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地籍测量现状(地籍的测量技术的发展与应用)

【 关键词】:GPS、RTK测量技术;技术

 【摘要】:

土地是人类赖以生存和繁衍的首要资源,是一切 社会 生产、生活活动的载体。工程测量有着悠久的 历史 ,它是直接为国民 经济 建设和国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科。土地管理是国家为维护土地制度,调整土地关系,合理组织土地利用所采取的行政、经济、法律和技术的综合措施。一般而言,国家把土地管理权授予政府及其土地行政主管部门。土地资源的合理利用和优化配置是决定一个地区能否持续、健康、快速发展的重要问题,对实现可持续发展的战略目标,切实提高土地资源利用效益具有重要的现实和指导意义。为了促使社会、经济、生态系统的良性循环,将生态稳定、建设和发展作为中心任务,坚决实施保护、巩固、发展的建设策略,加强水土保持,加强生态环境保护的科学研究和新技术的推广应用以及生态环境保护的科技支持能力。控制人为因素所产生的土地荒漠化,重点控制人类不合理利用资源的行为,统一规划、统一布局、统筹建设、协调发展,以土地资源可持续利用促进经济社会的可持续发展,从经济效益最大化转变为社会……

   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

(1)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。

 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。

RTK系统主要由一个参考站(基准站)、若干个流动站、数据通讯系统3打部分组成。RTK测量时,基准站将接收到的所有卫星信息及其基准站信息一起由通讯系统传送给各流动站。各流动站在接收卫星数据的同时还接收基准站传送的信息,当流动站完成初始化工作后,控制器即可根据接收到的信息实时计算并显示出流动站的点位坐标。

RTK测量同样是基于WGS-84地心坐标系统,其全部观测值以及解算结果均属于WGS-84坐标系统。我国目前采用的是1980年国家大地坐标系,也仍有采用以前的1954年北京坐标系或者各种区域性坐标系统。因此必须将RTK测量所得到的WGS-84坐标系转换成国家或地方坐标系成果,要实现这种转换就必须准确知道地方坐标与WGS-84坐标间的转换参数(平移因子、尺度因子、旋转因子),这是RTK测量时必须首先解决的重要问题。他与RTK测量的作业方式有着直接关系。

观测点之间无需通视,这样就可以减少测量工作的时间与经费,同事也是地形点位的选择变得更为灵活。以我们缙云县为例,土地开发整理大多选在山地丘陵地带,彼此之间通视的地点不多,运用RTK系统进行土地开发整理地形图的测量等工作是最理想的选择

土地开发整理专项规划基础图件是土地利用现状图,在规划基期年土地利用现状图基础上制作土地开发整理专项规划图,对于数量占绝大多数的市县级土地开发整理专项规划,其图件比例尺一般要求为1:5万~1:20万,是在国家测绘部门提供的中、小比例尺航测地形图(1∶1万)基础上,通过土地利用现状调查,利用航片、调绘片编绘而来。目前,市县级实际使用的土地详查图编制时间多为20世纪90年代初期或中期,而且变更调查又不能较好地到位或及时地反映实地的土地利用变化,因而导致图件的现势性较差,影响了规划成果的准确性。随着测绘技术的发展,特别是计算机数字化技术的发展,完全可以采用GPS-RTK技术实测现势性较强的数据,再用GIS技术建立土地利用现状及变更数据库,并对这些基础数据进行实时分析评价,以解决专项规划基础图件的现势性问题。在项目规划设计阶段,因涉及项目规划方案的优劣判断、沟林路渠工程的详细设计、工程概(预)算及土方计算的准确性等,因此对项目区地形地貌的准确性、现势性上有较高的要求,对项目区各类土地的面积、长度、高程有相对较高的精度要求。通常要求实测比例尺大于1∶2000的全要素地形图作为设计底图。可采用常规方法先用GPS布设控制,再用全站仪甚至RTK进行野外数据采集,首级高程控制点应采用四等水准进行联测,利用全站仪野外数字采集的资料或数字,生成项目区数字高程模型(DEM),利用DEM辅助计算出每个设计田块的设计填挖土方量及施工填挖土方量。池塘、河道、沟渠、涵洞应测水底高程,水闸应注高宽及孔数,以便于农田水利工程设计;测出农业基础设施、道路、林地、坟墓的分布及面积信息,以便于田间道路工程设计。在具体的操作工作中,例如有的田间道路需要布线和放样,并且现场画出断面图,以提供更准确的数据。这个时候,RTK就最方便不过了,可以完全不受通视限制,除了一些个别地方由于接收不到卫星信号或者电台信号而无法完成时,可借助全站仪来完成。在项目施工阶段,施工单位只要根据专业测绘单位提供的前期测量成果及设置的专门控制点(界)石,运用RTK系统,采用工程施工放样测量的方法,依据通过审批的设计方案及设计图件进行相应的施工。

在项目竣工验收阶段,完全可以运用RTK系统进行田坎、道路、水渠的精确测量,为竣工验收提供有效正确的测量成果。这一阶段的测绘数据是工程项目的成果图,最终将反映项目的竣工现状,其测量成果一般就作为工程项目及各管理部门的存档及管理资料,较设计阶段而言,必须达到较高的测量精度,有着较全面的内容要求。

长期以来,我国对于土地资源实行的是行政授权、无偿、无期限使用、不得流转的制度,这种制度不能发挥市场配置资源的作用,是造成我国土地资源利用效率低下、浪费严重的重要原因。土地资源权属是我国土地法的基础,是有关土地资源的其它法律制度得以衍生的前提,其核心内容在于土地资源的所有权、使用权和其它专项权益的归属。我国的土地上权利群尚处于 发展 完善的过程中,物权立法必须对它们加以整理 .从现行的《民法通则》(1986年)来看,已经不能满足我国土地市场发展和可持续开发利用土地资源的需要。由于我国实行的是物权法定主义,因此,在修改《民法通则》或制定《物权法》时,通过重塑我国的土地权属关系,建立符合我国国情的土地资源有偿使用制度,是值得关注和 研究 的一个重要 问题 。在修改《民法通则》或制定《物权法》时,应当加强对土地关系的民法调整,将各种土地资源权纳入物权系列,使土地所有权成为名符其实的土地所有权,使土地所有权的主体成为真正的、有自主权和自由处分权的主体,使土地资源成为平等的土地市场主体可以按照市场法则和 规律 支配的东西。可持续发展是指既满足当代人需要,又子孙后代满足其需要的能力不构成危害的发展方式。

土地开发整理是一项综合性的土地资源管理工作,是实现区域耕地占补平衡和耕地总量动态平衡,保障区域土地资源可持续利用的一种有效政策措施。土地开发整理一般包括城市土地开发整理和农村土地开发整理两个方面,涉及土地开发、土地整理、土地复垦等三项活动[1]。目前,土地开发整理活动的工作重心是农地整理,是指对农村宜农未利用地、废弃地等进行开垦,对田、水、路、林、村等实行综合整治,以增加有效耕地面积、提高耕地质量的行为。

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。故RTK技术一出现,其在测绘工作中的应用立刻受到人们的重视和青睐。

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