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农村土地确权外业测量中有效测量方法的研究.docx

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农村土地 确权 测量 有效 测量方法 研究
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龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目:农村土地确权外业测量中有效测量方法的研究资源工程学院0农村土地确权外业测量中有效测量方法的研究--以安徽省涡阳县单集林场项目为例【摘要】随着我国经济的快速发展和社会各种制度的不断完善,国家为了健全农村土地承包经营权登记制度,强化对农村耕地、林地等各类土地承包经营权的物权保护,优化对农村土地的管理和利用,决定将对农村土地重新进行确权登记,在此大背景下,本文将利用“安徽省涡阳县单集林场土地确权”项目为依据,详述探讨全站仪、RTK、CORS 等测量方法在确权外业测量中的实际应用及其对它们优缺点的分析,摸索出在农村土地确权外业测量中相对合理有效的测量方法,为今后类似的生产工作提供实际有效的参考依据和方法,以此提高生产工作质量和效率。【关键词】农村土地确权;全站仪;RTK;CORS;1目录1.概述 .......................................................................................................................................21.1 课题背景 ............................................................................................................21.2 项目简介 ............................................................................................................21.3 测区概况 ............................................................................................................22.农村土地确权外业测量方法的技术要求 ...............................................................................32.1 坐标系和高程基准 ..............................................................................................32.2 控制资料收集 .....................................................................................................32.3 平面控制网的要求 ..............................................................................................32.4 高程控制测量要求 ..............................................................................................32.5 控制网的精度要求 ..............................................................................................32.6 控制测量的原则 .................................................................................................33. 全站仪在土地确权中的应用 ................................................................................................43.1 布设导线控制网 .................................................................................................43.2 实际应用中遇到的问题 .......................................................................................43.3 实际应用中的优势与劣势 ...................................................................................54.GPS-RTK 在土地确权中的应用 ...............................................................................................54.1GPS 及其特点 ................................................................................................................54.2RTK 的基本原理、系统组成及误差来源 ......................................................................64.3GPS-RTK 测量方法 ........................................................................................................64.4 实际应用中遇到的问题 ...............................................................................................74.5 实际应用中的优势与劣势 ...........................................................................................75.CORS 在土地确权中的应用 .....................................................................................................75.1CORS 系统原理 .....................................................................................................85.2CORS 系统的特点 .................................................................................................85.3CORS 的测量方法 .................................................................................................85.4 实际应用中遇到的问题 .......................................................................................85.5 实际应用中的优势与劣势 ...................................................................................86.总结 ........................................................................................................................................9致谢语 ........................................................................................................................................9参考文献 ..................................................................................................................................1021.概述1.1 课题背景土地确权外业的主要任务是里利用各种测量方法采集地块的坐标位置,从而确定地块的界址线。纵观近年来常见的外业测量方法,有常规的全站仪法和动态 RTK 法及最新的CORS 技术等 [1]。国家为了健全农村土地承包经营权登记制度,强化对农村耕地、林地等各类土地承包经营权的物权保护,将用 5 年时间基本完成农村土地承包经营权确权登记颁证工作,妥善解决农户承包地块面积不准、四至不清等问题 [2]。在此背景下本文将对全站仪、RTK、CORS等测量方法在农村土地确权项目外业作业时的具体应用和实际操作中遇到各种问题进行分析探讨,总结各种方法在实际应用中优缺点,摸索出在农村土地确权外业测量中相对合理有效的测量方法,为今后类似的生产工作提供实际有效的参考依据和资料,以此提高生产工作质量和效率。1.2 项目简介此项目是安徽省涡阳县04标段:青町镇、曹市镇、单集林场44个村(居)委会,约3.3453万户,土地面积约329359.2亩;由福建省国土测绘院负责实施。工期为230日历天,在此期间完成整个确权流程。 农村土地确权是对土地权属进行确定,包括所有权、使用权和他项权利的确认。是根据国家出台的相关法律政策的规定,确定某一区域内的土地权属关系和他项权利的内容 [3]。每一地块的权属要经过登记申请、地籍调查、审核、注册、颁发土地证书等程序,地块权属最总才能得到确认 [4]。1.3 测区概况单集林场位于安徽省涡阳县东部,东经 116°30´,北纬 33°25´处,距县城二十五公里,东与蒙城相连,东与曹市镇接壤,西与高炉镇隔青洋河相望,面积 40.8 平方公里,国有土地面积 16185 亩,集体耕地面积 29006 亩。测区内房屋主要以两层或三层的楼房为主,也要一些养殖厂房和砖窑厂房等,同时测区前身是国有林场,因此有许多茂密的树木。境内有涡宿公路、淝河横穿东西,青阜铁路横穿南北,将单集林场划分成了不同的几个自然区域。同时单集林场属于暖温带半湿润季风,平均气温 16.5 度,降雨量 800 毫米左右。该场地势平坦,格田成方,海拔 27.5m–28.3m 之间。如图 1-1。图 1-1 测区影像图32.农村土地确权外业测量方法的技术要求2.1 坐标系和高程基准投影方式:选择高斯-克吕格投影,原则上按标准 3 度分带对于跨带的县(市、区),可采用任意中央子午线。坐标系统:采用 CGCS2000 国家大地坐标系。高程系统:采用 1985 年国家高程基准。2.2 控制资料收集(1)平面控制点:安徽省涡阳县境内A、B、C级GPS网成果可为基础控制提供依据;经检测符合要求后使用。安徽省卫星定位综合服务系统(安徽CORS)可为控制测量提供网络RTK和静态后处理服务。涡阳县境内A、B、C级GPS网成果由涡阳县农村经济经营管理局协调提供。该成果作为本次基础控制网的高程控制起算数据。(2)高程控制:本次调查测绘高程采用GPS利用已有高等级控制点拟合法求测,测区基本为平原,高差不大,高程精度符合面积测算要求。2.3 平面控制网的要求整体控制由亳州市国土资源局在全市范围内建立 D、E 级 GPS 控制网和三、四等水准网,作为本次农村土地承包经营权确权登记整体控制的基础控制网。基本控制网分区布设:各单位根据确权登记颁证范围的大小,在基础控制网整体控制下,布设基本控制网,基本控制网的首级可以是 E 级,也可以是一级 GPS 网或精度等同的其他控制网。基本控制网也可直接布设二级 GPS 网或精度等同的其他控制网。首级基本控制网的等级根据确权登记颁证范围和范围内起算点密度确定。首级网为 E 级的,其起算点等级必须在 D 级以上(含 D 级)或相当于 D 级精度的已知控制点。利用安徽省卫星定位综合服务系统(安徽 CORS)和给定的参数或利用涡阳县境内给定的 D、E 级控制点求出参数,或用 GPS RTK 技术进行细部相关地物、界址点等要素采集。2.4 高程控制测量要求高程的基础控制可以在三、四等水准网点的基础上布设,作为高程的基础控制,高程测量主要联测本项目一、二级 GPS 控制点,本项目测量高程控制采用 GPS RTK 高程拟合测量,高程中误差不大于 0.05m,在采集地形地籍要素时使用 GPS RTK 或安徽省 CORS 系统测量,精度满足本项目面积测算要求。注:本次整体控制尽量使用由亳州市国土资源局于国土“二调”时在全市范围内建立的 D、E 级 GPS 控制网和三、四等水准网,上述成果在检核确认无误后使用,确需加密控制的按上述标准进行加密控制测量。2.5 控制网的精度要求现行《地籍测绘规范》规定:地籍平面控制点相对于起算点的点位中误差不超过±5厘米 [5]。地籍控制网同测绘其他网要求相同,均需确保点与点之间的位置精确,项目所有临近点间满足规范所规定的。最具体的精度要求:要求能保证控制点位中误差为±5 厘米;Ⅰ级界址点测量的最大误差不超过±10 厘米,即规定从某两个(一般为相邻)网点观测相同的一个Ⅰ级界址点,所观测的平面较差小于或等于±10 厘米。所以,最大相对位置误差最终相邻控制点之间应控制在±6 厘米。2.6 制测量的原则①分级布网、逐级控制;(由高级到低级) [6]4②要有足够的精度;③要有足够的密度;(点的个数);④要有统一的规格。3. 全站仪在土地确权中的应用伴随着科学技术的发展和进步,测绘仪器也在不断的革新换代。集光电测距仪、电子经纬仪和微处理器于一体的全站仪的出现,在后来的测绘生产活动中已经基本取代了传统的测量仪器。各测绘仪器厂商抓住纷纷时机研究生产出了各种不同型号的全站仪,出现了多功能、大内存、防爆型、防水型、电脑型等,全站仪也正朝着功能更加齐全、更加智能、更加轻巧易操作的方向发展。随着全站仪在测绘生产活动中的普遍使用,很大程度上提高了工作了效率,降低了劳动强度和作业时间,节省了测绘成本,与传统测量仪器相对有很大优势,从根本上改变了传统测量的观念和理论,是测绘行业的一次重大变革。同时随着全国范围内的土地确权项目的开展,全站仪也逐渐成为了农村土地确权项目中的主要测量仪器,它在实际应用中发挥着自己独特的作用。以下就全站仪在农村土地确权中的应用和遇到的问题进行研究与讨论。3.1 布设导线控制网(1)选择导线形式 ①闭合导线:从某点起始经由若干其他的控制点,结束于原点,从而构成多边图形,该类形式适用于宽阔、无高级控制点的地区。②附和导线:起始于某高层次的已知点,结束于不同的高层次已知点,该类形式适用于狭长地带,如公路、铁路。③支导线:从一个已知控制点出发,既不附合于另一个已知控制点,也不必和于原来的起始控制点④结点导线:起始于多于3个的已知点,结束于1个或多余1个相同点,当增加校核条件时,其精度将被提高。⑤导线网:由一些闭合线路相连而成的网状结构,适合于项目测区很大的情况。(2)选点①应选在易于架设仪器,视野开阔的较高点上;②交通便利,有利于联测;③基础稳固,易于长期保存。(3)建立控制网①选点和埋设桩点;②角度观测③长度丈量④导线网能起算数据⑤导线网内数据平差。53.2 实际应用中遇到的问题首先,测区的土地是格田成方型,也就是土地被道路和水渠纵横交错切割成类似九宫格的形式,每个大的地块由几十亩到上百亩不等组成,如图 3-1。并且道路和水渠两边都有繁茂的树木,再加上田里的高杆农作物等因素,造成通视条件差。其次,当地地势平坦,方圆几十公里除了农房、未完工的高速路和火车道以及砖窑厂等较高地势外基本没有天然的高地,对于选择一些具有控制意义和开阔视野的控制点带来不便。最后,此测区方圆四十多平方公里,先期投入六个人,一台全站仪,并且当地距离已知的联测控制点较远。对于这样的人力物力配置来说,将影响后面测绘生产工作的顺利进行。采用全站仪法采集地块界址点坐标,首先要布设一个覆盖全测区的合理控制网。而考虑到布设控制点应遵循的原则条件和人员安全,只能将控制点沿着横纵交错的道路和房屋顶上布设。如此控制点的密度将会加大,需要投入的人力物力也要随着增加,同时农村的房屋边和远处都有树木遮挡,通视条件从而也受到限制。布设好控制网后,在实际采集地块界址点的时候又要支很多的点,既降低了精度又加大了工作量。图 3-1 土地示意图3.3 实际应用中的优势与劣势优势:相对于以前利用传统的皮尺、度盘等测量仪器进行外业测绘来说,在测绘工作中使用全站仪明显省时省力,节省测绘成本,极大提高了工作效率。劣势:布网繁琐、费时费力、人员投入量大、作业效率低。64.GPS-RTK 在土地确权中的应用4.1GPS 及其特点(1)全球定位系统(英语:Global Positioning System,通常简称 GPS),又可以称为全球卫星定位系统,是美国国防部研制和维护的,由太空中的 24 颗 GPS 卫星,地面上1 个主控站、3 个数据注入站和 5 个监测站 以及用户设备部分组成的一个定位系统。(2)GPS与传统测量方法相比具有以下特点①点与点不要通视。其采集数据时需要控制点周围广阔,尽可能没有房屋树木等的干扰,保证信号稳定,但点与点间并不需要看得见,故不再需要建造觇标。这样既省事省力又简单易操作,还能减少传统测量中的传算点和过渡点的测量工作。②操作简便。在实际观测中,测量员只需做好安置仪器、量取天线高、开机设置各项参数工作,而其它观测工作,如捕获卫星、跟踪观测和记录等均由仪器自动完成,工作效率明显提高 [7]。③观测时间短。一般要1.0~1.5小时每站的采集时长。 ④获得平面和高程坐标。其不但能准确的获得某点的X、Y数据,还能获得点的H数据,这就能为地籍测量提供精确的数据。⑤定位精度高。经验表明,其定位准确度在小于五十公里时能为1×10 -6~2×10 -6,而一百到五百公里内可达10 -6~10 -7,在大于一千公里可达到或优于10 -8,随着观测技术与数据处理软件及方法的不断改善,其定位精度还将进一步提高。 ⑥全天候实时观测。GPS卫星数多且分布均匀合理,可以保证在何时何地都能观测到四颗以上GPS微信,从而实现连续导航定位的能力,且通常情况下天气变化不会影响其工作。4.2RTK 的基本原理、系统组成及误差来源(1)RTK 技术是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时动态差分 GPS 测量技术,是 GPS 测量技术发展里程中的一个标志,是一种高效的定位技术 [8]。(2)RTK 系统主要由三大部分组成:基准站接收机、数据链、移动站接收机。(3)RTK 主要误差来源有来自仪器的钟误差,与信号相关的干扰误差,同时也有来自我们测量人员仪器操作误差等等;在基站架设时操作人员参数输入所引起的误差等 [9]。4.3GPS-RTK 测量方法在土地确权中使用 GPS RTK 进行实测,(1) 基站架设要求①基站应该架设在事视野开阔,地势较高,地籍稳固的地方;②基站应该架设在安全可靠,不受来往人员车辆干扰的地方; 7③基站应该架设在大型电磁发射源 200 米以外的地方(微波塔,通信塔等),同时也要距离高压线 50 米以外。(2) 基站设置①基站上仪器架设要严格对中、整平;②GPS 的天线、主机、电源、发射装置等要连接无误;③要准确量取基站接收机天线高二次以上,满足要求后取均值。(3) 基站运行期间作业要求①外出作业时要尽量避免仪器被烈日暴晒或雨水淋湿;②当我们在工作期间,测量人员应随时在基站附近,以备检查仪器设备的正常工作状态,及时发现问题并加以解决 [10]。(4) 移动站作业准备①在外出作业时,首先对 pc 卡容量和仪器内存进行检查。②由于仪器耗电量大,外出作业之前要给仪器充满电,同时备足备用电池。③RTK 测量作业半径一般不得超过 15km,要做好架设流动站的准备。(5) 移动站作业要求①作业时要注意实际杆高和作业杆高是否相同。②在进入恶劣环境(树林、灌木林、爬山等)时,要保护仪器的安全 [11]。③在移动站开始作业时,要尽量使 GPS 接收机的天线保持垂直。4.4 实际应用中遇到的问题首先,要选择符合条件的地点架设基站,而且为了保证仪器的安全和正常的外业作业,要有人看护基准站,从而降低了人员利用率。其次,由于使用 RTK 进行外业测量时,随着移动站与基准站之间距离的增大,定位精度也会随之增大,因此 RTK 作业半径小,所以在较大测区时我们要架设流动站以确保测绘工作的正常进行,从而降低了仪器利用率。再者,由于测区有些地方有树木遮挡,工作时会导致仪器信号不稳定或失锁,影响实地采集数据的效率和质量。如图 4-1,像 1 号界址点至 12 号这些界址点,由于有树木遮挡,使用 RTK 很难准确快速的采集到地块界址点数据,对于类似 15 号界址点至 38 号界址点这些区域的界址点,正常情况下完全可以使用 RTK 采集地块界址点数据。最后,由于工作需要和仪器安全,基准站与流动站每天都要重新架设和看守,从而增加了人员操作的误差来源,影响测量结果的精度。8图 4-1 数据采集示意图4.5 实际应用中的优势与劣势优势:相对于全站仪劳动强度小、作业时间段、操作简单、受外界干扰较少、精度高。劣势: 第一,容易被遮挡物影响,导致信号失锁和定位延迟;第二,作业半径小,定位精度与作业距离成正比;第三,对仪器和人员利用率不高;第四,由于每天都要重新架设基站和流动站,从而增加了工作量和误差来源。5.CORS 在土地确权中的应用CORS 系统是连续运行参考站系统(Continuous Operational Reference System)的简称,是一个利用计算机通过数据通信和互联网技术相互传递信息的网络。5.1CORS 系统原理CORS 系统是多个连续运行的 GPS 参考站在一个较大的地区内均匀分布成网状,各参考站对同一目标持续测量,然后把测量数据经过通信装置传到控制中心。首先对数据预处理及精度分析,再按照某一模型对数据统一解算,得到误差修正模型,然后将及时纠正的数据发送给用户,用户只需要一个仪器就可以得到高精度定位结果 [12]。5.2CORS 系统的特点 [13]①CORS 系统可以长期,稳定的提供参考坐标系统,为测量工作提供有效的基准。②选用连续基站,可进行全天候、全方位测量,方便快捷,采集数据效率增加。③不需要用户自己设置基准站,就可以进行外业测量活动。③初始化时间变的更短,外业作业的覆盖范围也变得更加广。⑤数据链通信更加固定可靠,从而也在一定程度上减少了噪声的干扰。
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