外设) 、网络系统、全球卫星定位系统、立体测量系统。
　　
　　三、计算机技术在地籍地形测量中的运用
　　下面是应用软件的一个中文菜单提示:NAPGIS 一个很大的特点就是图形和属性之间的联系紧密, 图形处理功能强大。在其上建立的地籍管理信息系统除了图形处理能强大以外,还提供了一套符合土地系统的解析图形编辑法及十分强大的历史管理功能, 解决了图形与属性数据历史信息管理的难题。宗地的属性数据是十分丰富的, 由于各地经济发达的程度不同, 城市的规模不同, 需求的不同, 它包括的内容也是多种多样的; 但要以把宗地属性分为两类: 空间方面的属性和人文方面的属性。空间属性主要有宗地面积, 座落, 四至等, 这些是国家土地管理局颁
　　布的《城镇地籍调查规程》及《土地登记规则》中规定必须要具备的, 另外还包括一些地区根据自己的需要所增加的一部分, 如: 地物分布及类型面积情况、容积率, 密度等, 从计算机管理的角度考虑并结合MAPGIS 的特点, 空间方面的信息又可分为与图形紧密联系的属性(如宗地面积, 周长, 宗地号, 界标类型等) 和一般性质的空间属性( 如: 宗地座落, 四至等) , 在MAPGIS 中根据这两种数据的特点, 将其放在图形数据中由MAPGI 平台直接维护其一致性,令面积的核算快速准确, 而将一般性质的空间属性放在外部数据库中; 而人文属性包括宗地的权
　　属、共用关系、用途等信息, 这一部分属性全部放在外中数据库中, 通过宗地号与图形数据建立联系。将上述的数据准备好以后, 就可以进入系统进行初始数据采集与系统建库了。对于地籍数据而言, 系统数据分层处理必须以能提高工作效率, 便于数据分析, 统计, 查询, 并且有良好的可扩展、可伸缩性, 能够满足各地区地籍管理工作需要为目标。结合阳县地籍, 可以按如下专题进行分层:地形数据分过渡层、方里网、测量控制点、居民地、独立地物、交通及附属、水系及附属特殊地貌、植被、注记、地形、电力线等层。界址数据包括界址点、界址线、宗地。由于界址数据在测量时就是一个整体, 因此这一层没有进行分幅管理, 而是充分发挥MAPGIS 对数据的管理能力, 从物理上就作为完整的一体进行管理。
　　
　　参考文献
　　[1] 喻华. GPS RTK技术在地籍测量中的应用[J]. 测绘通报, 2007,(04) .
　　[2] 陈超. 浅谈GPS、RTK测量技术在地形和地籍测量中的应用[J]. 科学大众, 2007, (05).
　　[3] 刘娟, 郝建新, 张金榜. 浅谈GPS--RTK技术在地籍测量中的应用[J]. 科技信息 , 2007,(03) .
　　[4] 付开隆, 韩丹, 赵志坚. GPS-RTK技术在公路测量中的应用[J]. 矿山测量 , 2007,(02) .
　　[5] 赖高望. 论GPS对土地测绘的控制与应用[J]. 广东科技, 2007, (03) .
　　[6] 刘小玲. RTK技术在控制测量中的应用[J]. 中国农村水利水电, 2007,(05) .
　　[7] 李秋实, 何东坡. RTK技术在道路测量中的应用[J]. 森林工程, 2007,(03) .
　　[8] 孙晓光. WGS-84与地方坐标系转换参数的优化选择[J]. 测绘与空间地理信息, 2007,(02).