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数字化地籍图测绘技术与应用.doc

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数字化 地籍图 测绘 技术 应用
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龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目:数字化地籍图测绘技术与应用资源工程学院数字化地籍图测绘技术与应用【摘要】:地籍指的是土地的户籍,地籍测量时一项建立在土地档案理论和技术方法上的学科。传统的地籍测量是通过野外数据采集后,再经过繁琐的内业处理,工作量庞大。随着测量仪器的精度越来越高,再加上 GPS、GIS 等相关技术的广泛应用,测绘行业得到了大量的发展,也带动了地籍测量向了数字化和自动化的的方向发展。本篇论文从数字化地籍图测绘技术的发展入手,相继介绍了数字化地籍图测绘技术的竞争优势、技术支持,接着以实例为证介绍了数字化地籍测量的方法和应用,在论文结尾,对数字化地籍测量的发展做了总结。【关键字】:数字化;地籍测量;地籍图;控制测量;地籍要素测量目录1、前言 ..............................................................................................................................................12、数字化地籍图测绘 ......................................................................................................................12.1 传统的地籍图测绘 ......................................................12.2 数字化地籍图测绘的优越性 ..............................................12.2 数字化地籍图测绘的方法 ................................................12.3数字化地籍图测绘的作业流程 ............................................22.3.1 外业作业 ........................................................22.3.2 内业编绘 ........................................................23、数字化地籍测量的技术支持 ......................................................................................................33.1、GPS 定位基本原理 .....................................................33.2、 GPS-RTK 技术及其在地籍测量中的应用 ..................................33.2.1、 RTK 测量原理 ..................................................33.2.2、 RTK 的特点 ....................................................43.2.3、 RTK 技术在数字地籍测量中的应用 ................................44 数字化地籍测量的实现--以福州市鼓楼区洪山镇为例 ............................................................54.1 测区概况 ..............................................................54.2 作业依据 ..............................................................54.3 坐标系统和现有成果的利用 [3]............................................54.4 外业施测 ..............................................................54.4.1 首级 GPS控制测量 ................................................54.4.2技术要求 ........................................................74.4.3 导线点点之记 ....................................................74.5图根控制测量 ..........................................................74.5.1图根平面控制测量 ................................................74.5.2 图根高程测量 ....................................................84.6 地籍碎部测量 ..........................................................84.7 地籍要素测量 ..........................................................85 内业工作 ......................................................................................................................................85.1 数据输出 ..............................................................85.2编辑地籍图 ...........................................................106. 结论 ............................................................................................................................................17致谢词 ..............................................................................................................................................17参考文献 ..........................................................................................................................................1811、前言地籍管理是土地管理中非常重要,土地所涵盖的信息具有空间信息特征,建立地籍信息管理除了能够有效提供地理性信息外,还能为国家生产建设提供依据。传统的地籍图测制的工作繁琐复杂,特别是外业工作。数字地籍测绘技术的应用,可以有效降低人力和物质资源的消耗,降低劳动强度,获得更准确的,丰富的数据信息,有效地提高了工作效率的同时,通过绘图软件,图件美观易修改,而且其存储形式是矢量图,便于利用、管理与共享。因此将地籍测量的外业和内业工作融为一体,充分应用现代数字化测绘技术,在保障内、外业工作的同时建立相应的管理系统,进一步加强地籍数据管理,真正实现“数字时代” 。2、数字化地籍图测绘2.1 传统的地籍图测绘在测绘技术产生之初,它的主要应用是为了帮助解决民间的田地划分和面积量算问题的。而后有些国家为了方便征收赋税,对土地进一步丈量并进行土地评价,然后绘制成图。在我国,最初的地籍图叫做鱼鳞图。宗地图绘制方法有蒙绘法、缩放绘制法、复制法、计算机输出法。( 一 ) 蒙绘法以基本地籍图作底图,将薄膜蒙在所需宗地位置上,逐项准确地透绘所需要素,整饰后制作宗地图。( 二 ) 缩放绘制法宗地过大或过小时,可采取按比例缩小或放大的方法,先透绘后整饰,再制作宗地图。宗地的信息过多时,可采用复制法复制地籍图制作宗地图。大宗地可缩小复印,小宗地可放大复印,但复印后须加注界址边长数据、面积及图廓等要素,并删除邻宗地的部分内容。( 四 ) 计算机输出法利用数字法测图时,宗地图生成是在数字法测图系统中自动生成,生成的宗地图须加注界址边长数据、面积及图廓等要素。 2.2 数字化地籍图测绘的优越性现在的地籍图测绘工作和以前不同的是,现在的数字化测绘技术在很多方面都有进步:第一,它将经过内业处理后的数据通过电脑和相关软件按模拟野外的实际情况,让人可以直接从计算机中获取所需的地理信息以及地籍要素,便捷而精准;第二,应用数字化测绘技术能够将各不相同的图形文件随意进行放大缩小和相邻图幅的拼接,以更好的满足客户需求;第三,随着计算机普及及其技术的不断进步,带动了测绘生产作业效率的提高,使得数字化测绘水平有所增长。如土地开发和利用,城市规划建设和道路设计。第四,计算机的使用使得地籍图测绘实现了即时打图,能有效降低资金的使用和维护更新上的难度。2.2 数字化地籍图测绘的方法目前,通过数字化测绘技术绘制地籍图的方法一般分为两种:一种为全野外数据采集,然后采集回来的数据运用软件进行室内处理编辑;另一种是原来进行过地籍图测绘,可以将原有地籍图利用扫描软件扫描,转化形成矢量图,然后再根据外业调查结果进行室内数2字化,形成新的地籍图。野外数字化地籍图测绘是应用专门的测量仪器和相应的构图软件,在野外采集数据,最终得到具有现实性、信息完整、精准的数字化地籍图,但其所需的软件和硬件设备价格均十分昂贵,投入成本巨大。对原有地籍图进行室内数字化就是指通过数字化仪将图形转换成数字成果。这样的方法最大的优点是能有效减少投入,除此之外,把现拥有图形进行数字化的时间周期也比原有周期短,但是它最大的缺点是缺乏现实性,信息完整度和测量精度也比较低,精度最高只能保持在原来的精度基础上。2.3 数字化地籍图测绘的作业流程2.3.1 外业作业外业数据采集外业作业包括两个方面:控制测量及碎部(界址点坐标)测量。控制测量是由 GPS 接收机和随机数据及数据处理软件组成的全球卫星定位系统。一般会在较为空旷的地方或者是道路主干道旁选择点位,应用实时动态 GPS 和全站仪在这些区域施测,更能保障界址点和碎部点的精密和准确。同时,要特别注意点位设置要远离微波站、变电所、高压电线等地方。而碎部测量则是采用 GPS(RTK)、全站仪配合草图来测图,将关键的部分绘制在草图上。通过碎部测量, ,借助于全站仪和 RTK 技术,测量隐蔽死角、不可到达的高层等。2.3.2 内业编绘在外业作业结束后,将电子手簿中的数据送至微机中进行处理,进行编辑。该过程利用的是大比例尺绘图软件,需认真校对草图中的注记跟微机中的吻合程度,连图的时候,要根据草图内容准确应用地物编码,后期还要到实地查图和补测。如图 2-1 所示是数字化地籍图测绘的过程图。图 2-1:数字化地籍图测绘的作业过程33、数字化地籍测量的技术支持3.1、GPS 定位基本原理在地籍控制测量中,用的最多的是 GPS静态测量,尤其是在高级控制网布设中发挥着不可替代的作用,GPS 定位系统的基本原理是空间交会原理,根据接收到的卫星瞬间位置信号为已知起算数据,可求出卫星到接收机的距离,从而确定待测点位置。如图 3-1示,如果能够同时接收到四颗卫星,就能得到他们的位置和到接收机的距离,从而能求出接收机的位置。图 3-1: GPS卫星定位原理图3.2、 GPS-RTK 技术及其在地籍测量中的应用现今, GPS 随着信息科技和生产力的发展,技术越来越成熟,逐渐呈现全球化的趋势。最初,受到技术和技术投入的限制,在测绘行业运用不多,只用作于高精度控制测量。现在则被广泛应用于各种测量领域。实时差分 RTK(Real—Time Kinematic)-GPS是一种实时动态定位技术,在一定范围内,它能够实时地提供用户点位在指定坐标系中的三维实用坐标,且精度高。它是 GPS测量技术在发展中的所取得的飞跃。在大比例尺地形测量、变形监测等各种测量工作中,起到举足轻重的低位,极大地减少了人力、物力的投入,提高了工作效率。3.2.1、 RTK 测量原理RTK测量原理是在两台接收机间加上一套无线电通信系统,把两台独立的接收机连接4成一个有机整体;基准站会将接收到的数据和基准站的所在点位坐标和天线高度通过无线电系统传输到流动站;流动站同时接收卫星信号和基准站发送的信息,并进行数据处理:将基准站的载波信号与自身接收到的载波信号进行差分处理,即可实时求解出两站间的基线向量,同时输入相应的坐标,转换参数和投影参数,就可以得到有用的未知点的坐标。如图 3-2示,为 RTK工作原理。图 3-2 RTK工作原理3.2.2、 RTK 的特点优点:a. 采用 RTK 技术进行测量时,不要求通视,便可直接进行测量。b. 测量简易,只需要一个人单独就可以完成相关的测量工作。c. 地形测量是,不需要定向,只需要连接相关网络和蓝牙就可直接采集数据,节约大量人力物力。d. 所测的位置可以很直观的在屏幕上显示。缺点:a. 受天气,信号影响大,尤其是在阴雨天气、云层较厚的时候,接受的信号收到影响b. 在有手机、汽车或者其他信号干扰的时候也会受到影响c. 在江河湖泊、平静的水面时以及有玻璃等反射物时会引起多路进效应,影响接收信号。d. 在城市大比例尺数字化测图中,信号容易被建筑物、树木等障碍物遮挡,使得在使用过程中受到约束。3.2.3、 RTK 技术在数字地籍测量中的应用 [1]运用数据库对地籍信息进行管理的方法早已盛行,跟其他国家一样,我国的地籍信息管理系统也正在实现现代化管理,为此,我国国土资源部和各相关土地部门提出规定一定5要以数字化地籍调查测量的结果为依据,以城镇为单位,进行土地登记和管理,让我国的地籍管理工作也全面走上现代化和规范化道路。地籍测量主要应用 GPS-RTK 的两大功能:静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息,确定某点的三维坐标;动态功能是通过卫星系统,把已知的三维坐标点位,实地放样到地面上 [2]。4 数字化地籍测量的实现--以福州市鼓楼区洪山镇为例4.1 测区概况洪山镇位于北纬 25°15′~26°39′,东经 118°08′~120°31′,在福州市中心城区西部城乡结合部,是典型的亚热带海洋性季风气候,春季多雨,气温变化大,夏季则炎热。测区占地 12.6平方公里,常住人口 9.3万人。辖区东至西二环北路,西至闽江中心线,南到上浦路-斗池路与台江区交界,北至甘洪路。该地区地势较为平坦,平均高程约为6.0m,用地类型多样,有住宅用地、商业用地、工业用地、行政事业用地、军事安全用地等,区域内道路发达,交通便捷。洪山镇人口密集,老城区房屋密集零乱,巷道狭窄,作业难度较大。通行福州方言,一般能以普通话会话。4.2 作业依据《城镇地籍调查规程》 (TD1001-93) ;《确定土地所有权和使用权的若干规定》 (国家土地管理局 1995年) ;《城镇变更地籍调查实施细则(试行) 》 (国家土地管理局 1998年) ;《土地登记规则》 (国家土地管理局 1995年) ;《福建省土地登记条例》 (1996 年) ;《城镇地籍数据库标准》 (TD/T 1015-2007) (国土资源部) ;《全球定位系统(GPS)测量规范》 (GB/T 18314-2001) ;4.3 坐标系统和现有成果的利用 [3]坐标系统:平面控制测量采用 1980西安坐标系,高程系统采用 1985国家高程基准现有成果的利用:福州市城区地籍调查、土地登记工作始于 1988年,土地登记发证以宗地调查为主,包括宗地勘丈草图、界址调查表、地籍调查表、宗地图。城区土地登记工作在历年来陆续开展。①城区已登记发证的宗地的材料不齐全。②部分宗地草图在制作上比较粗糙,大多采用皮尺丈量,精度一般,但基本能符合宗地图的要求。③本市的宗地没有编地籍号、没有原始地籍图件,大多没有界址点坐标。④原宗地座落、门牌号等与现状有较多不一致。4.4 外业施测4.4.1 首级 GPS 控制测量由于地籍测量的精度要求相对不高,所以 E级 GPS网就能满足,可以作为首级控制网。因此本次测量的首级测量是在 C、D 级 GPS点基础上布设的 E级 GPS网,在此基础上再按照街坊布设图根控制网 [4]。控制网图形设计如图 4-1示。该测区附近有 3个 C级 GPS控制点(097P、098P、035) ,平面坐标属 1980西安坐标系,中央子午线 117°。经现场踏勘,标石均保存完好,可作为本测区平面控制测量之起算数据。该测区共完成 E级 GPS控制点数目为 59个。部分成果展示如图 4-2。6图 4-1:控制网图形设计图 4-2:部分控制点坐标成果74.4.2 技术要求表 4-1 精度等级级别 固定误差 a(mm) 比例误差系数 b相邻点之间的平均距离(km)C ≤10 ≤10 5~10D ≤10 ≤20 0.2~5E ≤20 ≤20 0.2~5表 4-2 技术要求等级卫星高度角有效观测卫星数时段长度采样间隔PDOP一级≥15 ≥4 ≥45 10-60 <8二级≥15 ≥4 ≥45 10-60 <84.4.3 导线点点之记GPS点在选埋之后,应该按照《布设城市测量规范》要求做点之记。(如图 4-3)图 4-3:点之记4.5 图根控制测量地籍图根控制测量是在首级控制网的基础上加密。图根导线的测量方法有闭合导线、附合导线、支导线等。一般尽量采用闭合导线或者附合导线。为利于发展下一级网的加密,便于直接联测或者扩展,最好选择 1-2个相邻图根点通视。还需保证点位周围视野开阔,无其他信号干扰。4.5.1 图根平面控制测量具体技术要求见下表:
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