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地籍测量的技术与方法探讨.docx

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测量 技术 方法 探讨
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龙岩学院毕业论文题 目: 地籍测量的技术与方法探讨 二 0 一六年六月三日地籍测量的技术与方法探讨摘要:当今社会城市发展迅速,科学技术不断创新,测量技术在国家土地资源的管理以及城市土地资源利用和城市规划管理中广泛的应用。测绘行业无论仪器设备,还是测量方法和技术手段都一直在不断地发生变化。地籍测量是具有政府职能的一项工作,它为政府有关部门对土地行政管理工作提供基础。为了使地籍测量工作更加高质量高效率的完成,使土地管理制度更加完善,论文通过与传统的地籍测量技术方法的比较,总结并得出现代测绘技术的优势,避开方法本身缺点的限制,发挥各自的长处,结合各种测量方法和技术,使测量工作更加规范、合理、快速、准确。关键词:地籍测量;地籍图;地籍控制测量;导线测量目录1.引言 .............................................................................................................................................................11.1 研究的意义 ..............................................................................................................................................11.2 国内外现状 .............................................................................................................................................11.3 研究内容 .................................................................................................................................................12.地籍控制测量的技术方法 .........................................................................................................................12.1 静态 GPS 控制测量的特点及施测方法 ................................................................................................12.1.1 静态 GPS 控制测量的特点 .................................................................................................................12.1.2GPS 静态控制测量的实施步骤 ...........................................................................................................12.2 导线测量的特点 ......................................................................................................................................33.碎部测量 .....................................................................................................................................................33.1 碎部测量的方法及外业实施 ..................................................................................................................33.2 基于 GPS-RTK 的碎部测量 ...................................................................................................................43.3 基于全站仪的碎部测量 ..........................................................................................................................43.4GPS-RTK 与全站仪联合施测时的注意事项 .........................................................................................44.成果图绘制 .................................................................................................................................................44.1 地籍图绘制 ..............................................................................................................................................44.2 宗地图绘制 .............................................................................................................................................55.面积计算 .....................................................................................................................................................65.1 权属面积计算 ..........................................................................................................................................65.2 建筑面积计算 ..........................................................................................................................................76.结论 .............................................................................................................................................................7参考文献 ........................................................................................................................................................7致谢 ................................................................................................................................................................711.引言1.1 研究的意义近年来我国市场经济一直在飞速发展,在地籍测绘中的方法与技术也有了空前的改进和突破。地籍测量具有很强的现势性,由于社会的快速发展和频繁的经济活动,土地的利用和权利也随之发生不同层次的改变。地籍资料作为土地管理的基础资料,也具有很强的现势性,所以为了更有效、更全面的做好土地管理工作,地籍测量的成果必须实时更新,与时俱进,才能及时准确的反映实际的变化情况,因此对地籍测量的方法与技术的研究具有极其重要的意义。1.2 国内外现状进入二十世纪以来我国相继制定了《土地利用现状调整调查规程》、《城镇地籍调查规程》、《地籍测量规范》、《房产测量规范》等一系列技术规则 [1],标示着我国在地籍测量技术方面获得了很大的突破。近几年,我国更是培养了大批的测量技术人才,并且开展大量针对地籍测量技术与方法的研究,并取得了显著的成效。在地籍测量中结合了 GPS、RTK 以及 CORS 等技术应用,对测量工作的效率提高有了特别显著的作用,对测量工作所需的人力、财力和物力的节省更是起了很大作用,并且解决了精度方面的问题,为全国各地治理环境和用地管理提供了有力的技术指导。1.3 研究的内容此次研究的内容主要是地籍测量中地籍控制测量的测量技术与方法的研究;界址点的测量中结合全站仪和 GPS-RTK 技术的外业施测方法探讨;阐述地籍测量中成果图件的绘制的基本方法步骤以及注意事项;使地籍测量的技术和方法更加合理和规范。2.地籍控制测量的技术方法地籍控制测量的方法包括:静态 GPS 控制测量、导线测量、三角网控制测量、测边网控制测量等方法,在不同的地理条件和不同的气候条件对测量的方法存在不同的影响,因此针对不同的地理情况,要选择合适的控制测量方法。目前主要的地籍控制测量的方法主要是静态 GPS 控制测量和导线测量。2.1 静态 GPS 控制测量的特点及施测方法2.1.1 静态 GPS 控制测量的特点GPS 定位具有以下特点:测站之间不需要通视(除起始测算边两个已知点必须互相通视)、定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、操作简便、全天候作业 [2]。但是 GPS 测量也存在许多缺点,如受天气环境的影响较大,且受到卫星分布状况的限制以及周边多种无线信号、电磁波的干扰,这些因素将直接影响到测量的精度。根据我国《地籍测量规范》、《城市测量规范》的规定,城市最高等级的平面控制网为二等网,平均边长为 9Km;三角网起始边的边长相对中误差及三边网的边长测量相对中误差均为 1:300000[3]。目前GPS 卫星测量定位的相对定位精度,在 10Km 范围内约为 1ppm。从精度上的要求来看,可以完全满足城市最高等级(二等)的平面控制网的精度要求。2.1.2GPS 静态控制测量的实施步骤(1)GPS 测量精度指标的确定和网形设计。不同级别精度指标如表 2-1 所示:2表 2-1 不同级别 GPS 网的精度指标级别 固定误差 比例误差系数AAABCDE≤3≤5≤8≤10≤10≤10≤0.01≤0.1≤1≤5≤10≤20GPS 网的图形设计在满足用户的要求下,确定合理可靠的布网方式可以高质量低成本的完成所需要的测量工作。测站的选择、卫星的选择、测量仪器在设计过程中需特别注意,其次是观测时间的确定和结构的设计。在网形设计中为提高控制网的可靠性,要求独立的同步观测边之间形成闭合图形,即同步环,一般为三角形和四边形,也可是其他多边形。基本的构网方法有:点连式、边连式、网连式等。对于网中的的各观测点的观测次数的确定,不同的等级要求不同,通常应遵循“网中各点应独立设站两次以上”的基本原则 [4]。(2)选择点位和设定标志GPS 观测站之间无需相互通视,因此在点位选择的时候较传统的城市测量更为简单方便,选择的点位应在交通便捷、方便架设仪器设备的视野开阔的平地为佳;其次,高压电线、电视塔、通信塔以及其他电磁波对观测结果的精度影响很大,选点时应尽量避免上述情况;不将点位选择在高层建筑、山坡和大面积的水域附近。点位确定之后,按要求埋设控制点。图 2-1 为云霄县国土资源局 GPS 埋设图样:图 2-1 云霄县国土资源局 GPS 埋设图样(3)外业观测在进行外业观测工作之前,需先检验校核接收机及其有关的设备,在确保仪器设备都可正常使用后,方可开始外业观测。GPS 接收机操作简单,就几个简单的按键,但是仪器的架设和天线的安置必须按照有关要求严格操作,因为这直接关系到精密定位的精度。观测时要认真观测并记录是点位、开始时间、结束时间、仪器编号以及观测人员。因为测站点间的距离较远,而且是若干个测站点同时进行观测,所以在作业前规划好观测点位顺序和路线可节省大量时间和其他不必要的麻烦,在观测过程中要求观测人员始终看守在仪器旁,避免人为或其他因素对仪器造成损伤和测量精度的偏差。(4)成果检核及数据处理由于在观测过程中受到一系列的仪器误差、人为误差以及外界条件的影响,在观测结束后要及时的对观测数据进行检核,并且对一些没有达到要求的观测点位进行重测或进行能满足精度要求的补测。对观测成果的数据处理采用数学模型、差分算法、整体平差等方法,并借助计算机和 GPS 测量数据3处理软件进行相关的平差计算。基本流程如下图 2-2:粗加工数据接收实时定位数据库及数据库管理系统预处理GPS 成果的坐标系转换或与地面已有测量成果进行综合处理 平差计算图 2-2 数据处理基本流程2.2 导线测量的特点(1)导线测量的测站点布设方便灵活,满足相邻两个测站点之间保持互相通视即可。在一些城镇地籍测量的隐蔽地区以及城市建筑区的控制测量中可发挥着它独有的优势,不受到卫星分布以及卫星信号接收的影响;(2)导线测量的精度较高,且布设的导线网可避免导线超长的问题,能有效的减少误差积累和提高精度;(3)全站仪导线测量中可同时进行三角高程导线测量,对待求点的高程同步改正推算,做到高程同步传递等优点。光电测距导线的布设规格和技术指标如表 2-2:表 2-2 光电测距导线的布设规格和技术指标等级 导线长度 km平均 边长 m测角中误差 (″)方位角闭合差 (″)导线全长相对闭合差每边测距中误差/mm距离测回数一级 3.6 300 ±5 ±10ꇌn 1/14000 ±15 2二级 2.4 200 ±8 ±16ꇌn 1/10000 ±12 2导线测量中也存在一些缺点,最主要的就是导线测量中两相邻的测站点间必须保持通视,这使得在布设导线的时候为了满足这个要求不得不添加一些传递点,这样就增加了一些不必要的工作;另外,导线测量观测的要素多,控制范围不够大,控制网中导线的总长度不同对精度产生相对程度的影响。在不同的地形条件下合理的选择合适的方法,如在建成区、水库边,使用导线测量比较合适,测量成果的精度较高,在山地、丘陵地使用 GPS 静态控制测量比较合适,而且作业方便,控制范围较广。3.碎部测量3.1 碎部测量的方法及外业实施界址点的测量在地籍碎部测量中极其重要和关键,精确的测定土地权属界址线及界址点的坐标对权属面积的计算提供精度保障。利用 RTK 技术测量界址点可不用布设各级控制点,并且只要依据一定数量4的基准控制点就可以高精度、高效率的测定界址点,RTK 测量技术可达到厘米级的测量精度 [5]。3.2 基于 GPS-RTK 的碎部测量在地形较为开阔,四边没有障碍物和较高的建筑物的情况下,利用 GPS-RTK 技术能够快速的进行地形测量,使用该方法进行碎部测量,可以不用画草图,碎部点会以特定的格式储存在测量仪器内置存储中,这种特定格式存储的内容包含了测站点点号、仪器高等相关属性,并且自动生成简单的图形。综上所述,使用 GPS-RTK 进行野外作业时,可一名测绘人员使用一台流动站的模式,将节省大量的时间。3.3 基于全站仪的碎部测量对于 RTK 信号不佳的区域,如周围有高大树木遮挡的区域,高耸建筑群周围。使用全站仪进行碎部点采集。由于本项目精度要求不高,此处采用斜距法(即边角法)测量,无需事先将图根点数据上传至全站仪中,使用自由设定的坐标进行观测。(1)仪器对中整平,量取仪器高;(2)开机界面,点击进入文件管理,创建新文件夹,该文件即为碎部点存储文件;(3)照准地物特征点,输入特征点相应的编码,按下全站仪上的观测键进行观测采集数据。其中线状地物在采集第二个以上特征点时需要输入编码“+”或者“-”连接起来,以便内业成图时易于识别。结合 GPS-RTK 技术和全站仪进行地籍碎部测量可有利的避开仪器所受天气和地理环境的影响,综合发挥各自的优点,从而使测量的精度和测图效率大大提高。3.4 GPS-RTK 技术与全站仪联合施测时的注意事项GPS-RTK 技术与全站仪联合施测的的方法应用,具有高自动化的程度、简单式作业流程、更高精度和效率等优势,广大测绘单位和个人渐渐采用此方式作业。GPS-RTK 和全站仪联合作业不但可以加快工程进度,确保测图的质量,而且省力、省时,有很广的实际应用前景。根据现场的作业情况和流程,必须注意以下几个事项:(1)在架设基准站时应考虑到在整个测量区域内能否收到良好的基准站信号,如果基准站信号不能很好的覆盖整个测区,则应考虑增加基准站架设点的个数;(2)在外出作业之前一定要仔细的检查仪器电池的电量情况,否则可能导致工作中出现电量不足,无法完成外业工作,外出作业时尽量多带一块电池备用;(3)在作业之前进行基座检校,仪器对中整平的好坏直接影响了测量成果的质量;(4)控制点测量是仪器必须保持对中和水平,控制点精度也直接影响测量成果质量;(5)若图根点用 GPS-RTK 测量,则需要全站仪在地形测量时进行重新检查 [6];(6)当卫星系统的位置是美国的最佳时,一些国家此时不能很好地覆盖卫星,容易出现假值。除此之外,在山上及山的周边地区,障碍物较多的城镇地区,卫星信号接收较慢,故此情况下作业时间会受到很大限制;(7)正午时分,由于电离层影响,经常无法收到五颗卫星的相位信息,导致不能进行正常的初始化。在相同情况下进行 GPS-RTK 地形测量,时间段位于十一点前和十五点后,则测量精度较高,测量速度更快,但是在十一点至十五点之间进行 GPS-RTK 测量精度和速度很难以控制;(8)某些地区会出现高程异常问题。4.成果图绘制4.1 地籍图绘制地籍图的绘制借助计算机使用南方 Cass 软件完成绘制:(1)根据外业测量采集回来的数据,先将数据用记事本打开,将文件以.dat 的格式保存,然后利用南方 cass 软件将高程点和碎部点数据导入 Cass 软件生成平面图;(2)将权属引导文件和界址点数据合并,或者采用坐标定位的方法,将外业采集的数据导入 Cass 选5择菜单栏的“地籍图生成”命令,在弹出的对话框中输入相关的信息,即可生成权属信息数据;(3)利用权属信息文件绘制地籍图,首先设置成图参数,然后将制定的绘制范围输入,Cass 就能自动绘制出权属图;(4)利用 Cass 软件中的工具将界址点进行修整,并设置相关属性;(5)利用宗地属性处理工具,将宗地进行分割或合并处理,将宗地属性录入数据库。云霄县峢屿镇宅坂村地籍图绘制成果如图 4-1:图 4-1 云霄县峢屿镇宅坂村地籍图4.2 宗地图绘制(1)宗地图作为土地证和宗地档案的附属图,它是包含了一宗地的位置、界址点和与其相邻宗地之间的关系等要素;(2)一般规定宗地草图应现场绘制;经实地核查,与原地籍调查表中的宗地草图一致的则不需要再重新绘制草图,如不一致,则必须重新绘制草图;宗地草图可利用正射影像图、地籍图、地形图等,对界址边长、界址点和邻近地物的距离进行实地勘测;(3)宗地图的内容包括:宗地所在图幅号、宗地代码;宗地权利人名称、面积及地类号等属性 [7];(4)绘制宗地图的方法:①根据绘制的地籍图和外业采集的地籍数据来编绘宗地图;②根据宗地的大小和形状可以选择 1:200-1:1000 比例尺;③使用权一般选用 A4 和 A3 纸,个别宗地可选用 A2 纸张。云霄县峢屿镇一宗地图绘制成果如图 4-2:6图 4-2 云霄县峢屿镇一宗地图5.面积计算5.1 权属面积计算权属面积计算可采用图解法和解析法,但是采用解析法求算面积比较准确,因为所求面积的几个图形的顶点都有解析坐标,用解析求算面积既省工、方便,又满足:“权属合法界址清楚面积准确”的发证要求 [8]。图解法面积计算:利用图解法获取界址点坐标和界址点间距来计算权属面积的方法。解析法面积计算:利用解析法获取界址点坐标和界址点间距来计算权属面积的方法。对于一些规则的多边形权属面积计算时可采用图解法量算面积,两次独立量算的较差应满足式(5-1)的规定:(5-1 )PMP03.式中:⊿P 为面积中误差(单位:m2 );M 为地籍图的比例尺分母; P 为量算面积(单位:m2)。7对于一些不规则的权属面积采用坐标解析法进行计算,采用界址点的坐标值计算,计算公式如式(5-2)(5-2 )1iin1YX2P5.2 建筑面积计算建筑物的面积的计算主要借助计算机软件进行计算,建筑物的面积多为规则的多边形,采用南方Cass 软件的面积计算功能能够快速准确的计算出建筑面积。对于一些阳台、台面、楼梯等的面积计算可根据房屋面积计算的相关规定确定是否计算全部面积、半面积或不计算面积(如:某一楼层的层高为1.50m,则不计算面积,因为该楼层的高度不满足房屋面积计算规范要求的高度 2.20m)。6.结论地籍调查是为满足城镇土地权籍管理的现实需要,为城市建设和土地管理提供准确的土地数据和图件资料。此次论文旨在研究在地籍测量中的技术和方法的探讨,整合出一套可以高质量高效率地完成地籍测绘工作的技术指导,在地籍控制测量中,针对不同的地理环境使用不同的测量方法,使静态 GPS 测量和导线测量各自的优点互相结合互相补充;在碎部测量中采用 GPS-RTK 技术和全站仪配合使用,能高效准确的实施测量工作。在实际工作中遇到的一些问题也作出了研究,并给出了合理的建议,希望能给以后类似的测量工作带来技术参考和方法使用。参考文献[1] 詹长根、唐祥云、刘丽.《地籍测量》[M]. 黄冈 .武汉大学出版社 .2011,11.[2] 袁星星.《GPS 软件接收机基带信号处理单元的关键技术研究与实现》[D].《江苏科技大学硕士论文》.2013[3] 李天文.《现代地籍测量》[M]. 北京.科学出版社.2004, 62-63.[4] 李天文,《现代地籍测量》M]. 北京,科学出版社,2004,64.[5] 王建锋.《网络 RTK 技术在数字化测图中的应用 》.《现代测绘》江西:2013,33(4):28-29[6] 刘占奇.《农村宅基地调查与数据库建设》. 《科技与企业 》, 2012,(7):98-98[7] 潘兰兰.《农村宅基地调查与数据库建设》.《国土资源科技管理 》.2013,30(3):69-74[8] 丁盛因.《应用解析法进行地籍测量体会》.江苏测绘 .1994 年,第 3 期:20-22
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