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摘要: 本文详细介绍了地籍要素测量的主要应用技术以及地籍管理系统建立的手段，例如极坐标法、正交法、RTK法、航空摄影测量法等，并介绍了计算机技术、静态 GPS 技术测量方法在地籍测绘中的应用。
关键词: 极坐标法 正交法 RTK法 航空摄影测量法 静态 GPS 技术
中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：
随着经济的迅速发展,城市建设与科学技术发展迅猛,如何及时的反映城市发展状态与变更信息,为城市的科学化规划,管理,分析,决策提供快速、有效、直观的动态信息已成为一项艰巨的社会任务。地籍测绘正是基于这一趋势发展而来,其目的是获取和表达不动产(不动产主要包括地块和地块上的建筑物)的权属、位置、形状、数量等有关信息,为不动产产权管理、税收、规划、市政、环境保护、统计等多种用途提供定位系统和基础资料。
1地籍测量的内容
由《地籍测绘规范》可得知,地籍测绘的内容主要包括建立或地籍修测中的地籍平面控制测量、地籍要素调查、地籍要素测量、地籍图绘制、面积量算等。成果主要包括地籍数据集,地籍簿册和地籍图。在这些工作之中最重要的既是地籍要素测量,其功能是确定地籍要素的空间位置。在测量中,地面平面控制点相对与起算点的点位中误差不超过±0·05 m,界址点的精度分为三级,其选用的标准是土地的价值、开发利用程度和长远的规划。其主要标准见表1。
表1界址点选用的标准
2地籍要素测量的方法
地籍要素测量的内容包括界址点、线以及其他重要的界标设施;行政区域和地籍区、地籍区的界线;建筑物和永久性的建筑物;地类界和保护区的界线。由上可知测量的目标是重要的点与线。确定其空间位置的方法主要有极坐标发、正交法、RTK法、航空摄影测量法。
2.1极坐标法
极坐标法指的是由已知点测定目标点的方向与距离,从而计算出目标的空间位置。传统的方法是采用经纬仪和测距仪相结合的方式测定由已知点到目标点的角度与距离从而确定目标点的位置。全站仪能够同时测定目标点的角度与距离并计算显示出目标点的坐标,简化了工作程序提高了测量的工作效率,并随着全站仪测量精度的逐步提高,全站仪的应用将更加普遍。
2.2正交法
正交法又称为直角坐标法,借助测线和短边支距测定目标点。由于其精度的限制,只是在简易的地籍测量中应用此方法。
2.3RTK法
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,RTK测量不需要与控制点通视,只是要求基准站与移动站能够电磁波通视,因此与传统的方法相比受场地自然条件因素的影响和限制很小,并且RTK能实时动态的测定有关界址点及一些地物点的位置并能够达到厘米级精度。此外,RTK的自动化程度高,操作简单,简单的人员培训即可工作。将GPS获得的数据处理后直接录入GPS系统,通过地籍成图软件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、经纬仪等传统的测量工具,采用解析法或图解法进行细部测量。
2.4航空摄影测量法
航空摄影测量法主要应用于大面积的地籍测量,例如全国土地调查就是采用航空摄影图为基础调查土地权属。它的基本原理是通过高分辨率的相对机在高空中对被观测物观测,得到两张重叠的影像,然后通过计算机摄影测量软件对两张影像进行影像匹配,得到被观测物的三维坐标,对于重要不明显的地物应在航测前布设明显标志。随着技术与成本的下降,航空摄影测量的方法即遥感技术会越来越被广泛应用。
3计算机技术在地籍测绘中的应用
地籍测绘成果需要输出地籍数据集、地籍簿册和地籍图,计算机的广泛使用有效、直观的表达出这些成果,尤其在建立GIS(地理信息系统)后,更加有效的采集,存储、管理原始数据,并能够分析数据,输出直观的成果,以供决策者决策。当前,使用较为广泛的GIS软件是MAPGIS,该软件一个很大的特点就是图形要素和其属性之间的紧密联系,图形处理功能强大。此外,MAPGIS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,但主要分为两类: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,另外还包括一些地区根据自己的需要所增加的一部分,结合MAPGIS的特点,空间方面的信息又可分為与图形紧密联系的属性和一般性质的空间属性,在MAP-GIS中根据这两种数据的特点,将两者分开存储以提高数据的处理分析速度。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。
4 静态 GPS 技术测量方法
利用 GPS 定位技术，确定观测站之间相对位置。它主要由 GPS 接收设备的软件和硬件来决定。控制测量主要使用 HD 8200 X 静态机，采取的是静态载波相位相对定位模式。该模式采用两台( 或两台以上) 中海达 HD 8200X 静态机，分别安置在一条( 或数条) 基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按 HD 8200 X 静态机外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段从 30 min 至几个小时不等。基线测量的精度可达 ± ( 5 mm + 1 × 1000000D) ，D为基线长度，以公里计。采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形( 如三角形、多边形) ，以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。
4.1 GPS 地籍控制网的建立
GPS 网的技术设计是 GPS 测量工作实施的第一步，其主要内容包括精度指标的确定，GPS 网的图形设计和GPS 网的基准设计。
4.2 测量的精度标准。在 GPS 网总体设计中，精度指标是比较重要的参数，它的数值将直接影响 GPS 网的布设方案、观测数据的处理，以及作业的时间和经费。对 GPS 网的精度要求，主要取决于 GPS 网的用途。精度指标通常均以 GPS 网中相邻点之间的距离误差来表示，其形式为mR= δD+ pp × D。其中: mR为 GPS 网中相邻点间的距离误差( mm) ; δD为与接收设备有关的常量误差( mm) ; pp 为比例误差( ppm) ; D为相邻点间的距离( km) 。
4.3 GPS 网的图形设计。根据 GPS 测量的不同用途和 GPS 网图形设计的一般原则，GPS 网的独立观测边均应构成一定的几何图形。图形的基本形式包括三角形网、环形网和星形网。三角网的三角形边由独立观测边组成。几何图形几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效地发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。同时，经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。 2 Triangle network环形网是由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，这种网形与经典测量中的导线网相似，图形的结构比三角形稍差。环形网的优点是观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性，其缺点主要是，非直接观测的基线边( 或间接边) 精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀
星形网的几何图形简单，但其直接观测边之间，一般不构成闭合图形，所以其检验与发现粗差的能力较差。但这种网的主要优点是观测中通常只需要两台 GPS 接收机，作业简单。因此，在快速静态定位和动态定位等快速作业模式中，大多采用这种网形。它广泛用于工程放样、边界测量、地籍测量和碎部测量等。
4.4 GPS 网的基准设计
在全球定位系统中，卫星主要被视作位置为已知的高空观测目标。所以，为了确定接收机的位置，GPS 卫星的瞬时位置通常归化到统一的地球坐标系统。现在全球定位系统采用的是 WGS －84 坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。而我国的国家大地坐标系采用的是1954 北京坐标系及 1980 西安坐标系。通常在工程测量中，还往往采用独立的施工坐标系。因此，在 GPS 测量中必须确定地区性坐标系与全球坐标系的大地测量基准之差，并进行两坐标系统之间的转换。
结语：
本文简单介绍了地籍要素测量的主要应用技术以及地籍管理系统建立的手段。从未来发展的眼光来看,如何建立地籍测绘内外业一体化是当前发展的方向。根据测绘技术、计算机技术、数据库管理和处理技术的发展, 3S(RS、GPS、GIS)技术逐渐成型,它将使地籍测绘更加智能化、人性化。
参考文献:
[1]冯先果.地籍测量[M].长沙:湖南地图出版社, 1988·
[2]国家测绘局.地籍测绘规范(CH5002-94)[S].北京:测绘出版社, 1994·
[3]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2005
[4]孔祥元.大地测绘学基础[M].武汉:武汉大学出版社, 2004·
[5]徐绍铨.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉大学出版社, 2003·
关键词: 极坐标法 正交法 RTK法 航空摄影测量法 静态 GPS 技术
中图分类号：P271 文献标识码：A 文章编号：
随着经济的迅速发展,城市建设与科学技术发展迅猛,如何及时的反映城市发展状态与变更信息,为城市的科学化规划,管理,分析,决策提供快速、有效、直观的动态信息已成为一项艰巨的社会任务。地籍测绘正是基于这一趋势发展而来,其目的是获取和表达不动产(不动产主要包括地块和地块上的建筑物)的权属、位置、形状、数量等有关信息,为不动产产权管理、税收、规划、市政、环境保护、统计等多种用途提供定位系统和基础资料。
1地籍测量的内容
由《地籍测绘规范》可得知,地籍测绘的内容主要包括建立或地籍修测中的地籍平面控制测量、地籍要素调查、地籍要素测量、地籍图绘制、面积量算等。成果主要包括地籍数据集,地籍簿册和地籍图。在这些工作之中最重要的既是地籍要素测量,其功能是确定地籍要素的空间位置。在测量中,地面平面控制点相对与起算点的点位中误差不超过±0·05 m,界址点的精度分为三级,其选用的标准是土地的价值、开发利用程度和长远的规划。其主要标准见表1。
表1界址点选用的标准
2地籍要素测量的方法
地籍要素测量的内容包括界址点、线以及其他重要的界标设施;行政区域和地籍区、地籍区的界线;建筑物和永久性的建筑物;地类界和保护区的界线。由上可知测量的目标是重要的点与线。确定其空间位置的方法主要有极坐标发、正交法、RTK法、航空摄影测量法。
2.1极坐标法
极坐标法指的是由已知点测定目标点的方向与距离,从而计算出目标的空间位置。传统的方法是采用经纬仪和测距仪相结合的方式测定由已知点到目标点的角度与距离从而确定目标点的位置。全站仪能够同时测定目标点的角度与距离并计算显示出目标点的坐标,简化了工作程序提高了测量的工作效率,并随着全站仪测量精度的逐步提高,全站仪的应用将更加普遍。
2.2正交法
正交法又称为直角坐标法,借助测线和短边支距测定目标点。由于其精度的限制,只是在简易的地籍测量中应用此方法。
2.3RTK法
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,RTK测量不需要与控制点通视,只是要求基准站与移动站能够电磁波通视,因此与传统的方法相比受场地自然条件因素的影响和限制很小,并且RTK能实时动态的测定有关界址点及一些地物点的位置并能够达到厘米级精度。此外,RTK的自动化程度高,操作简单,简单的人员培训即可工作。将GPS获得的数据处理后直接录入GPS系统,通过地籍成图软件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、经纬仪等传统的测量工具,采用解析法或图解法进行细部测量。
2.4航空摄影测量法
航空摄影测量法主要应用于大面积的地籍测量,例如全国土地调查就是采用航空摄影图为基础调查土地权属。它的基本原理是通过高分辨率的相对机在高空中对被观测物观测,得到两张重叠的影像,然后通过计算机摄影测量软件对两张影像进行影像匹配,得到被观测物的三维坐标,对于重要不明显的地物应在航测前布设明显标志。随着技术与成本的下降,航空摄影测量的方法即遥感技术会越来越被广泛应用。
3计算机技术在地籍测绘中的应用
地籍测绘成果需要输出地籍数据集、地籍簿册和地籍图,计算机的广泛使用有效、直观的表达出这些成果,尤其在建立GIS(地理信息系统)后,更加有效的采集,存储、管理原始数据,并能够分析数据,输出直观的成果,以供决策者决策。当前,使用较为广泛的GIS软件是MAPGIS,该软件一个很大的特点就是图形要素和其属性之间的紧密联系,图形处理功能强大。此外,MAPGIS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,但主要分为两类: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,另外还包括一些地区根据自己的需要所增加的一部分,结合MAPGIS的特点,空间方面的信息又可分為与图形紧密联系的属性和一般性质的空间属性,在MAP-GIS中根据这两种数据的特点,将两者分开存储以提高数据的处理分析速度。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。
4 静态 GPS 技术测量方法
利用 GPS 定位技术，确定观测站之间相对位置。它主要由 GPS 接收设备的软件和硬件来决定。控制测量主要使用 HD 8200 X 静态机，采取的是静态载波相位相对定位模式。该模式采用两台( 或两台以上) 中海达 HD 8200X 静态机，分别安置在一条( 或数条) 基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按 HD 8200 X 静态机外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段从 30 min 至几个小时不等。基线测量的精度可达 ± ( 5 mm + 1 × 1000000D) ，D为基线长度，以公里计。采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形( 如三角形、多边形) ，以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。
4.1 GPS 地籍控制网的建立
GPS 网的技术设计是 GPS 测量工作实施的第一步，其主要内容包括精度指标的确定，GPS 网的图形设计和GPS 网的基准设计。
4.2 测量的精度标准。在 GPS 网总体设计中，精度指标是比较重要的参数，它的数值将直接影响 GPS 网的布设方案、观测数据的处理，以及作业的时间和经费。对 GPS 网的精度要求，主要取决于 GPS 网的用途。精度指标通常均以 GPS 网中相邻点之间的距离误差来表示，其形式为mR= δD+ pp × D。其中: mR为 GPS 网中相邻点间的距离误差( mm) ; δD为与接收设备有关的常量误差( mm) ; pp 为比例误差( ppm) ; D为相邻点间的距离( km) 。
4.3 GPS 网的图形设计。根据 GPS 测量的不同用途和 GPS 网图形设计的一般原则，GPS 网的独立观测边均应构成一定的几何图形。图形的基本形式包括三角形网、环形网和星形网。三角网的三角形边由独立观测边组成。几何图形几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效地发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。同时，经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。 2 Triangle network环形网是由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，这种网形与经典测量中的导线网相似，图形的结构比三角形稍差。环形网的优点是观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性，其缺点主要是，非直接观测的基线边( 或间接边) 精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀
星形网的几何图形简单，但其直接观测边之间，一般不构成闭合图形，所以其检验与发现粗差的能力较差。但这种网的主要优点是观测中通常只需要两台 GPS 接收机，作业简单。因此，在快速静态定位和动态定位等快速作业模式中，大多采用这种网形。它广泛用于工程放样、边界测量、地籍测量和碎部测量等。
4.4 GPS 网的基准设计
在全球定位系统中，卫星主要被视作位置为已知的高空观测目标。所以，为了确定接收机的位置，GPS 卫星的瞬时位置通常归化到统一的地球坐标系统。现在全球定位系统采用的是 WGS －84 坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。而我国的国家大地坐标系采用的是1954 北京坐标系及 1980 西安坐标系。通常在工程测量中，还往往采用独立的施工坐标系。因此，在 GPS 测量中必须确定地区性坐标系与全球坐标系的大地测量基准之差，并进行两坐标系统之间的转换。
结语：
本文简单介绍了地籍要素测量的主要应用技术以及地籍管理系统建立的手段。从未来发展的眼光来看,如何建立地籍测绘内外业一体化是当前发展的方向。根据测绘技术、计算机技术、数据库管理和处理技术的发展, 3S(RS、GPS、GIS)技术逐渐成型,它将使地籍测绘更加智能化、人性化。
参考文献:
[1]冯先果.地籍测量[M].长沙:湖南地图出版社, 1988·
[2]国家测绘局.地籍测绘规范(CH5002-94)[S].北京:测绘出版社, 1994·
[3]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2005
[4]孔祥元.大地测绘学基础[M].武汉:武汉大学出版社, 2004·
[5]徐绍铨.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉大学出版社, 2003·