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地籍測量論文

時(shí)間:2023-03-21 17:04:56

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地籍測量論文

第1篇

傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害檢測技術(shù)是運(yùn)用簡易檢測以及多種測量儀器進(jìn)行監(jiān)測,并將監(jiān)測的記錄發(fā)送到預(yù)報(bào)中心進(jìn)行研究和分析,從而確定是否要發(fā)出災(zāi)害的預(yù)報(bào)。變形是地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的主要監(jiān)測對象。變形監(jiān)測分為外部和內(nèi)部兩種監(jiān)測。本文中所指的監(jiān)測對象則是以測量技術(shù)為主要手段的外部變形。常用的傳統(tǒng)檢測方法為大地測量法(三角交會、水準(zhǔn)法,測距法,小角法,視準(zhǔn)線法),常用的監(jiān)測設(shè)備為全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和激光測距儀。大地變形監(jiān)測的特點(diǎn)是以監(jiān)測滑坡體表層各部位的絕對位移為主,測量范圍較廣,沒有量程限制。

2新的測量技術(shù)(3S技術(shù))在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展新的地質(zhì)災(zāi)害測量技術(shù)———3S技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。所謂3S技術(shù)是GIS,GPS和RS技術(shù)總稱的簡稱。GIS(GeographicInformationSystem/Geo-InformationSystem)技術(shù)即地理信息系統(tǒng)。作為一門重要的信息技術(shù),近年來它已經(jīng)深入到地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與可視化分析以及綜合服務(wù)系統(tǒng)等方方面面。它是一種特定的空間信息系統(tǒng)。GIS的功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取和轉(zhuǎn)化,將空間的轉(zhuǎn)換為數(shù)字的;進(jìn)行由二維,三維的地圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成;重構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式也不同;查詢、檢索空間數(shù)據(jù);操作以及分析數(shù)據(jù);空間顯示和輸出成果;定期更新空間數(shù)據(jù)。GIS的顯著特點(diǎn)是具有時(shí)間性,空間性和專題性。傳統(tǒng)的方法和技術(shù)難以勝任的記錄和計(jì)算大量數(shù)據(jù)的難題伴隨這GIS技術(shù)的運(yùn)用而成功解決?,F(xiàn)實(shí)的需求也拓展了GIS技術(shù)的應(yīng)用潛力,GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害測量方面具有較為廣闊的應(yīng)用前景。GPS(GlobalPositioningSystem)技術(shù)即全球定位系統(tǒng)。GPS技術(shù)以它連續(xù),實(shí)時(shí)和高精度的特點(diǎn)在地質(zhì)災(zāi)害變形監(jiān)測中被廣泛應(yīng)用。GPS的優(yōu)點(diǎn)十分顯著———測站之間不需要通視,擁有高達(dá)98%的全球覆蓋率,這也使得點(diǎn)位的選擇十分方便靈活;觀測時(shí)間很短,不受氣候條件的制約,并且可以全天候進(jìn)行監(jiān)測,不會漏掉重大的變形信息;可同時(shí)進(jìn)行平面位移和垂直位移監(jiān)測;定位精度高,實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,在<50km的基線上精確度可達(dá)12*10-6;擁有較高的自動化程度,從數(shù)據(jù)的采集到處理再到分析和管理過程都易于實(shí)現(xiàn)自動化。GPS技術(shù)被利用于對大型的建筑物進(jìn)行變形監(jiān),在遠(yuǎn)離建筑物的地方選擇一個比較穩(wěn)定的點(diǎn),GPS接收器被放置于這個點(diǎn),再將幾臺接收器放置于其他目標(biāo)點(diǎn),便可算出目標(biāo)點(diǎn)的絕對位移了。用GPS來完全代替常規(guī)的監(jiān)測辦法已經(jīng)被國內(nèi)外反復(fù)的研究實(shí)驗(yàn)所證明,而且GPS技術(shù)在很多方面都明顯優(yōu)于常規(guī)的監(jiān)測方法。GPS技術(shù)的不斷升級和發(fā)展對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測有著十分廣闊的應(yīng)用前景。RS(RemoteSensing)技術(shù)即遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測目標(biāo)地物,獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息,并進(jìn)行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。RS技術(shù)已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)各個部門得到了廣泛的應(yīng)用,地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測已經(jīng)于遙感技術(shù)有了緊密不可分的聯(lián)系。RS技術(shù)的平臺是航天飛機(jī)或是衛(wèi)星,飛行的高度高,成像的范圍很大,這也就保證了可以及時(shí)快速的獲取各種最新的數(shù)據(jù)和變化的信息。結(jié)合我國的情況,經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)以及研究,一般選擇具有價(jià)格低,操作簡單,起降靈活,并且安全性高的輕型飛機(jī)作為低空遙感攝影技術(shù)的平臺。通過利用RS技術(shù)所得的資料,為地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測起到了重要的作用,并且日益成為地質(zhì)測繪單位開拓服務(wù)領(lǐng)域的重要方面。

3新舊測量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中的成效對比

第2篇

關(guān)鍵詞:化測繪,地籍調(diào)查,建庫

 

1、 引言

近年, 隨著國家城鎮(zhèn)建設(shè)和新農(nóng)村建設(shè)步伐加快, 城鎮(zhèn)地籍測量工作在全國范圍內(nèi)鋪開,各地對地籍圖的需求也急劇增加。地籍測量是城鎮(zhèn)建設(shè)的基礎(chǔ)工程, 是一項(xiàng)政府行為的測繪工作。免費(fèi)論文。其目的是為了全面澄清城鎮(zhèn)土地的屬性、位置、面積、用途、經(jīng)濟(jì)價(jià)值及相互之間的關(guān)系, 為建立全國土地管理信息系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。采用常規(guī)的測量方法要達(dá)到規(guī)程要求難度很大,隨著GPS、GIS、全站儀等相關(guān)技術(shù)的廣泛應(yīng)用, 數(shù)字化測圖也得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用, 使得地籍測繪逐步走向數(shù)字化和自動化的地理信息時(shí)代。

2、地籍測量的任務(wù)與作用

地籍測量是地籍管理中一項(xiàng)極其重要的基礎(chǔ)技術(shù)工作是地籍管理的中心內(nèi)容,它要保證土地信息的可靠性與精確性,所以地籍測量是以一定的精度測定土地境界、土地權(quán)屬位置、土地面積,并以反映土地利用類型、分布狀況以及質(zhì)量等級為目的的測繪工作。它為地籍管理和其它土地管理工作服務(wù)。具有專業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn),表現(xiàn)在四個方面:(1)帶有法律性行政行為;(2)具有較高的能滿足地籍管理的精度指標(biāo); ( 3 ) 有配套的成果資料, 包括圖、表、冊、卡等成套的成果;(4)須保持地籍成果資料的現(xiàn)勢性,當(dāng)?shù)丶刈兓?應(yīng)及時(shí)同步地進(jìn)行變更測量。地籍測量是調(diào)查和測定土地極其附著物的權(quán)屬位置、范圍大小、質(zhì)量等級、土地利用類型等土地基本狀況信息的測繪工作?,F(xiàn)代地籍測繪主要是采用自動采集地籍要素的方式,利用全站儀、計(jì)算機(jī)或PDA 采集地籍要素,傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上,運(yùn)用專用的地籍?dāng)?shù)據(jù)處理軟件,對其進(jìn)行分析、整理、編輯和入庫。其基本流程為:

1、資料分析:對測區(qū)已有的地籍?dāng)?shù)據(jù)(包括已有的地形圖、地籍檔案資料、已有的控制資料和電子文檔等)進(jìn)行分析,熟悉測區(qū)地形,根據(jù)本身已有的設(shè)備和最終建立地籍?dāng)?shù)據(jù)庫的要求確定采用何種測量技術(shù)。在資料分析過程中可以考慮能否使用“準(zhǔn)地籍測量”。

2、數(shù)據(jù)獲?。簲?shù)據(jù)獲取途徑包括兩種:第一種是通過上述分析,直接利用已有的資料,如原始的正確的地籍檔案資料等;第二種是野外直接采集與收集。數(shù)據(jù)采集必須根據(jù)建立數(shù)據(jù)庫的要求,得到適宜的數(shù)據(jù)格式。免費(fèi)論文。數(shù)據(jù)獲取的內(nèi)容一般包括全要素地形數(shù)據(jù)、地籍?dāng)?shù)據(jù)、地類數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)。

3、數(shù)據(jù)編輯、整理、入庫:對于獲取的各種數(shù)據(jù),按照數(shù)據(jù)庫建庫技術(shù)要求進(jìn)行編輯、整理、入庫,并進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)、分析、匯總,最終建立地籍?dāng)?shù)據(jù)庫,形成地籍管理系統(tǒng)。

3、地籍?dāng)?shù)據(jù)庫建立

地籍測量不但能提供一份圖形資料,更關(guān)鍵的是其提供了一份含有各宗地?cái)?shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫, 地籍?dāng)?shù)據(jù)庫包含宗地屬性信息庫、界址點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫、地物點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫、宗地?cái)?shù)據(jù)信息庫、宗地面積數(shù)據(jù)庫、街坊、街道分類面積數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。其中宗地屬性信息庫必須是最先建立的, 有了它我們才能建立其他各個數(shù)據(jù)庫, 宗地屬性信息庫是根據(jù)地籍調(diào)查表提供的信息錄入整理成的, 這里不再重復(fù), 這里主要講后面的三個數(shù)據(jù)庫的建立方法。

1、宗地?cái)?shù)據(jù)信息庫

宗地?cái)?shù)據(jù)信息庫是每一個宗地的界址線信息及各種地物的數(shù)據(jù)信息, 即界址線及各種地物是由哪些點(diǎn)構(gòu)成的, 這是一個實(shí)體文件, 在數(shù)據(jù)庫建立軟件中, 這個實(shí)體文件可以錄入, 并利用實(shí)體文件繪制地籍圖, 也可以先繪制地籍圖, 從圖形文件中根據(jù)宗地號自動讀取宗地信息, 建立宗地信息庫。

2、宗地面積數(shù)據(jù)庫

宗地面積數(shù)據(jù)庫中包含宗地占地面積、建筑占地面積、建筑面積等, 面積計(jì)算方法基本上有三種, 即坐標(biāo)解析法, 實(shí)地量距計(jì)算法和圖上量算法, 因現(xiàn)行測定地籍圖方式基本運(yùn)用全數(shù)字化測定坐標(biāo)值的方法, 所以我們計(jì)算面積常用坐標(biāo)解析法, 這種方法對任意多邊形利用三角面積求算法, 求得面積能保證精度, 面積值精確, 運(yùn)用公式:

3、 街坊、街道分類面積數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

街坊面積用圖幅內(nèi)測定的街坊界線點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算, 這樣精確得到街坊總面積, 然后利用解析法、部分解析法或圖解法, 得到其他( 如道路、水域、空地) 面積, 街坊內(nèi)各類面積總和與街坊面積相同。街坊面積分類統(tǒng)計(jì)即把街道內(nèi)各街坊的面積分類統(tǒng)計(jì)在一起, 得到街道面積分類統(tǒng)計(jì)表, 因此, 街坊面積分類統(tǒng)計(jì)是街道面積分類統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)。

4、 地籍資料的更新

由于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 土地?cái)?shù)量、質(zhì)量、地類、地權(quán)及房產(chǎn)情況不斷變化, 因此地籍資料必須進(jìn)行修正,保持地籍資料的現(xiàn)勢性,地籍資料更新包括地籍要素調(diào)查更新,界址點(diǎn)線修補(bǔ)測、地籍圖的更新, 修測以及后續(xù)的各類資料更新計(jì)算統(tǒng)計(jì)等,更新后的宗地號按原街坊內(nèi)最大號續(xù)編,原號作廢,界址點(diǎn)編號采用同樣方式。

4、地籍調(diào)查結(jié)果分析

地籍調(diào)查是地籍測量中一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,地籍調(diào)查的項(xiàng)目必須完整齊全,同時(shí)保證其準(zhǔn)確性。地籍外業(yè)數(shù)據(jù)采集必須滿足各項(xiàng)技術(shù)規(guī)范的要求,這是保證地籍測量數(shù)據(jù)精度的必要條件。免費(fèi)論文。數(shù)據(jù)庫建立軟件對現(xiàn)行的數(shù)字化地籍測繪工作預(yù)以全程支持,每一項(xiàng)工作均配有相應(yīng)程序, 解決了常規(guī)測量測繪成本高、環(huán)節(jié)多、精度低、重復(fù)工作量大等不利因素,充分利用現(xiàn)代高科技技術(shù), 提高了外業(yè)工作的效率,使內(nèi)業(yè)工作時(shí)間大大縮短。軟件合理地把測量內(nèi)外業(yè)結(jié)合起來,使測繪工作更加輕松。實(shí)現(xiàn)了地籍測繪的一體化、現(xiàn)代化。

5、結(jié)束語

地籍測繪工作是需要各個單位積極配合的工作,所以在加強(qiáng)《土地法》和《測繪法》宣傳的同時(shí),應(yīng)該對測區(qū)范圍內(nèi)的地籍測繪工作的意義和需要加強(qiáng)宣傳力度,這樣可以讓工作更為高效順利的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1]《第二次全國土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程》( TD/ T1014- 2007)

[2] 金其坤,地籍測量。北京地質(zhì)出版社,1994年

[3] 詹長根.地籍測量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2001年

[4] 徐紹銓.GPS 定位技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].中國土地科學(xué),1996年

第3篇

[關(guān)鍵詞]GPS測量技術(shù);地籍測量;應(yīng)用

中圖分類號:P228.4;P271 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)37-0228-02

所謂地籍測量,指的是對各個土地的方位、類型、區(qū)域面積、權(quán)屬以及使用情況等通過建立相關(guān)的土地信息檔案,從而方便后期為土地使用提供說明。地籍測量是國家政府實(shí)現(xiàn)對土地或地籍管理的重要技術(shù)前提,是進(jìn)行國家基礎(chǔ)建設(shè)的重要依據(jù)。在進(jìn)行地籍測量過程中,對相關(guān)人員不但要求其掌握熟練的測繪技術(shù),而且明確其須按照國家相關(guān)法律法規(guī)開展工作。在測量技術(shù)方面,由于GPS測量技術(shù)具有使用方便、測量精度高、成本低、測量速度快和靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),使得其廣泛的應(yīng)用于地籍測量之中。

一、GPS概述及其在地籍測量中研究現(xiàn)狀

GPS系統(tǒng)按照其結(jié)構(gòu)組成分,可分為外空衛(wèi)星組成部分、地球控制組成部分以及各用戶設(shè)備組成部分三部分組成[1]。其中,用戶設(shè)備以GPS信號接收機(jī)為代表。GPS信號接收機(jī)種類諸多,并且根據(jù)其不同特性具有不同的分類方式。諸如,按用途可分為導(dǎo)航型GPS接收機(jī)、測量型GPS接收機(jī)和授時(shí)型GPS接收機(jī)三種;按載波頻率可分為單頻GPS接收機(jī)和雙頻GPS接收機(jī);按接收數(shù)據(jù)解算機(jī)理可分為靜態(tài)GPS接收機(jī)和動態(tài)GPS接收機(jī)。

GPS測量技術(shù)在地籍測量過程中主要進(jìn)行地籍控制測量和碎部測量兩種。國內(nèi)外經(jīng)過多年的研究,將GPS測量技術(shù)廣泛的應(yīng)用于地籍測量之中。諸如黎程等人,建立了GPS地籍控制網(wǎng)思路并解決了一系列相關(guān)問題;熊姿等人,對GPS測量技術(shù)在地籍測量中具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)研究;黃炳齡等,充分考慮質(zhì)量和效益基礎(chǔ)上,在建立地籍測量控制網(wǎng)中充分研究了GPS的應(yīng)用及其特征。

地籍測量與其他控制測量網(wǎng)相比,具有其獨(dú)特的特點(diǎn)。例如,測量精度要求較高、嚴(yán)控對地籍元素測量時(shí)產(chǎn)生的誤差、進(jìn)行細(xì)部測量時(shí)嚴(yán)控各控制點(diǎn)的精度、各控制點(diǎn)精度與比例尺關(guān)系不大等。

二、GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)

GPS測量技術(shù)設(shè)計(jì)主要包含GPS網(wǎng)形設(shè)計(jì)規(guī)范要求、GPS精度密度及設(shè)計(jì)依據(jù)、GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)和圖形設(shè)計(jì)四部分組成,下面進(jìn)行逐一分析[2]:

(1)關(guān)于GPS網(wǎng)形設(shè)計(jì)規(guī)范要求方面,進(jìn)行GPS網(wǎng)形設(shè)計(jì)應(yīng)首先以GPS測量任務(wù)書和相關(guān)測量規(guī)范為依據(jù),并選取最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)堅(jiān)持一定的設(shè)計(jì)原則。諸如,閉合圖形通常通過獨(dú)立觀測邊組成;保持GPS網(wǎng)點(diǎn)與地面控制網(wǎng)點(diǎn)的重合性;保持水準(zhǔn)點(diǎn)和GPS網(wǎng)點(diǎn)的重合性;在不受外界環(huán)境限制條件下,優(yōu)先選取交通便利或視野開闊的區(qū)域作為GPS網(wǎng)點(diǎn);保證GPS各網(wǎng)點(diǎn)間至少一個以上的通視方向;選擇坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí),優(yōu)先考慮原有城市的坐標(biāo)系統(tǒng);構(gòu)成GPS網(wǎng)的多個附合路線和閉合環(huán)應(yīng)確保是非同步觀測邊組成。

(2)關(guān)于GPS精度密度及設(shè)計(jì)依據(jù)方面,精度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GPS網(wǎng)使用目的決定,若將GPS控制網(wǎng)用于工程或城市建設(shè)之中,則如圖1所示分級;若將GPS控制網(wǎng)用于國家土地測量或地殼變形測量之中,則如圖2所示分級。

GPS網(wǎng)密度標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)測量任務(wù)、測量對象以及其他相關(guān)要求進(jìn)行制定,其可參考圖3所示。

(3)關(guān)于GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)方面,其基準(zhǔn)主要包含尺度基準(zhǔn)、位置基準(zhǔn)以及方位基準(zhǔn)三個方面,進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):首先,在地面坐標(biāo)系中明確起算數(shù)據(jù),后期觀測過程中對該控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測,從而實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換;其次,對GPS網(wǎng)進(jìn)行構(gòu)圖時(shí),應(yīng)充分考慮原有的已知的具有較高等級的國家控制點(diǎn)和部分重要城市的等級控制點(diǎn)的位置分布,優(yōu)先將其作為長邊,確保GPS網(wǎng)計(jì)算精度高和使用便捷性;再次,確保GPS網(wǎng)內(nèi)已知高程點(diǎn)分布均勻性,促進(jìn)未知高程點(diǎn)位置的精確性,特別是針對山區(qū)或丘陵地區(qū);另外,確保GPS網(wǎng)坐標(biāo)系與已知控制點(diǎn)坐標(biāo)系的同一性,保證后期能夠便捷使用。

(4)關(guān)于GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)方面,其布設(shè)方式一般可分為網(wǎng)連式、點(diǎn)連式、邊點(diǎn)混合式以及邊連式四種。GPS組網(wǎng)選擇模式主要由GPS接收機(jī)設(shè)備數(shù)量、工程精度要求和野外環(huán)境條件等因素決定。

三、GPS測量技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用[3]

GPS測量技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用流程為:測量前期準(zhǔn)備工作GPS建立地籍首級控制網(wǎng)初步制定相關(guān)觀測方案GPS-RTK建立地籍圖根控制網(wǎng)通過GPS-RTK對地籍碎部進(jìn)行測量分析處理數(shù)據(jù)。下面對GPS技術(shù)分別在地籍控制測量和地籍碎部測量中的應(yīng)用進(jìn)行分析說明:

(1) 關(guān)于GPS測量技術(shù)在地籍控制測量中的應(yīng)用:首先,GPS建立地籍首級控制網(wǎng),在進(jìn)行控制網(wǎng)設(shè)計(jì)過程中,為提高GPS控制網(wǎng)可靠性,使用獨(dú)立觀測邊構(gòu)成閉合圖形使檢核條件提高而實(shí)現(xiàn);為確保GPS測量精度,盡量控制各相鄰控制點(diǎn)的分布均勻性;參考原有已知的地面控制點(diǎn),并提高GPS各網(wǎng)點(diǎn)的銜接性;保持各水準(zhǔn)點(diǎn)與GPS控制網(wǎng)點(diǎn)的一致性;優(yōu)先選取交通便利、視野開闊意見通視條件優(yōu)異的區(qū)域作為GPS控制網(wǎng)點(diǎn)。其次,初步制定相關(guān)觀測方案,方案制定過程中充分利用好衛(wèi)星觀測的最佳時(shí)段,并依據(jù)GPS測量精度標(biāo)準(zhǔn)、測量具體目標(biāo)、測量工作計(jì)劃方案等,同時(shí)按照實(shí)際環(huán)境,制定多個觀測方案,最終選擇最優(yōu)方案。再次,通過GPS-RTK實(shí)現(xiàn)地籍圖根控制網(wǎng)的建立,充分調(diào)查和了解GPS控制網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)際地形環(huán)境,并確保其精度符合設(shè)計(jì)要求,對控制網(wǎng)進(jìn)行布置。

(2) 關(guān)于GPS測量技術(shù)在地籍碎部測量中的應(yīng)用:對地籍碎部采用GPS-RTK測量技術(shù)前,應(yīng)進(jìn)行測量前準(zhǔn)備工序,諸如準(zhǔn)備并檢查相關(guān)測量儀器、安排好相關(guān)測量人員并將任務(wù)工作細(xì)化分配好、組織并培訓(xùn)相關(guān)工作人員有關(guān)接收機(jī)的操作技能以及配套的差分軟件的應(yīng)用技術(shù)等。具體測量工序一般按下面步驟進(jìn)行:測量前準(zhǔn)備工序制定相應(yīng)的控制網(wǎng)對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)組織和編碼工作建立相應(yīng)的基準(zhǔn)站安排相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收流動站并通過GPS接收機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并且做出相應(yīng)的處理。對于移動測站坐標(biāo)位置通過依據(jù)流動站和基準(zhǔn)站共同觀測的數(shù)據(jù)通過推算而得。

(3) GPS測量技術(shù)在地籍測量中應(yīng)用特點(diǎn),與其他普通的地籍測量技術(shù)相比,GPS測量技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn),如圖4所示:

地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)主要是GPS測量技術(shù)利用衛(wèi)星將數(shù)據(jù)信息傳至地面所得,這就使得地面點(diǎn)三維坐標(biāo)測量誤差受地面接收設(shè)備、信息傳播介質(zhì)以及衛(wèi)星三種因素影響。產(chǎn)生的誤差主要有諸如對流層誤差、軌道誤差以及電離層誤差等。

受測量環(huán)境不利因素影響,采用GPS測量技術(shù)對被測物進(jìn)行測量時(shí),應(yīng)配套全站儀,同時(shí)為確保GPS測量技術(shù)測量精度,應(yīng)對一些干擾物諸如電視塔、天線等進(jìn)行避免,從而確保測量工作能夠有序高效的開展。

四、小結(jié)

當(dāng)前,我國對土地和地籍管理制度和要求不斷完善和提高,加大了對地籍測量技術(shù)的研究。隨著科學(xué)技術(shù)的日益提高,各種先進(jìn)的測量技術(shù)廣泛的應(yīng)用于地籍測量之中,其中具有代表性的是GPS測量技術(shù)。由于GPS測量技術(shù)具有測量精度高、測量速度快、操作簡易快捷以及工作全天性和持續(xù)性強(qiáng),這就使得GPS測量技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用前景十分光明。因此,通過不斷完善和改進(jìn)GPS測量技術(shù),提高地籍測量工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃玲,淺談GPS測量技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用[J].江西建材,勘察與測繪,2014年第1期(總第130期):215.

第4篇

【關(guān)鍵詞】GPS;地籍測量;GIS;RTK

在測繪地理信息領(lǐng)域,傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、測距儀由于全站儀的逐步推廣普及也漸漸被取代。近年來,隨著GPS測量技術(shù)的迅猛發(fā)展,地籍控制測量的作業(yè)方法更是發(fā)生了歷史性的變化。GPS測量通過接收衛(wèi)星發(fā)射的信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,從而求定測量點(diǎn)的空間位置,它具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能,而且具有良好的抗干擾性和保密性。現(xiàn)已成功應(yīng)用于地籍控制及細(xì)部測量、工程測量、航空攝影測量、工程變形測量、資源調(diào)查等諸多領(lǐng)域。

1、GPS在地籍控制測量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)進(jìn)行地籍控制,沒有常規(guī)三角網(wǎng)(鎖)布設(shè)時(shí)要求近似等邊及精度估算偏低時(shí)應(yīng)加測對角線或增設(shè)起始邊等繁瑣要求,只要使用的GPS儀器精度與等級控制精度匹配,控制點(diǎn)位的選取符合GPS點(diǎn)位選取要求,那么所布設(shè)的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足地籍規(guī)程要求。根據(jù)我們單位在2012年江蘇無錫市某鎮(zhèn)的GPS地籍控制測量工作的情況,有下面3點(diǎn)認(rèn)識與大家學(xué)習(xí)討論:

1.1 GPS地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度

地籍測量的首要任務(wù),是進(jìn)行全測區(qū)的控制測量,它是測繪地籍圖件和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),而地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度,主要是為滿足土地權(quán)屬范圍的特征點(diǎn)。關(guān)于網(wǎng)點(diǎn)的密度,GPS地籍網(wǎng)可按測區(qū)范圍和先后次序分基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩類。由于城鎮(zhèn)地區(qū)界址點(diǎn)密度較大,故在保證網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位精度條件下,控制點(diǎn)密度力求增大到便于測定界址點(diǎn),必要時(shí)在GPS網(wǎng)下再加密一級圖根導(dǎo)線,以便能直接從圖根點(diǎn)測定界址點(diǎn)。GPS各邊比常規(guī)網(wǎng)邊長變化幅度大且長短邊結(jié)合靈活方便。

1.2 用常規(guī)方法測定高程位置基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差對GPS網(wǎng)的影響

當(dāng)應(yīng)用GPS定位技術(shù)代替常規(guī)測量建立地籍控制網(wǎng)時(shí),由于GPS定位得到的是WGS-84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差,故GPS在參考橢球面上的網(wǎng)形與其在參考橢球面上的位置基準(zhǔn)有關(guān)。在經(jīng)度方向上位置基準(zhǔn)的偏差能使GPS網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn),但對于一定范圍、高差較小的GPS網(wǎng)而言,其位置基準(zhǔn)在經(jīng)緯度方向上的偏差(一般100m以內(nèi))對投影在橢球上網(wǎng)形的影響可忽略不計(jì),對于高差大的GPS網(wǎng)則要求有較精確的起算數(shù)據(jù)。由于位置基準(zhǔn)在高程方向的偏差使投影在橢球面上的GPS網(wǎng)的尺度發(fā)生變化,所以,可用常規(guī)方法測定高程。

1.3 GPS地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題

在經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)中,兼顧精度、可靠性及成本費(fèi)用等準(zhǔn)則的優(yōu)化設(shè)計(jì)已有許多研究和應(yīng)用。與經(jīng)典觀測相比,GPS觀測具有更為復(fù)雜的函數(shù)和隨機(jī)模型。盡管GPS具有靈活多變的布網(wǎng)方式,速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn),但GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)也存在優(yōu)化問題。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的GPS測繪,更能顯示出GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益,并在地籍調(diào)查中發(fā)揮重大作用。 [1]

2、GPS在土地堪測中的作用

測繪地理信息事業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項(xiàng)基礎(chǔ)性、公益性的事業(yè)。為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展提供前期的準(zhǔn)備和測繪保障。土地測繪作為測繪科學(xué)的一個分支,扮演著越來越重要的角色。為規(guī)范土地管理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展,給測繪地理信息工作帶來了質(zhì)的飛躍和巨大的影響,通過GPS進(jìn)行地籍測量,具有布點(diǎn)靈活、計(jì)算機(jī)速度快、全天后的觀測等,點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求通視,避免了以往地籍測繪工作點(diǎn)位的局限性。主要表現(xiàn)在以下3個方面:

2.1 GPS地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度

全地區(qū)的控制測量,是地籍測量的主要工作,也是測繪數(shù)據(jù)和圖件的基礎(chǔ)。按測區(qū)范圍和先后次序來講,網(wǎng)點(diǎn)的密度一般分為加密網(wǎng)和基本網(wǎng)兩種,通過控制網(wǎng)點(diǎn)的密度和其精度,提供界址點(diǎn)服務(wù)。根據(jù)需要,各級網(wǎng)可以分期布設(shè),或者一次性地布設(shè)到指定的密度,同時(shí),根據(jù)需求的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。考慮到城鎮(zhèn)地區(qū)界址點(diǎn)的密度較大,在有需要的時(shí)候,可以在GPS網(wǎng)下再加密一級圖根導(dǎo)線,從圖根點(diǎn)測定相應(yīng)的界址點(diǎn),以滿足測繪的要求。如《河南省地籍調(diào)查實(shí)施細(xì)則》中要求界址點(diǎn)對鄰近圖根點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為5cm~7.5cm,也只有應(yīng)用GPS網(wǎng)絡(luò)才能達(dá)到如此高的幾何精度。

2.2 位置基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差對GPS 網(wǎng)絡(luò)的影響

由于傳統(tǒng)測量技術(shù)的落后,目前,GPS定位技術(shù)已經(jīng)全面取代常規(guī)的測量,來以此建立地籍控制網(wǎng)絡(luò)。GPS定位得到的是三維坐標(biāo)差,所以,其在參考橢球面上的網(wǎng)形與其位置基準(zhǔn)有關(guān)。一般而言,當(dāng)位置基準(zhǔn)在經(jīng)緯度上的偏差在100m以內(nèi)時(shí),其在橢球上的投影是可以忽略的。當(dāng)高度差大于100m的時(shí)候,則GPS網(wǎng)會要求較精確的起算數(shù)據(jù)。[2]

2.3 GPS地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

GPS具有多樣而且靈活的布網(wǎng)方式、精度高以及速度快等特點(diǎn),但由于GPS觀測系統(tǒng)有更加復(fù)雜的隨機(jī)模型和函數(shù),所以GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)也存在優(yōu)化問題。點(diǎn)對點(diǎn)之間可以不受通視這個條件的限制給GPS網(wǎng)的優(yōu)化提供了可實(shí)現(xiàn)的條件。目前,GPS網(wǎng)的主要誤差是粗差以及系統(tǒng)模型的誤差造成的。所以在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中,要考慮網(wǎng)的可靠性準(zhǔn)則、儀器標(biāo)稱精度、規(guī)程要求精度以及人員配備與預(yù)支成本費(fèi)用等條件。可采用機(jī)助模擬法或者其它可行的方法對GPS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提高其定位的精度,增加其產(chǎn)生的效益,使GPS網(wǎng)絡(luò)在地籍測量中發(fā)揮越來越重大的作用。 [3]

3、GPS未來發(fā)展的趨勢

3.1 GPS與GIS的有機(jī)結(jié)合對地籍信息系統(tǒng)的影響

地籍信息系統(tǒng)是依托計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù),對數(shù)據(jù)采集、處理以及成果輸出實(shí)現(xiàn)自動化管理的信息系統(tǒng),主要包括數(shù)據(jù)輸入、管理以及輸出三大部分。通過GPS技術(shù)進(jìn)行實(shí)測,可以有效的取得包括行政界線、宗地界線和宗地屬性及地表覆蓋物的形狀情況以及幾何位置,將這些信息記錄下來,并輸入到地籍信息數(shù)據(jù)庫中,通過地籍信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工,處理,得到最后繪制輸出的成果圖件。同時(shí),保證信息的時(shí)效性,隨時(shí)對地籍信息系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)的數(shù)據(jù)更新。借鑒成熟的GIS系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)GPS與GIS的完美結(jié)合,更好地改進(jìn)和發(fā)揮地籍信息系統(tǒng)模塊的功能,實(shí)現(xiàn)地籍信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化以及自動化功能。[4]

3.2 RTK技術(shù)在建設(shè)用地勘測定界中的開發(fā)前景

GPS RTK,載波相位實(shí)時(shí)動態(tài)差分定位,作為GPS定位發(fā)展的最新成果,它的實(shí)時(shí)處理可以實(shí)現(xiàn)更高的精度。通過GPS的衛(wèi)星系統(tǒng)接收實(shí)時(shí)信息與基準(zhǔn)站發(fā)送的改正信息,進(jìn)行信息和解碼,自動給出厘米級精度的定位數(shù)據(jù)。通過系統(tǒng)的軟件,傳送到TDCI電子手簿供實(shí)地勘測定界放樣。RTK技術(shù)可以簡化工作程序,避免關(guān)系距離放樣、解析法放樣等方法的復(fù)雜性,對輸電線路、鐵路等道路工程的放樣更為有效有實(shí)用。

4、結(jié)束語:

伴隨著GPS衛(wèi)星全球定位技術(shù)的發(fā)展,特別GPS、GIS、RS(遙感系統(tǒng))的有機(jī)結(jié)合,GPS技術(shù)在土地堪測中將發(fā)揮越來越重要的作用。由于其技術(shù)特點(diǎn),它縮短了測繪時(shí)間、提高了測繪的精度,將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。它的廣泛應(yīng)用,將為各項(xiàng)建設(shè)和社會發(fā)展提供測繪保障,是最基礎(chǔ)也是最重要的科學(xué)技術(shù)事業(yè)。

參考文獻(xiàn):

[1]陳睿.GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用[J].北京測繪,2010-09-25.

[2]楊增金.論全球定位系統(tǒng)(GPS)的原理及在工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾(下旬刊),2008-06-21.

第5篇

關(guān)鍵詞:一體化 多尺度數(shù)據(jù) 坐標(biāo)系

中圖分類號:F061 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0745(2013)05-0308-01

要實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)土地調(diào)查數(shù)據(jù)的一體化管理,就要首先解決好已有城鄉(xiāng)調(diào)查數(shù)據(jù)的整合、多尺度數(shù)據(jù)的整合及編碼與分區(qū)方式的統(tǒng)一等關(guān)鍵環(huán)節(jié),已有的城鎮(zhèn)地籍調(diào)查數(shù)據(jù)多數(shù)以1:500比例尺為主,而農(nóng)村調(diào)查數(shù)據(jù)則以1:5000及1:10000為主,且調(diào)查過程為兩種調(diào)查分開開展,采集的方法、流程及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)也不相同,調(diào)查的重點(diǎn)更是一個以權(quán)屬為主一個以地類為主,這給城鎮(zhèn)地籍與農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)的整合帶來了很多困難,本文針對這一問題中的幾個關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)提出了自已的解決建議。

1、已有城鄉(xiāng)調(diào)查數(shù)據(jù)一體化整合現(xiàn)狀

第二次全國土地調(diào)查工作中遼寧省各地區(qū)均完成了城鎮(zhèn)地籍調(diào)查及建庫工作、農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查及建庫工作,但均為雙庫獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài),二者的一體化均為圖層的簡單疊加顯示,接邊工作為以農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)中的城市圖斑為城鎮(zhèn)地籍調(diào)查的控制范圍線,二者采用圖形地類硬接邊方式處理,不是真正意義上的一體化,且統(tǒng)計(jì)時(shí)為二者分別統(tǒng)計(jì)后手工整合。

2、不同尺度數(shù)據(jù)一體化整合關(guān)鍵技術(shù)解決

城鎮(zhèn)1:500地籍?dāng)?shù)據(jù)、農(nóng)村1:1000宅基地?cái)?shù)據(jù)及1:5000、1:10000農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)的融合是本研究工作中的一個核心內(nèi)容。由于大比例尺城鎮(zhèn)數(shù)據(jù)與中小比例尺的農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)在調(diào)查方法、管理重點(diǎn)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)規(guī)范及投影坐標(biāo)系的選擇上都存在著差異,所以,簡單地將其硬性地疊加在一起只能做到圖形顯示的一體化,而不能真正地達(dá)到一體化顯示、統(tǒng)計(jì)、分析及應(yīng)用。本文針對其中的投影坐標(biāo)系及比例尺方面提出了建議。

(1)、投影坐標(biāo)系的解決

根據(jù)現(xiàn)行的國土資源調(diào)查相關(guān)規(guī)范、特別是第二次全國土地調(diào)查規(guī)程的規(guī)定,調(diào)查及測繪需采用1980年西安坐標(biāo)系,高斯――克呂格3度帶投影,當(dāng)1:500城鎮(zhèn)地籍測量的投影長度變形大于每公里2.5cm時(shí),需選擇抵償坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系,且多數(shù)的1:500城鎮(zhèn)地籍測量都需要選擇抵償坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系,而農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的測繪及調(diào)查按統(tǒng)一的3度分帶就可以滿足,如果將地方坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換至統(tǒng)一3度分帶數(shù)據(jù)庫中則地方坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)必然會出現(xiàn)投影變形超限的問題。我們提出了多重投影的概念,其方法核心是采用三層數(shù)據(jù)應(yīng)用體系,即數(shù)據(jù)存儲層、中間層和應(yīng)用層,其中數(shù)據(jù)存儲層為數(shù)據(jù)的存儲系統(tǒng),傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的坐標(biāo)信息多為投影后的平面坐標(biāo)系和投影信息,而本研究中采用地理坐標(biāo)為基礎(chǔ)坐標(biāo)存儲格式,同時(shí),每一個圖元中均記錄有數(shù)據(jù)采集時(shí)的投影坐標(biāo)系統(tǒng)信息,這樣的存儲不必考慮數(shù)據(jù)的投影方式和投影變形問題;中間層,作用是根據(jù)應(yīng)用層的不同應(yīng)用請求,將地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為投影平面坐標(biāo),并提供應(yīng)用層使用;應(yīng)用層,主要包括兩部分,一部分是圖形的表現(xiàn)部分,另一部分是數(shù)據(jù)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析及應(yīng)用部分,當(dāng)用于在計(jì)算機(jī)屏幕中顯示時(shí),其只是為了直觀的表現(xiàn)出圖斑、線狀地物、宗地等地物的位置、形狀、大小及相鄰關(guān)系等,可不必考慮其中大比例尺的投影長度變形和面積變形,所以,可使用統(tǒng)一3度分帶的高斯投影顯示。而當(dāng)應(yīng)用層用于計(jì)算宗地面積及統(tǒng)計(jì)分析或打印大比例尺地籍圖時(shí),則需要考慮投影長度變形的問題,這時(shí),中間層返回的數(shù)據(jù)則是根據(jù)其圖元中的坐標(biāo)系信息計(jì)算的投影平面坐標(biāo)數(shù)據(jù),從而保證了投影變形對長度和面積的影響在限差范圍內(nèi)。同時(shí),由于存儲的是地理坐標(biāo),這與農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀的面積計(jì)算要求采用橢不球面積的要求也相吻合,可以直接用于計(jì)算,減少了由平面坐標(biāo)計(jì)算回地理坐標(biāo)的計(jì)算過程,提高了其計(jì)算的精度。

(2)不同比例尺數(shù)據(jù)接邊問題的解決

城鎮(zhèn)1:500數(shù)據(jù)與農(nóng)村1:10000土地利用數(shù)據(jù)由于其采集的精度不同、采集重點(diǎn)不同,前者是以宗地權(quán)屬為主,后者是以地類為主,所以將兩者進(jìn)行一體化整合時(shí)還要充分地解決好兩者的接邊問題,在本研究中采用了以精度為準(zhǔn),兩權(quán)分離、權(quán)類分離的方式進(jìn)行了補(bǔ)充調(diào)查,并根據(jù)低精度服從高精度,使用權(quán)權(quán)屬實(shí)測的方式進(jìn)行兩者的接邊工作。具體的解決方法如下:

{1}權(quán)屬接邊

在進(jìn)行城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)與農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)整合接邊工作中首先對權(quán)屬進(jìn)行了接邊。以城鎮(zhèn)地籍實(shí)測數(shù)據(jù)的最宗地邊界為準(zhǔn)(界址點(diǎn)線均按1:500地籍圖精度實(shí)測),修改農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)中的調(diào)繪權(quán)屬邊界,從而保證了其權(quán)屬的準(zhǔn)確性。

{2}地類接邊

在對權(quán)屬進(jìn)行接邊后,還要對邊界兩邊的地類進(jìn)行接邊。當(dāng)城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)與農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)整合到一起后,在地類上需要打破第二次全國土地調(diào)查分類中的農(nóng)村部分適用的內(nèi)容,而直接使用統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn),其接邊工作主要是將界線兩邊的同一地類進(jìn)行統(tǒng)一。將城鎮(zhèn)地籍內(nèi)部不同用途的地類進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查細(xì)化分類。保證其實(shí)際地類的準(zhǔn)確性。

{3}線狀地物接邊

在農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)中存在線狀地物,而在城城鎮(zhèn)地籍調(diào)查數(shù)據(jù)中由于其比例尺較大,所以,不存在線狀地物的,兩者的接邊工作主要是對其線狀地物的權(quán)屬、地類、寬度屬性進(jìn)行接邊,從而保證其地類一致性。在本研究中還將城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)內(nèi)部的線狀地物按農(nóng)村土地利用調(diào)查的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充繪制其面狀中線線。使其在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)可以按農(nóng)村土地利用統(tǒng)計(jì)的方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3、結(jié)論

本文僅僅是對城鄉(xiāng)調(diào)查數(shù)據(jù)的一體化整合關(guān)鍵技術(shù)中的坐標(biāo)系與比例尺接邊問題提出了一些解決的設(shè)想,要真正實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化數(shù)據(jù)的無縫整合,還需要解決好城鄉(xiāng)統(tǒng)一編碼、城鄉(xiāng)統(tǒng)一調(diào)查地類標(biāo)準(zhǔn)、解決好城鎮(zhèn)宗地與農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀圖斑的關(guān)系問題。因此,要實(shí)現(xiàn)真正的城鄉(xiāng)一體化還有很長的路要走。

參考文獻(xiàn):

第6篇

關(guān)鍵詞:土地信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、誤差、分辨率、坐標(biāo)變換、矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、拓?fù)?/p>

abstract:data is very important for land information system,a key to land information the system's developments success is whether the data quantity is accuracy. this paper will study the data quantity the problem in land information the system establish the process.

key words:land information systems;data quality;error;accuracy;remote sensing;digitize;resolution;coordinate transformation;vector data;raster data;topological.

一、前言

土地是人類的寶貴財(cái)富,是人類社會進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)所必需的基本條件和自然基礎(chǔ)。如何科學(xué)、合理地利用有限的土地資源,如何及時(shí)了解與掌握土地利用變化數(shù)量和空間特點(diǎn),對于保持耕地總量動態(tài)平衡和土地持續(xù)利用具有十分重要的意義。wwW.133229.COm

隨著社會經(jīng)濟(jì)的日趨多樣化,土地部門的業(yè)務(wù)工作及范圍也在不斷擴(kuò)大,原有的靠手工操作,圖紙管理的模式已經(jīng)越來越不能滿足高效率的需求。為強(qiáng)化土地管理,滿足社會對土地資源信息更多、更細(xì)、更完善的服務(wù)要求,各土地管理部門紛紛加入信息化、數(shù)字化的改革大潮。特別是在市場經(jīng)濟(jì)條件下,因土地管理部門工作的嚴(yán)肅性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性和規(guī)范化要求,管理中任何規(guī)定的確定和變更都需要完成大量的信息收集、分析、綜合、決策和評估等工作,土地管理也只有強(qiáng)有力的信息技術(shù)(it)的支持下,才能做到真正的科學(xué)決策和管理。

土地信息系統(tǒng)(lis)是地理信息系統(tǒng)的一個分支,是一種基于宗地[以宗地(地塊)為單位]的計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)。是一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及其屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、管理、查詢、分析、應(yīng)用和維護(hù)更新的空間信息系統(tǒng),是土地管理的現(xiàn)代化工具,是土地規(guī)劃和管理定量化、科學(xué)化的方法、手段。但是,在土地信息系統(tǒng)的建設(shè)過程中,還存在許多問題,給土地信息系統(tǒng)的建設(shè)及發(fā)揮帶來一定困難。這里僅對土地信息系統(tǒng)建設(shè)中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進(jìn)行探討。

二、對lis數(shù)據(jù)質(zhì)量的認(rèn)識

數(shù)據(jù)是一種未經(jīng)加工的原始資料,是客觀對象的表示,它可以是數(shù)字、文字、符號、圖像,數(shù)據(jù)是信息的具體表達(dá)形式。一個lis系統(tǒng)包括空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以及空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)。

人們往往以為計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量是可靠的,很少懷疑利用信息系統(tǒng)產(chǎn)生的分析結(jié)果在數(shù)據(jù)質(zhì)量方面會有問題,但事實(shí)遠(yuǎn)非如此。在某些情況下,由于多種原因,計(jì)算機(jī)分析的結(jié)果甚至?xí)仁止し治龅恼`差更大。這里除軟件、硬件的質(zhì)量問題,計(jì)算方法上的問題,以及分類、編碼、輸入、操作的明顯疏忽外,數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量是重要的原因。

眾所周知,數(shù)據(jù)是lis的“血液”,是組成系統(tǒng)的重要元素。數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞是土地信息系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵所在;數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低優(yōu)劣,都直接影響到土地信息系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,決定了系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值的大小;數(shù)據(jù)的可靠,質(zhì)量的好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的成敗。系統(tǒng)如果不能提供正確、可靠的信息,這個系統(tǒng)也就失去了存在的價(jià)值。

數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞是一個相對概念,并具有一定的針對性。衡量其好壞主要有以下幾個指標(biāo):誤差、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度、數(shù)據(jù)的精度和不確定性[1]。數(shù)據(jù)質(zhì)量是數(shù)據(jù)整體性能的綜合體現(xiàn)。

統(tǒng)而言之,數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在兩個方面:一是數(shù)據(jù)是否及時(shí)反映了現(xiàn)實(shí)世界;二是數(shù)據(jù)是否保持了一致性和完整性。

土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)來源廣,數(shù)據(jù)采集的任務(wù)重,在數(shù)據(jù)庫建立過程中會出現(xiàn)許多人為和系統(tǒng)的誤差,甚至還有可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯誤,最后采集的數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確反映規(guī)劃和管理的實(shí)際狀況,建立在此數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的系統(tǒng)往往也就達(dá)不到管理自動化輔助決策的目的,而只不過是“看看而已”的一種“擺設(shè)”罷了。

數(shù)據(jù)庫(包括空間數(shù)據(jù)庫和非空間數(shù)據(jù)庫)是土地信息系統(tǒng)最基本、最重要的組成部分,也是投資比重最大的部分。數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞,直接影響系統(tǒng)的功能和應(yīng)用。不僅要根據(jù)技術(shù)規(guī)程衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量,還要從數(shù)據(jù)使用角度分析數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。數(shù)據(jù)質(zhì)量通常是指數(shù)據(jù)的可靠性和精度,它主要用數(shù)據(jù)的誤差來度量的?,F(xiàn)就土地信息系統(tǒng)建立過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題作進(jìn)一步的探討。

三、數(shù)據(jù)源質(zhì)量的問題

土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源指建庫中所需要的各種數(shù)據(jù)類型的來源。它是土地信息系統(tǒng)最基本、最重要的組成部份。土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源多種多樣,主要包括有:地圖,地圖是系統(tǒng)最主要的數(shù)據(jù)源,因?yàn)榈貓D是地理數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)描述形式,是具有共同參考坐標(biāo)系統(tǒng)的點(diǎn)、線、面的二維平面形式的表示,內(nèi)容豐富,圖上實(shí)體間的空間關(guān)系直觀,而且實(shí)體的類別和屬性可以用各種不同的符號加以識別和表示。土地信息系統(tǒng)其圖形數(shù)據(jù)大部分都來自地圖,土地信息系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)主要有地籍圖、宗地圖、土地詳查圖、土地利用現(xiàn)狀圖、行政區(qū)劃圖、專題圖、乃至地形圖等各種圖件的矢量化地圖數(shù)據(jù)。二是遙感影像數(shù)據(jù),遙感影像數(shù)據(jù)是一個極其重要的信息源。通過遙感影像可以快速、準(zhǔn)確地獲得大面積的、綜合的各種專題信息,航天遙感影像還可以取得周期性的資料,這些都為土地信息系統(tǒng)提供了豐富的信息。三是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),包括土地的分類、面積、權(quán)屬、分布及質(zhì)量、等級狀況、利用狀況、非法占地等統(tǒng)計(jì)資料。四是實(shí)測數(shù)據(jù),包括gps點(diǎn)位數(shù)據(jù)、地籍測量數(shù)據(jù)等。五是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),包括數(shù)字圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)主要有地籍號、檔案卷宗號、地類號、圖號、手簿號、宗地界址點(diǎn)點(diǎn)號及坐標(biāo)控制點(diǎn)坐標(biāo),宗地面積,面積中誤差、年代、日期等等。屬性數(shù)據(jù)包括圖形、圖像以外的各種文字、數(shù)字信息。其中文字信息主要是與宗地檔案,文件檔案組成相關(guān)的各種檢索和查詢信息(如:土地權(quán)利人姓名或單位各稱、土地座落,文件檔案的標(biāo)題、發(fā)文機(jī)關(guān)、公文字號等等),以及土地登記、地籍調(diào)查、權(quán)屬審核、登記發(fā)證各辦公流程中的各種鍵盤輸入信息。六是各種立法文件和文字檔案,主要有地籍檔案、文件檔案等具有法律效力或需要經(jīng)常查閱的原始文件材料,它們是土地信息的重要組成部分,在土地的規(guī)劃管理中起著很大的作用。

數(shù)據(jù)源質(zhì)量問題指數(shù)據(jù)的采集和錄入中可能產(chǎn)生的誤差,建庫所需的各種類型的數(shù)據(jù)的可靠性和精度。

從土地信息系統(tǒng)建立的過程來看,它的主要因素有:各種測量數(shù)據(jù),地圖和遙感數(shù)據(jù)等的誤差;調(diào)查和統(tǒng)計(jì)造成的屬性數(shù)據(jù)誤差,以及文檔數(shù)據(jù)的錯誤等,數(shù)字化前的預(yù)處理、手扶踀自動化的分辨率和矢量化精度。

1、遙感數(shù)據(jù)

地理信息系統(tǒng)、遙感和計(jì)算機(jī)輔助制圖是現(xiàn)代地理學(xué)的重要技術(shù)手段。遙感作為一種獲取和更新空間數(shù)據(jù)的強(qiáng)有力手段,能及時(shí)地提供準(zhǔn)確、綜合和大范圍進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測的各種資源與環(huán)境的信息,因此遙感數(shù)據(jù)是土地信息系統(tǒng)的一個重要數(shù)據(jù)源。

所謂遙感(remote sensing)就是遙遠(yuǎn)感知的意思,也就是不直接接觸目標(biāo)物和現(xiàn)象,在距離地物幾公里到幾百里、甚至上千里的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星上,使用光學(xué)或電子儀器接受地面物體或發(fā)射的電磁波信號,并從圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶形式記錄下來,傳送到地面,經(jīng)過信息處理,判讀分析和野外實(shí)地驗(yàn)證,最終服務(wù)于有關(guān)部門的規(guī)劃決策 [2]。土地管理部門可以運(yùn)用遙感技術(shù)快速獲取現(xiàn)狀空間的信息。

盡管遙感技術(shù)有很多好處,但因其自身特性,獲取的遙感數(shù)據(jù)可能存在一些誤差。如:不同的高度引起的問題,由于傳感器的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性產(chǎn)生的問題,對信號進(jìn)行數(shù)字化產(chǎn)生的誤差。傳感器在航線、航向上出現(xiàn)的誤差,大氣輻射產(chǎn)生的誤差,地形和地貌等因素產(chǎn)生的誤差等等。在遙感資料的獲取時(shí),有些誤差是可以控制的,有些則不可控。因此必須對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括利用地面控制對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正,圖像增強(qiáng)和分類。對獲取的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜校正,特征提取,自動識別分類、自動成圖等處理[3]。

2、測量數(shù)據(jù)

各種原始的測量數(shù)據(jù)是土地信息系統(tǒng)的主要來源之一。包括宗地的權(quán)屬界線、位置、形狀、數(shù)量、面積、各級行政界線、地形圖測量等。由于人和環(huán)境的因素,測量數(shù)據(jù)不可避免地受到人為誤差(對中、讀數(shù)、平分等誤差)、儀器、環(huán)境的影響。來源于地面測量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中含有控制測量和碎部測量誤差。其中控制點(diǎn)誤差又受控制網(wǎng)的參考基準(zhǔn)、網(wǎng)形和觀測精度以及觀測費(fèi)用等因素的影響。碎部點(diǎn)誤差除了繼承了控制點(diǎn)的誤差外,還受自身觀測方法,觀測精度和地界的人為判斷,以及地物地貌的取舍等因素的影響。當(dāng)然原始數(shù)據(jù)誤差受觀測儀器、觀測者和外界環(huán)境三種因素影響。除此之外,還有測量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及數(shù)據(jù)老化,采集數(shù)據(jù)的密度不合理,或概括取舍不合理,選取測量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不一致或精度等級不一致造成測量數(shù)據(jù)的不一致的影響。

地籍要素是構(gòu)建土地信息系統(tǒng)極為關(guān)鍵的一步,其測量數(shù)據(jù)的精度高低決定了系統(tǒng)功能能否得到正確和充分發(fā)揮。

從地籍測量成果的有效性和土地管理的可能性來考慮,為了保證各權(quán)屬單元之間的界線清晰,邊界無爭議,并且雙方都能接受而不損害他人和國家的利益,地籍測量要達(dá)到一定精度。因此,必須要有相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集方法作為保證。地籍要素的采集方法目前主要有兩種,一種是傳統(tǒng)的模擬式外業(yè)測圖方法,另一種是野外全數(shù)字化數(shù)據(jù)采集方法。傳統(tǒng)方法的主要作法是在地籍控制測量的基礎(chǔ)上,用解析法測量出權(quán)屬界址點(diǎn)坐標(biāo),以控制點(diǎn)或以界址點(diǎn)為基礎(chǔ)施測成地籍圖,要形成入庫數(shù)據(jù)信息,則要通過對原圖數(shù)字化來實(shí)現(xiàn)。用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法形成地籍要素?cái)?shù)字信息其誤差影響因素較多,主要誤差來源為:測站點(diǎn)誤差m1,量距誤差m2,在測圖板上描繪方向線誤差為m3,刺點(diǎn)誤差m4,數(shù)字化儀采點(diǎn)誤差m5等。按有關(guān)專著論述,一般情況下,m1≈±0.12mm,m2≈±0.2,m3≈±0.1mm,m4≈±0.14mm,這四項(xiàng)誤差為野外采集誤差。數(shù)字化m5的影響因素比較復(fù)雜,誤差產(chǎn)生首先與圖形要素有關(guān),要素本身的復(fù)雜程度對數(shù)字化精度有顯著影響,數(shù)字化儀本身的精度更應(yīng)引起重視。正常情況下,用常規(guī)數(shù)字化儀進(jìn)行數(shù)字化時(shí),精度一般可達(dá)到±0.13mm。綜合上述得,地籍要素采集精度m采 為:

m采 =±

=±0.02mm

按1:500比例尺來考慮,實(shí)地誤差將達(dá)到±10cm,由此可見,按傳統(tǒng)方法施測,則擬入庫的地籍要素信息很難達(dá)到規(guī)定的±5cm的精度標(biāo)準(zhǔn)[4]。

采用野外全數(shù)字化方法,界址點(diǎn)野外數(shù)據(jù)采集一般采用直接測定坐標(biāo)法,即將全站儀或測距儀置于測站點(diǎn)上,對界址點(diǎn)上的移動棱鏡進(jìn)行水平角和距離測定,電子手薄記錄計(jì)算。此種方法的主要誤差來源為水平角測角誤差mβ和測距誤差md,測角中誤差角保守為±5″,測距誤差主要來自移動棱鏡偏離界址點(diǎn)位置誤差,其偏離值按2cm考慮。測距平均邊長取100m,按點(diǎn)位誤差精度估算公式m2= 來計(jì)算,則m≈±2cm,即便考慮測站誤差和其他偶然的聯(lián)合影響,點(diǎn)位精度也肯定在規(guī)定范圍內(nèi),所以地籍要素信息數(shù)據(jù)的野外全數(shù)字化有利于提高界址點(diǎn)精度,從而保證地籍?dāng)?shù)據(jù)的質(zhì)量。

3、調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、文檔數(shù)據(jù)問題

土地信息系統(tǒng)的建設(shè)過程中,涉及大量的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),這些資料尚存在許多不足之處,為土地信息系統(tǒng)的建設(shè)帶來了一定困難。

建立土地信息系統(tǒng),必須首先進(jìn)行土地基本信息的搜集,開展地籍調(diào)查工作,核實(shí)宗地權(quán)屬,掌握土地利用狀況,獲得宗地位置、形狀及其面積的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),為建庫奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)就地籍調(diào)查工作加以探討,眾所周知,權(quán)屬調(diào)查的工作之一是填寫地籍調(diào)查表。由于權(quán)屬調(diào)查技術(shù)性強(qiáng),工作量大,參與人員多且水平不同等原因,填寫后的地籍調(diào)查表或多或少會出現(xiàn)下面一些問題。在填土地使用者名稱時(shí),單位本應(yīng)填寫全稱,可出現(xiàn)了類似這樣的情況:某林業(yè)局有3宗地,而在3份地籍調(diào)查表上出現(xiàn)了xx林業(yè)局、縣林業(yè)局、林業(yè)局等名稱。按這樣的名稱錄入建立信息系統(tǒng),將導(dǎo)致不能正確地自動的歸戶。在填寫土地使用者性質(zhì)時(shí),本應(yīng)該寫“全民”或“集體”或“個體”或“個人”,而出現(xiàn)了“國營”或“國有”或“私營”這樣的名詞。在填寫宗地四至?xí)r應(yīng)說明權(quán)屬界線所經(jīng)地物名稱及歸屬、位置、與誰接壤。但出現(xiàn)了東(南、西、北)至xx,而未填出接xx。且有的四至填寫錯誤,如兩宗地共用一堵墻時(shí),則只能出現(xiàn)兩宗都至墻中,或一宗至墻內(nèi)另一宗至墻外,但填出了兩宗都至墻外或墻內(nèi)等情況。在填寫界址標(biāo)示處的界址線位置時(shí)也有類似錯誤,有的表填寫字跡潦草,或使用簡化字,讓人難以辨認(rèn)。有的內(nèi)容還可以猜出,但戶主的姓名、調(diào)查員、勘丈員的簽名等內(nèi)容實(shí)在難辯;有的表中該填的內(nèi)容而未填,任意涂改。

共用宗的處理,一個地塊被幾個權(quán)屬單位共同使用,而其間又難以劃清權(quán)屬界線,這樣的地塊稱為共用宗[5]。不少縣(市)是這樣處理的:有多少土地使用者就填多少份地籍調(diào)查表,表上的內(nèi)容按各分宗填寫。這樣做的好處是所填的內(nèi)容詳細(xì),調(diào)查表和土地登記申請書、審批表形成一一對應(yīng)的關(guān)系。但其弊端也是顯而易見的,其一較大地增大了填表的工作量,其二增大了復(fù)雜程度,在填寫四至?xí)r,如遇一個土地使用者使用幾個地塊則不得不寫清幾個地塊的四至;為填清界址指標(biāo),又得設(shè)置內(nèi)部界址點(diǎn),增加了宗地草圖和地籍圖的負(fù)荷量,填表時(shí)如不小心還會造成表與表之間的相互矛盾。為了和地調(diào)表統(tǒng)一,有的在形成宗地界址點(diǎn)成果表時(shí),除了有宗地界址點(diǎn)成果表外,還有分宗的界址點(diǎn)成果表。如果內(nèi)部界址點(diǎn)是在紙圖上圖解的,則將該宗地的宗地界址點(diǎn)和內(nèi)部界址點(diǎn)和計(jì)算機(jī)展點(diǎn)后,會出現(xiàn)界址線混亂的情況。在土地信息系統(tǒng)建庫時(shí),這些內(nèi)部點(diǎn)是不能當(dāng)界址點(diǎn)錄入進(jìn)庫的。如進(jìn)庫則在面積統(tǒng)計(jì)時(shí),這種內(nèi)部界址點(diǎn)所圍成的區(qū)域的面積就被多統(tǒng)計(jì)了一次。

建立完備的信息系統(tǒng),必須具備這樣的條件:大比例的地形圖或地籍圖;野外測量的界址點(diǎn)數(shù)據(jù);宗地的屬性數(shù)據(jù)(土地登記申請書、地籍調(diào)查表、審批表等)。全省在進(jìn)行大大規(guī)模的城鎮(zhèn)地籍時(shí),由于受當(dāng)時(shí)的條件限制,自動化程度低,各作業(yè)單位作業(yè)水平的不同,或多或少出現(xiàn)一些問題。在建庫時(shí)所發(fā)現(xiàn)的問題主要是界址點(diǎn)的坐標(biāo)成果與地籍上的位置不吻合;相鄰宗的同一界址點(diǎn)坐標(biāo)不同;界址邊長、宗地面積計(jì)算有誤。某些縣(市)為了進(jìn)行土地登記,由于多方面的原因,在進(jìn)行初始地籍調(diào)查時(shí),只作權(quán)屬調(diào)查,不作規(guī)范的地籍測量。為了計(jì)算面積,用皮尺或鋼尺丈量界址邊長及相關(guān)尺寸,用幾何圖形法計(jì)算出宗地面積,而不測址點(diǎn)坐標(biāo)和地籍圖。這樣做不利于信息化的管理。

4、圖形數(shù)字化

影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素是多方面的,有相當(dāng)一部分來自于建庫過程中的數(shù)字化過程。建庫過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量,包括數(shù)字化前的預(yù)處理,紙張變形、手扶跟蹤數(shù)字化精度或掃描數(shù)字化的分辨率和矢量化精度。

(1)數(shù)字化前的預(yù)處理

用于數(shù)字化作業(yè)的地形圖(工作底圖)一般采用聚酯薄膜圖,其變形一般小于0.2‰。采用紙質(zhì)圖紙時(shí),圖紙的尺寸隨濕度和溫度的變化而變化,溫度不變的情況下,溫度由0%增至25%,則紙的尺寸可能改變1.6%[6]。因?yàn)榧埖呐蛎浡屎褪湛s率不相同,即使溫度回到原來的大小,圖紙也不能恢復(fù)原來的尺寸。因此在數(shù)字化時(shí)要適當(dāng)?shù)谋壤蜃樱ㄟ^仿射變換進(jìn)行幾何糾正,以減小工作底圖變形產(chǎn)生的位置誤差,達(dá)到相應(yīng)的精度。

對不同種類和比例的工作底圖進(jìn)行數(shù)字化時(shí),應(yīng)注意它的投影方式是否一致,比例是否匹配。對于不同投影方式應(yīng)在數(shù)字化后及時(shí)變換為系統(tǒng)要求的投影方式。對于不同比例應(yīng)將比例尺和精度記錄到元數(shù)據(jù)中,以便估記由此可能產(chǎn)生的誤差。

(2)跟蹤數(shù)字化

手扶跟蹤數(shù)字是一種自動化精度較低的數(shù)字化方式,其數(shù)字化精度也因操作員及其工作的疲勞程度而異,操作員的勞動強(qiáng)度較高。隨著大幅面掃描儀的成本不斷降低,掃描和矢量化技術(shù)不斷完善,這種數(shù)字化方式可能成為自動掃描數(shù)字化的一種補(bǔ)充。

手扶數(shù)字化是從地形圖輸入空間數(shù)據(jù)的最廣泛采用的輸入方法。把地形圖放置于數(shù)字化桌上,用手持設(shè)備,跟蹤每一個地圖特征、數(shù)字化設(shè)備精確量測鼠標(biāo)的位置,產(chǎn)生數(shù)據(jù)形式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

影響跟蹤數(shù)字化數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素很多;主要有:數(shù)字化底圖中地理要素的寬度、密度和復(fù)雜程度對數(shù)字化結(jié)果的質(zhì)量有著顯著影響。數(shù)字化儀的分辨率和精度對數(shù)字化數(shù)據(jù)質(zhì)量有著直接的決定性的影響?!兜匦螆D數(shù)字化規(guī)范》規(guī)定,數(shù)字化儀的分辨率不能小于每厘米394線(約1000dpi),精度不低于0.127mm(0.005英寸)。常見數(shù)字化儀在分辨率方面通常能滿足要求,而在精度方面卻有相當(dāng)一部分不能達(dá)到要求。在選擇數(shù)字化儀時(shí)要特別注意其精度指標(biāo),以滿足lis工程的需要。數(shù)字化操作員的技能與經(jīng)驗(yàn)不同而引入的人為因素誤差是不同的,由于操作員視力、操作習(xí)慣,熟練程度和疲勞程度的不同,最佳采樣點(diǎn)位值判斷,十字絲與目標(biāo)點(diǎn)重合程度的判斷會有一定程度的差異,影響數(shù)字化的質(zhì)量。操作方式(如曲線采點(diǎn)方式和采點(diǎn)數(shù)目)也會影響數(shù)字化數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

假定各種誤差影響符合誤差傳播規(guī)律,手扶跟蹤數(shù)字化的綜合精度應(yīng)按下式求得:[7]

m數(shù)=±

其中:m數(shù) 表示手扶跟蹤數(shù)字化的綜合精度;m定 表示工作底圖定向誤差,m儀 表示數(shù)字化儀精度,m人 表示人為因素誤差。

(3)、掃描數(shù)字化

掃描數(shù)字化用高精度掃描儀將圖像等掃描并形成柵格數(shù)據(jù)文件進(jìn)行處理,將之轉(zhuǎn)化矢量圖形數(shù)據(jù)。規(guī)范規(guī)定:圖形定位控制點(diǎn)掃描誤差不大于0.1mm,相對于工作底圖,矢量化后的掃描點(diǎn)誤差不大于0.15mm,線劃誤差不大于0.2mm。影響掃描數(shù)字化質(zhì)量的因素除原圖質(zhì)量外,還包括:掃描精度、定向精度、矢量化精度損失等。

①掃描儀的分辨率和精度

掃描儀的分辨率和精度對掃描數(shù)字化質(zhì)量的影響是至關(guān)重要的。因此,要根據(jù)具體情況選擇適當(dāng)?shù)膾呙鑳x。目前,大幅面掃描儀大致有,滾筒式(drum),平板式(flatebed),直進(jìn)式(direct feed)3種。這些掃描儀能夠輸出一種或多種形式柵格數(shù)據(jù)文件(二值、灰度和彩色)。

滾筒式掃描儀精度較高價(jià)格較貴,能以較高的分辨率掃描ao或更大的圖紙。

平板式掃描儀與滾筒式一樣精度高、價(jià)格貴、分辨率很高,但一般幅面不會超過a1幅面。由于平板式掃描儀幅面小,掃描后多需進(jìn)行拼接,從而增加了工作難度,引入了更多的誤差源。lis工程一般不選用這種掃描儀。

直接式掃描儀精度較低,價(jià)格也較便宜。通常能夠滿足一般lis工程的需要。

目前,需要的大幅面掃描儀品牌有:contex、vider、anatech等。

在選擇掃描儀時(shí),應(yīng)注意其是否采用硬件消藍(lán)。光學(xué)分辨率代表了掃描儀的分辨率能力,而經(jīng)銷商往往只是給出插值分辨。同時(shí),應(yīng)注意掃描儀的歪斜失真,歪斜失真的大小與掃描儀的走紙方式有關(guān)。

②柵格數(shù)據(jù)矢量化的精度損失

在土地信息系統(tǒng)中,柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)各具特點(diǎn)與適用性,為了在一個系統(tǒng)中可以兼容這兩種數(shù)據(jù),以便有利于進(jìn)一步分析處理,常常需要實(shí)現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。

柵格的矢量轉(zhuǎn)換處理的目的,是為了將柵格數(shù)據(jù)分析的結(jié)果,通過矢量繪圖裝置輸出,或者為了數(shù)據(jù)壓縮的需要,將大量的面狀柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為由少量數(shù)據(jù)表示的多邊形邊界,但是主要目的是為了能將自動掃描儀獲取的柵格數(shù)據(jù)加入矢量形式的數(shù)據(jù)庫。

在柵格數(shù)據(jù)矢量的過程中的細(xì)化、跟蹤等均可能引入一些誤差。復(fù)雜圖形全自動化矢量化效果極差,會產(chǎn)生眾多的交叉線,導(dǎo)致多邊形跟蹤錯誤。對此,應(yīng)采用交互式矢量化方法。因此在選擇矢量化軟件時(shí)不應(yīng)僅僅關(guān)心自動化程度(全自動矢量化軟件價(jià)格往往很高)。還要特別注意是否具有以下功能:智能去斑,裁剪,扭曲較正,比例控制,水平校正,光柵編輯和交互式矢量化等。

③掃描數(shù)字化方法誤差

掃描數(shù)字化的幾何分辨率是掃描數(shù)字化方法誤差中最重要的誤差源,減小這種誤差的唯一方法就是提高掃描儀的幾何分辨率。但是,隨著分辨率的提高,柵格數(shù)據(jù)量以平方級速度增長。這往往造成計(jì)算機(jī)存儲資源耗盡,數(shù)據(jù)處理時(shí)間平方級延長。以300dpi(約每mm12個點(diǎn))的分辨率掃描時(shí),獨(dú)立點(diǎn)間距離的相對精度為1.4/1000左右。全自動矢量化細(xì)化過程所產(chǎn)生的點(diǎn)位誤差為1~2個像素點(diǎn),而交互跟蹤矢量化最大點(diǎn)位誤差可以控制在一個像素點(diǎn)。按300dpi計(jì),每個像素點(diǎn)相當(dāng)于圖上0.01mm。掃描數(shù)字化綜合精度可按下式計(jì)算:

m掃=±

其中:m掃 表示掃描數(shù)字化的綜合精度;m定 表示底圖定向誤差;m儀 表示掃描儀精度;m矢 表示矢量化誤差。這里,m定取±0.12mm,按300dpi計(jì)算m儀取±0.09mm,m矢取±0.1mm。則m掃=±0.180[8]。

四、數(shù)據(jù)處理質(zhì)量

土地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建立后,其中已經(jīng)包含了數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)庫建庫所引入的誤差。數(shù)據(jù)庫中的多源數(shù)據(jù),經(jīng)過系統(tǒng)的各種分析處理后,在形成新的數(shù)據(jù)和最后產(chǎn)品的過程中還會產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。這些問題包括:幾何改正,坐標(biāo)變換和比例變換,幾何數(shù)據(jù)的編輯、屬性數(shù)據(jù)的編輯、空間分析,數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等。

1、空間分析

空間分析是對分析空間數(shù)據(jù)的技術(shù)的通稱。從客觀上區(qū)分,可歸納為:空間的圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)溥\(yùn)算;非空間屬性數(shù)據(jù)的運(yùn)算;空間和非空間屬性的聯(lián)合運(yùn)算等[9]??臻g分析賴以進(jìn)行的基礎(chǔ)是空間數(shù)據(jù)庫,土地信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)分析,是實(shí)現(xiàn)土地資源信息系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用的重點(diǎn)途徑。

空間分析中的疊加分析是土地信息系統(tǒng)中十分常用的一種分析方法,是用戶經(jīng)常用以提取數(shù)據(jù)的手段之一。通過同一地區(qū)不同內(nèi)容的多幅地圖的疊加組合,產(chǎn)生新的圖形和屬性信息。在這個過程中往往產(chǎn)生拓?fù)淦ヅ?、位置和屬性方面的?shù)據(jù)質(zhì)量問題。由于疊加時(shí)多邊形的邊界可能不完全重合,從而產(chǎn)生若干無意義多邊形。對這些無意義多邊形進(jìn)行處理的結(jié)果往往會改變界線的位置,疊加后形成的新的多邊形的屬性值也可能存在由于屬性組合帶來的誤差。

2、坐標(biāo)變換

土地信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源較多,各種數(shù)據(jù)輸入信息系統(tǒng)應(yīng)便于系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形顯示,疊加查詢,統(tǒng)計(jì)分析處理。lis要實(shí)現(xiàn)這些功能,一個首要和基本的前提就是各種不同來源的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)必須在一致的地形圖坐標(biāo)系下。但是,在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集過程中,大量的數(shù)據(jù)坐標(biāo)并不一定屬于系統(tǒng)用戶所要求的坐標(biāo)系,原始數(shù)據(jù)為一種坐標(biāo)系,系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)為另一種地圖坐標(biāo)系,有的數(shù)據(jù)坐標(biāo)根本沒有地理意義,對此情況,必須提供從一種地圖坐標(biāo)系到另一中坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換。

在具體的操作過程中,有可能產(chǎn)生新的誤差。在不同比例尺下對坐標(biāo)數(shù)據(jù)的重新設(shè)立產(chǎn)生誤差,進(jìn)行投影變換和/或基準(zhǔn)面變換時(shí)產(chǎn)生的誤差。生產(chǎn)實(shí)踐中為提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)精度和可靠性,通常用仿射變換和相似變換等模型來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以減小或消除誤差。

坐標(biāo)變換的實(shí)質(zhì)是建立兩個平面點(diǎn)之間的一一對應(yīng)關(guān)系,現(xiàn)有一般gis(lis是gis的專題)軟件大都提供了以下兩種模型實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)變換。

一是仿射變換:仿射變換也稱六參數(shù)變換,其變換公式為:[10]

x´=ax+by+c

(ⅰ)

y´=dx+ey+f

(ⅱ)

其中,x´、y´為地圖輸出坐標(biāo)系中的坐標(biāo)點(diǎn)對;x、y為輸入坐標(biāo)中的坐標(biāo)點(diǎn)時(shí);a,b,c,d,e,f為方程參數(shù)。參數(shù)在坐標(biāo)系空間上的幾何意義為:a和a分別確定點(diǎn)(x,y)在輸出坐標(biāo)中x方面和y方向上的縮放尺度。b和d確定旋轉(zhuǎn)角度,c和f分別確定在x方向和y方向上的水平移尺寸。

二是相似變換:當(dāng)式(?。?、(ⅱ)中的參數(shù)滿足條件a=e=scos@,b=-d=ssin@時(shí),則得到四參數(shù)的相似變換公式:

x´=ax+by+b (ⅲ)

y´=-bx+ay+d (ⅳ)

式中,x´、y´為輸出地圖坐標(biāo)系中的坐標(biāo)點(diǎn)對;x、y為輸入地圖坐標(biāo)中的坐標(biāo)點(diǎn)對;a、b、c、d為方程參數(shù),相似變換實(shí)質(zhì)上也是坐標(biāo)系間的平移,旋轉(zhuǎn)和縮放尺度的變換,式中c和d分別為坐標(biāo)在x軸和y軸上的平移大小, 為縮放比例,@=arctg(b/a)為旋轉(zhuǎn)角度。

為了求出以上公式中的參數(shù),建立兩種坐標(biāo)之間的仿射(或相似)轉(zhuǎn)換關(guān)系,至少需要三個(或兩個)已知的控制點(diǎn)坐標(biāo)。而實(shí)際上,應(yīng)選擇多于三個(或兩個)控制點(diǎn),方能按照最小二乘法原理進(jìn)行平差,得出系數(shù)值,代入上述方程即建立輸入和輸出坐標(biāo)系之間的仿射(或相似)變換數(shù)學(xué)模型。

可以看出,仿射變換和相似變換都為線性函數(shù)變換模型,可實(shí)現(xiàn)對原圖形的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放,相比較而言,相似變換不能進(jìn)行x軸、y軸不均勻縮放的變換,而仿射變換能保證更高的數(shù)據(jù)精度。

3、數(shù)據(jù)變換

(1)cad向gis的轉(zhuǎn)換

目前我國土地管理中存在一個較為普遍的問題是土地信息系統(tǒng)的構(gòu)建與圖形數(shù)據(jù)采集較少作用一個整體來通盤考慮,地籍測繪大大超前于信息管理系統(tǒng)構(gòu)建。中小城市這種問題表現(xiàn)得更為突出。為滿足土地確權(quán)發(fā)證,土地定級估價(jià)等需要,1995年前測繪的地籍圖等圖件因受技術(shù)條件的限制絕大部分是采用傳統(tǒng)白紙測圖方法完成的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和在測繪工作中的普及應(yīng)用,1995年之后數(shù)字地圖逐漸取代傳統(tǒng)測繪。但一個不容忽視的事實(shí)是,絕大多數(shù)測繪圖軟件是在autocad上進(jìn)行二次開發(fā)完成的。有些甚至是采用低版本的cad,有些測繪圖軟件雖然測的是數(shù)字圖,但只有非編碼的圖形文件,不保留信息,或者圖形編輯以后,返不成信息。這種數(shù)字圖說到底僅僅是從傳統(tǒng)的白紙圖過渡到計(jì)算機(jī)驅(qū)動繪制的白紙圖。本質(zhì)上與傳統(tǒng)測繪沒有什么區(qū)別。有些雖然采用了較高版本的cad基礎(chǔ)軟件二次開發(fā)成數(shù)字測圖軟件并采用了數(shù)字編碼技術(shù),但由于較少考慮cad與gis的數(shù)據(jù)共享問題(土地信息系統(tǒng)屬于專題gis)。在著手考慮構(gòu)建土地信息系統(tǒng)時(shí),遇到的突出問題則是如何充分,有效利用已有數(shù)字信息資料,并確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換質(zhì)量。

對于傳統(tǒng)模擬圖或難以返成信息的所謂數(shù)字圖只能采用原圖數(shù)字化,形成數(shù)字信息后方可加以利用,但其精度丟失是不可避免的。

對于采用了編碼技術(shù),也能返成信息的數(shù)字圖,其數(shù)字信息可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,但由于 cad與gis圖形數(shù)據(jù)之間其數(shù)據(jù)格式,數(shù)據(jù)內(nèi)容甚至數(shù)據(jù)概念都有很大差異,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)注意以下三個方面:[11]①數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。不同的軟件有不同的數(shù)據(jù)格式,有些可以通過通用數(shù)據(jù)格式如dxf實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換,但轉(zhuǎn)換過程中的數(shù)據(jù)丟失也的確令人煩惱。②數(shù)據(jù)元素轉(zhuǎn)換。cad與gis兩者之間的圖形元素不是一一對應(yīng)關(guān)系,cad圖形中的圖形元素種類要比gis圖形文件中的圖形元素種類多,gis中只有點(diǎn)、線、面三類基本圖形元素,而cad中包括有點(diǎn)、線、面、注記、矩形等多種圖形元素,在具體轉(zhuǎn)換中,cad的圖形元素哪些轉(zhuǎn)換成gis的點(diǎn),哪些元素轉(zhuǎn)換面面,什么元素需要轉(zhuǎn)換成gis的屬性數(shù)據(jù),什么元素則不需要轉(zhuǎn)換到gis中去等。cad與gis圖形元素之間的對應(yīng)關(guān)系,都需要認(rèn)真細(xì)致地加以技術(shù)處理,使空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)在輸入系統(tǒng)后正確地連接起來。③拓?fù)潢P(guān)系的形成。因?yàn)閏ad的圖形元素之間沒有拓?fù)潢P(guān)系,實(shí)現(xiàn)cad向gis數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的一個重要內(nèi)容就是要將轉(zhuǎn)換后的圖形數(shù)據(jù)按照一定的技術(shù)要求經(jīng)過編輯,在gis環(huán)境下建立幾何元素的拓?fù)潢P(guān)系。

在實(shí)際轉(zhuǎn)換中,還會出現(xiàn)許多意想不到的技術(shù)問題,會影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換質(zhì)量,有待進(jìn)一步解決。

(2)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換

土地信息系統(tǒng)的建設(shè)中,許多數(shù)據(jù)如行政邊界,交通干線,土地利用類型、土壤類型等都是用矢量數(shù)字化的方法輸入計(jì)算機(jī)或以矢量的方式存在計(jì)算機(jī)中,表現(xiàn)為點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)。然而,矢量數(shù)據(jù)直接用于多種數(shù)據(jù)的復(fù)合分析等處理將比較復(fù)雜,特別是不同數(shù)據(jù)要在位置上一一配準(zhǔn),尋找交點(diǎn)并進(jìn)行分析。相比之下利用柵格數(shù)據(jù)模式進(jìn)行處理則容易得多。加之土地覆蓋的疊置復(fù)合分析更需要把其從矢量數(shù)據(jù)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)闁鸥駭?shù)據(jù)的形式。

矢量數(shù)據(jù)的基本坐標(biāo)是直角坐標(biāo)(x,y),其坐標(biāo)原點(diǎn)一般取圖的左下角。網(wǎng)格數(shù)據(jù)的基本坐標(biāo)是行和列(i,j),其坐標(biāo)原點(diǎn)一般取圖的左上角。兩種數(shù)據(jù)變換時(shí),令直角坐標(biāo)x和y分別與行與列平行。由于矢量數(shù)據(jù)的基本要素是點(diǎn)、線、面,因而只要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、面的轉(zhuǎn)換,各種線劃圖形的變換問題基本上都可以解決[12]。

矢量數(shù)據(jù)變成柵格數(shù)據(jù)的原理與方法并不困難,但由于矢量數(shù)據(jù)的記錄方式各不相同,也會產(chǎn)生一些問題。如多邊形之間公共邊原來只有一條交界線,轉(zhuǎn)變成網(wǎng)格后成為有一定寬度的界線,產(chǎn)生了一定的近似性。特別是幾條線交叉處,一個網(wǎng)格元素中包括了相鄰的幾種類別,轉(zhuǎn)換時(shí)只能用其中的一種類別作為交叉點(diǎn)所在的元素的類別,這種誤差應(yīng)在允許的范圍以內(nèi)。而減小網(wǎng)格尺寸,雖提高了精度,但大大提高了數(shù)據(jù)的冗余量。

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要大量的計(jì)算機(jī)內(nèi)存來存貯和處理數(shù)據(jù),才能達(dá)到與矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同的空間分辨率,而矢量結(jié)構(gòu)在某些特定形式的處理中,如象多邊形疊置,空間均值處理等尚有大量的技術(shù)問題來解決。值得注意的是,無論采用哪種轉(zhuǎn)換方法,轉(zhuǎn)換的結(jié)果都會不同程度地引起原始信息的損失。

4、空間數(shù)據(jù)的編輯

通過矢量數(shù)字化或掃描數(shù)字化所獲取的原始空間數(shù)據(jù),都不能避免地存在錯誤或誤差。屬性數(shù)據(jù)在建庫時(shí),也難免會存在錯誤。諸如:空間數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù),空間點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)的丟失或重復(fù),區(qū)域中心點(diǎn)的遺漏,柵格數(shù)據(jù)矢量化時(shí)引起的斷線等,空間數(shù)據(jù)位置的不準(zhǔn)確、線段過長或過短,線段的斷裂、相鄰多邊形結(jié)點(diǎn)的不重合及空間數(shù)據(jù)的變形等。因此,必須對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的

土地信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)編輯是消耗時(shí)間的交互處理工作,對空間數(shù)據(jù)不完整或位置的誤差,主要是利用lis圖形編輯功能,如刪除(目標(biāo)、屬性、坐標(biāo)),修改(平移、拷貝、連接、分裂、合并、裝飾)、插入等進(jìn)行處理。對空間數(shù)據(jù)比例尺的不準(zhǔn)確和變形,可以通過比例尺變換和糾正來處理。

在數(shù)據(jù)的編輯過程中,由可能產(chǎn)生一些新的問題。如:線段的相關(guān)與延伸出現(xiàn)的問題,圖形的平移與旋轉(zhuǎn)出現(xiàn)的問題,刪除“細(xì)部多邊形”時(shí)產(chǎn)生的誤差,數(shù)值計(jì)算與變化的誤差;文件的合并以及形成新文件的問題;屬性數(shù)據(jù)的重新定義和更新的問題。有的問題時(shí)可能避免的,有的問題則無法避免。因此,必須進(jìn)行檢核。通過耐心細(xì)致的檢查,主要誤差都能從數(shù)據(jù)中尋找出來,并有效消除誤差。一般采用疊合比較法,目視檢查法和邏輯法。

疊合比較法是空間數(shù)字化正確與否的最佳檢核方法,按與原圖相同的比例尺把數(shù)字化的內(nèi)容繪在透明材料上,此后與原圖疊合在一起,在透光桌上仔細(xì)的觀察和比較。一般。對于空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確和空間數(shù)據(jù)的變形馬上就可以觀察出來,對于空間數(shù)據(jù)的位置不完整和不準(zhǔn)確則須把遺漏、位置錯誤的地方明顯地標(biāo)注出來。目視檢查指在屏幕上用目視檢查的方法,檢查一些明顯的數(shù)字化誤差與錯誤,包括線段過長或過短,多邊形的重疊和裂口、線段的斷裂等。

5、由計(jì)算機(jī)引起的問題

在計(jì)算機(jī)中,數(shù)據(jù)是由一定字長的編輯數(shù)碼表示的,由計(jì)算機(jī)字長可能引起一種誤差。這種誤差出現(xiàn)在各種數(shù)值運(yùn)算和模型分析中,由這種誤差引起的問題很多[13],例如lis空間數(shù)據(jù)庫中整數(shù)編碼對面積和周長計(jì)算的影響,比例尺變換和旋轉(zhuǎn)變換對拓?fù)潢P(guān)系的影響等。削弱誤差影響的主要方法有:改變數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方式,采用合適的算法等。

除了數(shù)據(jù)處理精度外,數(shù)據(jù)存儲精度也與計(jì)算機(jī)字長有關(guān)。16位的計(jì)算機(jī)在存儲低分辨率的柵格圖像時(shí)不會出現(xiàn)問題,但存儲高精度的控制點(diǎn)坐標(biāo)或點(diǎn)位精度要求高的地理數(shù)據(jù)時(shí),則不能勝任。

五、數(shù)據(jù)應(yīng)用質(zhì)量

土地信息數(shù)據(jù)在使用過程中往往出現(xiàn)一些質(zhì)量問題,這些問題包括數(shù)據(jù)的完備程度,時(shí)間的有效性,拓?fù)潢P(guān)系的正確等。

1、數(shù)據(jù)的完備程度

數(shù)據(jù)的完備程度指地理數(shù)據(jù)在范圍、內(nèi)容、及結(jié)構(gòu)方面滿足所有要求的完整程度。包括數(shù)據(jù)范圍、空間實(shí)體類型、空間關(guān)系分類、屬性特征分類等方面的完整性。

一般來說,空間范圍越大,數(shù)據(jù)的完整性就越差。在土地信息系統(tǒng)的建庫過程中,數(shù)據(jù)不完整最簡單的例子是缺少數(shù)據(jù)。如計(jì)算機(jī)從gps接收機(jī)傳輸位置數(shù)據(jù)時(shí),由于軟件受干擾或其它因素的緣故,只記錄下經(jīng)度而丟失緯度,以至造成數(shù)據(jù)不完整。另外由于gps接收機(jī)無法收到四顆或更多的衛(wèi)星信號而無法計(jì)算高程數(shù)據(jù)也會造成數(shù)據(jù)的不完整。又如某個應(yīng)用項(xiàng)目需要1:5000的基礎(chǔ)底圖,但現(xiàn)在的地圖數(shù)據(jù)只覆蓋項(xiàng)目區(qū)的一部分,底圖數(shù)據(jù)便不完整。

在土地信息系統(tǒng)底建庫中,涉及大量的地籍檔案。地籍檔案來源于土管機(jī)關(guān)的地籍部門,數(shù)量大、形式多、浩繁、零亂,隨著時(shí)間地推移,以及人為和自然的各種因素地影響,有可能遭到損壞。如檔案老化,書寫材料低劣、地籍檔案變到污染,變色、蟲蛀等現(xiàn)象,進(jìn)而影響到整個系統(tǒng)的質(zhì)量。

2、數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性

數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢指數(shù)據(jù)反映客觀現(xiàn)象目前狀況的程度。數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢差,反映的客觀現(xiàn)象就可能不準(zhǔn)確。不同現(xiàn)象的變化頻率是不同的。如地形的變化一般來說比人類建設(shè)要緩慢,地形可能會由于山崩、雪崩、泥石流、人工挖掘及填海等原因而在局部區(qū)域改變。但由于地圖制作周期較長,局部的變化往往不能及時(shí)地反映在地形圖上,對那些變化較快的地區(qū),地形圖就失去了現(xiàn)勢性。城市地區(qū)土地覆蓋變化較快,這類地區(qū)土地覆蓋圖的現(xiàn)勢性就比發(fā)展較慢的農(nóng)村地區(qū)會差些。地形圖上記錄著所用航空像片獲得的年代。若又用其他數(shù)據(jù)進(jìn)行過修改(一般是較新的航空像片),也應(yīng)記錄于上。

在土地信息系統(tǒng)建庫中,要求地籍信息和地籍圖必須具有現(xiàn)勢性。地籍信息變更比較頻繁,如土地利用類型,權(quán)屬或宗地的重劃,合并等。由于受自然因素和人為作用的影響,土地資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布和使用情況都處在經(jīng)常變化之中?;谶@一特點(diǎn),土地管理部門提供的數(shù)據(jù)很難保證現(xiàn)勢性,這也是影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的一個重要方面。

3、拓?fù)潢P(guān)系

在lis中,為了真實(shí)地反映地理實(shí)體,不僅要包括實(shí)體的位置、形狀、大小和屬性,還包括必須反映實(shí)體之間的相互關(guān)系,這些關(guān)系就是指它們之間的鄰接關(guān)系,關(guān)聯(lián)關(guān)系和包含關(guān)系,拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系的核心是建立點(diǎn)、線、面的關(guān)聯(lián)關(guān)系。通常有以下幾種空間關(guān)系:點(diǎn)-點(diǎn)關(guān)系、點(diǎn)-線關(guān)系、點(diǎn)-面關(guān)系、線-線關(guān)系、線-面關(guān)系、面-面關(guān)系??臻g數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系,對數(shù)據(jù)處理和空間分析具有非常重要的意義[14]。

利用拓?fù)潢P(guān)系,可以確定一種空間實(shí)體相對于另一種空間實(shí)體的位置關(guān)系。利用拓?fù)潢P(guān)系,可以確定某縣有多少耕地,分析土地利用類型及對土地適宜性做出評價(jià)等。

在拓?fù)潢P(guān)系的建立中,拓?fù)溥^程中伴隨有數(shù)據(jù)所表達(dá)的空間特征的位置坐標(biāo)的變化,拓?fù)潢P(guān)系的不正確等情況,導(dǎo)致空間分析的結(jié)果錯誤,給土地管理決策帶來一定的影響。

六、結(jié)論

數(shù)據(jù)是lis最基本和最重要的組成部分,同時(shí)也是一個lis項(xiàng)目中投資比重最大的一個部分。數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞,會直接影響到lis的系統(tǒng)功能和應(yīng)用質(zhì)量問題的三個方面(數(shù)據(jù)源的質(zhì)量問題、數(shù)據(jù)處理質(zhì)量問題、數(shù)據(jù)應(yīng)用質(zhì)量問題)著手,對lis的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進(jìn)行了一定的歸納總結(jié)和初步的探討。眾所周知,lis的數(shù)據(jù)質(zhì)量是影響lis的一個瓶頸環(huán)節(jié),lis數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)種類多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此,在lis的建設(shè)過程中,如何在數(shù)據(jù)采集與建庫中實(shí)施質(zhì)量控制,保證數(shù)據(jù)質(zhì)量對土地信息系統(tǒng)建設(shè)來說顯得尤為關(guān)鍵。

七、總結(jié)與體會

畢業(yè)論文的撰寫是一次再學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會,是對所學(xué)知識的一個融會貫通的過程。通過畢業(yè)論文的撰寫,我對所學(xué)的知識有了更深層次領(lǐng)悟和掌握,對自己所學(xué)的土地管理專業(yè)有了一個整體認(rèn)識。畢業(yè)論文不僅是對所學(xué)知識的總結(jié),也是運(yùn)用所學(xué)知識探求新知的方法、手段。既是一次再學(xué)習(xí)的過程,也是一次深入學(xué)習(xí)的機(jī)會。同時(shí),畢業(yè)論文寫作,為今后的學(xué)習(xí)工作奠定了一定的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)論文的寫作,我真正懂得理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。在撰寫畢業(yè)論文中,我運(yùn)用所掌握的基本知識、方法和技能,研究探討了土地信息系統(tǒng)建立過程中數(shù)據(jù)質(zhì)量的有關(guān)問題。通過畢業(yè)論文的撰寫,我進(jìn)一步完善了自己的知識結(jié)構(gòu),學(xué)習(xí)了更多的知識。不僅如此,我對土地信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制措施與方法方面有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。

通過畢業(yè)論文的寫作,不僅強(qiáng)化了我的學(xué)習(xí)素質(zhì)、研究素質(zhì)和創(chuàng)業(yè)素質(zhì),而且培養(yǎng)了我的創(chuàng)新意識,激發(fā)了我探求新知的欲望。認(rèn)真寫作畢業(yè)論文,不僅能進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識,而且還能進(jìn)一步提高自己的各項(xiàng)基本技能,實(shí)踐能力和解決問題的能力。

八、謝辭

在論文的寫作過程中,玉文龍老師給予了很大的支持和幫助,為論文的寫作提出了許多寶貴性的意見和建議;在他的指導(dǎo)下,這篇論文得以順利完成。在資料的搜集過程中,圖書館工作人員為我們提供了很大幫助,本組同學(xué)也給予了很多支持,在此表示衷心感謝。

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第7篇

關(guān)鍵詞:GPS;RTK;地質(zhì)測繪;應(yīng)用分析

中圖分類號:P2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

在地質(zhì)測繪工作中,所涉及到的東西很多很多,就比例尺較大的地形測圖作業(yè)、有效高度差較小、坡度較低以及衛(wèi)星接收信號較為良好的測定區(qū)域而言,能夠直接應(yīng)用GPS相關(guān)設(shè)備及其技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與測量作業(yè)。對于我國而言,在進(jìn)行控制測量作業(yè)時(shí)一般均是結(jié)合測量區(qū)域內(nèi)的作業(yè)面積,建立在標(biāo)準(zhǔn)等級控制點(diǎn)基礎(chǔ)之上的首級控制。

一、GPS 技術(shù)概述

在我國GPS這個名詞已經(jīng)不是很陌生了,大多數(shù)人們都知道它就是全球定位系統(tǒng)的英文縮寫,它的首先應(yīng)用是源自軍事。但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展GPS 技術(shù)也逐漸應(yīng)用到更多的領(lǐng)域,例如工業(yè)企業(yè)、民用企業(yè)等等,適用范圍在不斷增加。在GPS 技術(shù)中主要包括三個環(huán)節(jié),第一全球定位衛(wèi)星網(wǎng),第二就是衛(wèi)星信號的地面接收站,最后就是用戶接收裝置,這些組成了全球地理定位系統(tǒng)。其中定位衛(wèi)星較為突出的是美國的全球定位衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),這是發(fā)展比較完善的一個衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),在我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也可與之媲美,但是發(fā)展還有待提高。地面定位裝置是依靠衛(wèi)星信號對所在區(qū)域的進(jìn)行多角度共同定位的,因而保證了定位的精度,通常衛(wèi)星定位采用三點(diǎn)定位的方式。

二、GPS 在地形測繪中的應(yīng)用原理

在地質(zhì)測繪中應(yīng)用GPS是因?yàn)槿蚨ㄎ幌到y(tǒng)的高精度,能夠準(zhǔn)確的判定地理位置。這樣就有利于人們按照當(dāng)前的地形、位置、坐標(biāo)等進(jìn)行實(shí)際的測繪,可以使測繪的結(jié)果更加的精準(zhǔn)無誤,運(yùn)用GPS對想要繪制的地區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格定位,這樣一來就可以完整的呈現(xiàn)圖形的全貌了。在接下來我們會對GPS的優(yōu)勢進(jìn)行分析,其中有一項(xiàng)就是全天候定位,這樣就對一些難以通過人工繪制的地形加以描繪,例如高山、河流、湖泊等,最常用到的就是GPS的遠(yuǎn)距離動態(tài)測繪。GPS 在地形測繪中的應(yīng)用原理主要是通過對測繪位置的經(jīng)緯度進(jìn)行三點(diǎn)定位操作利用三個組成部分及時(shí)的進(jìn)行接收,確定測繪地區(qū)的位置所屬,再由衛(wèi)星系統(tǒng)測定出地形狀態(tài),地形間的高度差,并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)的方式發(fā)送至地面接收機(jī),地面接收機(jī)就對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加工,由衛(wèi)星數(shù)據(jù)推算出測繪地區(qū)的地形、高度差、海拔等情況,這種地形測繪的方法操作簡單,應(yīng)用方便。

三、GPS 技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

在工程測量中,GPS 有其無可取代的優(yōu)越性。一些大型工程,例如鐵路、水壩的修建,需要全局上的掌握,這時(shí),傳統(tǒng)的測量方法面對如此大型的工程,就很是吃力了,但是 GPS 技術(shù)就不存在這樣的問題,而且 GPS 可以直接提供三維的數(shù)據(jù),在勘探設(shè)計(jì)階段,極大地方便了工程的進(jìn)行。

在測設(shè)方格網(wǎng)的過程中,GPS 展現(xiàn)出的靈活性、適應(yīng)性都遠(yuǎn)在常規(guī)方式之上。因?yàn)?GPS 的基站之間不需要相互通信,所以相對與常規(guī)測量方式,選點(diǎn)時(shí)的工作就簡單很多。也降低了經(jīng)濟(jì)成本,省掉了建立視標(biāo)的成本。

GPS-RTK技術(shù)(實(shí)時(shí)動態(tài)差分法)是在工程測量中應(yīng)用最廣的一項(xiàng)GPS 技術(shù),是一種全新的測量方法,也是當(dāng)今社會普遍使用的一種方法,在傳統(tǒng)上靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級的精度,而 RTK 是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級定位精度的測量方法,它采用了載波相位動態(tài)實(shí)時(shí)差分方法,RTK 技術(shù)可以說是 GPS 發(fā)展歷程中的一大突破,應(yīng)用 RTK 技術(shù),可以在野外進(jìn)行外業(yè)測量時(shí),在不到一秒鐘內(nèi),實(shí)時(shí)得到精度在厘米級的定位數(shù)據(jù),這在地形勘測、工程放樣上都有重大意義。

在城市建設(shè)和大型工程建設(shè)的過程中,控制網(wǎng)的面積大,要求的精度高,而且測量數(shù)據(jù)隨著工程的進(jìn)度在不斷變化,需要高頻率的測量。這時(shí)候,傳統(tǒng)的測量方式顯得落后。傳統(tǒng)測量的定位點(diǎn)通常是位于地面的,隨著工程的建設(shè),這些點(diǎn)中大部分會被不斷破壞,測量的進(jìn)度也就被破壞了。而且,城市建設(shè)中,導(dǎo)線測量的方式,還要求點(diǎn)與點(diǎn)之間通視,浪費(fèi)時(shí)間也浪費(fèi)精力,同時(shí)還存在著測量精度不均勻的問題。RTK 技術(shù)則不然,應(yīng)用這一技術(shù),可以實(shí)時(shí)知道測量數(shù)據(jù)和測量精度,在精度達(dá)到之后,就可以停止測量了,不需要在計(jì)算出數(shù)據(jù),然后發(fā)現(xiàn)達(dá)不到要求之后返工,還可實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功,以減少冗余觀測, 縮短觀測時(shí)間,大大減少了人力的強(qiáng)度,節(jié)省了開銷。

在施工放樣的過程中,傳統(tǒng)的測量方式,例如經(jīng)緯儀交會放樣,全站儀的邊角放樣等,通常需要先人為的設(shè)計(jì)好點(diǎn)位,在實(shí)地標(biāo)識出來,至少需要 2 人-3人共同操作,來回的去移動目標(biāo),但是,采用 RTK 技術(shù),只需要一人操作,把放樣點(diǎn)的坐標(biāo)輸入終端,按照提示走到放樣點(diǎn)即可,而且這種放樣形式,不需要點(diǎn)間通信,直接通過坐標(biāo)放樣,大大提升了放樣均度。

在廣西某一輸油管道建設(shè)項(xiàng)目中,RTK 技術(shù)就發(fā)揮了很重要的作用。該地區(qū)地形復(fù)雜,如果應(yīng)用傳統(tǒng)的無線電方法,就會遇上信號不好等問題。而應(yīng)用高精度 GIS 采集測量技術(shù),可以通過 GPS,達(dá)到高精度采集信息,實(shí)時(shí)監(jiān)控工程進(jìn)度,在工程設(shè)計(jì),放樣以及施工過程中的控制上發(fā)揮作用,為設(shè)計(jì)施工人員提供精確以及變化的數(shù)據(jù),使該廣西該輸油管道項(xiàng)目的實(shí)施效率大大提高。

又例如:在進(jìn)行某隧道工程西洞口1:500地形圖補(bǔ)測作業(yè)中,其測區(qū)海拔較高,達(dá)到了3500m,且測量區(qū)域地形十分復(fù)雜,植被茂密,不具備較好的通視條件,在工程測量中,應(yīng)用常規(guī)測量方法,在短時(shí)間內(nèi)無法完成測圖作業(yè),為降低測量強(qiáng)度,提高測量效率,決定在測圖作業(yè)中應(yīng)用GPS RTK技術(shù)。測圖作業(yè)共安排4人,其中基準(zhǔn)站1人,其余3人負(fù)責(zé)流動站設(shè)置及操作,經(jīng)過3天時(shí)間,完成了測區(qū)2.5平方公里范圍內(nèi)的1:500地形圖進(jìn)行測量。在測量過程中,應(yīng)用RTK技術(shù),對部分路線控制樁進(jìn)行了檢測工作,并記錄了其測量精度,具體如下表1:

表1:部分路線控制樁測量精度表

在表1中,較差指的是RTK實(shí)測平面與定測控制樁平面,RTK高程成果與定測高程成果之間的較差。數(shù)據(jù)表明,應(yīng)用GPS RTK技術(shù)在該工程測量中精度較好,滿足了1:500地形圖測圖作業(yè)的需要。

四、GPS 技術(shù)在地籍測量中的具體運(yùn)用

(1)在地籍測量中應(yīng)用 RTK 技術(shù)能夠準(zhǔn)測定出每一宗土地的權(quán)屬界線及地籍圖,測量精度能夠達(dá)到厘米級的要求。 將RTK 獲得的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過相應(yīng)的軟件處理后直接輸入到 GPS系統(tǒng),便可以及時(shí)準(zhǔn)確地獲得地籍圖。 若是實(shí)際應(yīng)用過程中,存在影響 GPS 衛(wèi)星信號接收的遮蔽地帶,則應(yīng)當(dāng)配以經(jīng)緯儀、全站儀等測量工具,并采取解析法或是圖解法進(jìn)行細(xì)部測量,這樣能夠確保數(shù)據(jù)的精確性。

(2)在建設(shè)用地定界測量中,RTK 能夠?qū)崟r(shí)測定出界樁的準(zhǔn)確位置,進(jìn)而確定出土地使用界限范圍,通過軟件計(jì)算可得出實(shí)際用地面積。 通過 RTK 技術(shù)進(jìn)行勘測定界的放樣工作實(shí)際上就是坐標(biāo)的直接放樣,面積計(jì)算主要采用的是 PS 軟件中自帶的計(jì)算功能。 這樣一來有效地克服了常規(guī)解析法放樣的復(fù)雜性,使建設(shè)用地定界的工作程序獲得了進(jìn)一步簡化。

(3)在土地利用的動態(tài)檢測中 ,也可以應(yīng)用 RTK 技術(shù)來完成。 傳統(tǒng)的檢測方式主要采用的是簡易補(bǔ)測或是平板儀補(bǔ)測法,這些方法不但速度慢而且效率也相對較低。 而 RTK 技術(shù)最大的優(yōu)勢就在于能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)測量, 這樣一來不僅提高了檢測的速度和精確度,同時(shí)還省時(shí)省力,有效地確保了土地利用情況調(diào)查的真實(shí)性和可靠性。

五、GPS 技術(shù)與傳統(tǒng)測量方式的結(jié)合

當(dāng)然,GPS 技術(shù)也不是全能的,在工程測量中,GPS 技術(shù)也有其缺點(diǎn)。在工程建設(shè)過程中,有些地帶往往是 GPS 衛(wèi)星信號遮蔽帶,這時(shí)候 GPS 技術(shù)就發(fā)揮不了作用了。這些地區(qū),就需要用解析法或圖解法,通過全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等進(jìn)行細(xì)部測量,與GPS 技術(shù)做一個互補(bǔ)。

GPS 技術(shù)定位的關(guān)鍵和基礎(chǔ)便是接受器與信號衛(wèi)星之間的距離計(jì)算結(jié)果,這一計(jì)算過程是基于電磁波的直線傳播,用距離=速度×?xí)r間得到的,如果電磁波傳播的路程中存在不均勻的介質(zhì),那么計(jì)算出來的數(shù)據(jù)就只是 GPS 技術(shù)調(diào)整過的平均數(shù)據(jù),并不精確。還有一些遮蔽物,也會導(dǎo)致電磁波的非直線傳播,影響測量精度,那么,這時(shí)候就需要傳統(tǒng)測量方式來彌補(bǔ)。

結(jié)語

綜上所述,GPS-RTK可適用于各種測繪行業(yè),是一種行之有效的測量技術(shù),它的出現(xiàn)給測繪工作帶來了無限的光明,相信隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的增強(qiáng)、數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性、抗干擾性水平和軟件水平的提高,RTK技術(shù)將在地質(zhì)測量和其他領(lǐng)域得到更廣闊的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]艾尼瓦爾?吉力力.論當(dāng)今地形測繪技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].商品與質(zhì)量-建筑與發(fā)展.2010(9).

[2] 馬嚴(yán)輝.GPRS 網(wǎng)絡(luò) RTK 在廣西管道項(xiàng)目中的應(yīng)用 [J].硅谷,2012(13).

第8篇

關(guān)鍵詞:工程測量;測量技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;展望

中圖分類號:TU198文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1前言

工程測量一般指的是,工程建設(shè)的勘測設(shè)計(jì)、施工及管理過程當(dāng)中采用的多種測量理論、測量形式及有關(guān)技術(shù)的統(tǒng)稱。之前的工程測量技術(shù)所運(yùn)用的范圍包含:建筑工程、水利水電工程、交通及礦產(chǎn)資源的開采等。通常工程測量包括兩方面的內(nèi)容:測圖和放樣。

當(dāng)代工程測量現(xiàn)已在很大的程度上沖破了之前原有的傳統(tǒng)工程建設(shè)服務(wù)認(rèn)識,它包括了對工程靜動態(tài)及物理量的準(zhǔn)確測量,以及針對所測量的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析的性能,與此同時(shí),針對物體以后的發(fā)展?fàn)顟B(tài)也進(jìn)行了相關(guān)預(yù)測。伴隨著傳統(tǒng)測繪技術(shù)開始慢慢向數(shù)字化測繪技術(shù)的轉(zhuǎn)換,我國工程測量的發(fā)展可以總體概括為 ‘四化’‘十六字’。其中‘四化’指的是工程測量內(nèi)外業(yè)一體化、獲得數(shù)據(jù)及處理的自動化、測量控制和系統(tǒng)行為智能化、測量結(jié)果數(shù)字化; “十六字”指的是工程測量工作的連續(xù)、動態(tài)、遙測、實(shí)時(shí)、精確、可靠、快速、簡便性能。

2我國工程測量技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

2.1 在工程測量當(dāng)中先進(jìn)地面測量儀器的運(yùn)用

二十世紀(jì)八十年代開始,逐漸顯現(xiàn)出很多較為先進(jìn)的地面測量儀器,他們?yōu)楣こ虦y量作業(yè)的進(jìn)行提供了較為堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。比如:光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等,上述先進(jìn)的地面測量儀器為今后工程測量逐漸向測量自動化、數(shù)字化提供了可靠的技術(shù)力量支持。

2.2 工程測量中GPS定位技術(shù)的運(yùn)用

由美國開始研制的GPS,經(jīng)歷了長達(dá)二十年的時(shí)間,損耗資金量達(dá)到200億美元,于1994年正式建設(shè)成果。其對海陸空開展全面的三維導(dǎo)航及定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航及定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術(shù)的逐漸優(yōu)化,各種軟硬件都得到了不同程度的完善,長期采用測距、測角、測水準(zhǔn)為主體地面定位技術(shù),當(dāng)下逐漸被一次性運(yùn)用的高三維坐標(biāo)速度、精準(zhǔn)度高、低費(fèi)用、便捷操作的GPS技術(shù)相代替。

當(dāng)下,在我們國家的各個領(lǐng)域當(dāng)中都逐漸運(yùn)用到GPS定位技術(shù)。國家的大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍的的采用GPS技術(shù)。在此過程當(dāng)中,GPS技術(shù)已經(jīng)在一些石油勘探、高速公路、通信線路及地下鐵路等工程得到了有效的運(yùn)用。隨著DGPS差分定位技術(shù)與RTK實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的逐漸進(jìn)步與美國AS技術(shù)的解除,單點(diǎn)定位精準(zhǔn)度開始有了一定程度的提升,GPS技術(shù)對導(dǎo)航、運(yùn)載工具等開展有效監(jiān)控,同時(shí)對于地質(zhì)勘查測量、石油物探的定位及放樣等有著非常廣大的發(fā)展空間。

2.3 工程測量中數(shù)字化測繪技術(shù)的運(yùn)用

在測繪工程中數(shù)字化測繪技術(shù)已經(jīng)獲得了大范圍的運(yùn)用,這在一定程度上推動了大比例測圖技術(shù)逐漸向著數(shù)字信息化的方向發(fā)展。在當(dāng)下城市工程測量工作中,大比例尺地形圖及工程圖測繪是最為關(guān)鍵性的內(nèi)容。

一般成圖方式是較為浪費(fèi)腦力及體力的勞動,在此過程當(dāng)中,會有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)需要對其進(jìn)行處理及開展有關(guān)的繪圖工作,圖紙制作時(shí)間比較久、產(chǎn)品性能單一化、不能夠滿足于目前快速進(jìn)行的城市化建設(shè)步伐及現(xiàn)代化的工程建設(shè)工作等方面的需求。

隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的有效采用及GEOMAP系統(tǒng)的不斷涌現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集設(shè)備及微機(jī)數(shù)控繪圖儀等緊密結(jié)合,逐漸形成野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)處理-圖形編輯-繪圖的自動測圖系統(tǒng)。在該系統(tǒng)當(dāng)中一般是針對城市的大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、地籍圖等圖件的自動繪制。這一系統(tǒng)能夠非常直觀的供應(yīng)圖紙信息,也能夠供應(yīng)相關(guān)的軟盤,以此為設(shè)計(jì)自動化、創(chuàng)建專業(yè)的數(shù)據(jù)庫信息及基礎(chǔ)地理信息埋下堅(jiān)實(shí)的根基。

進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代之后,我國數(shù)字化測繪技術(shù)的研發(fā)及運(yùn)用開始逐漸增快,所取得的效果也是非常明顯的。因有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及原則不相同,外國探究成果的數(shù)字化測繪體系不能夠滿足我國當(dāng)下的我國國情,所以沒能獲得大范圍的推廣,只有對其進(jìn)行了相關(guān)的研究。

1987年,北京測繪設(shè)計(jì)研究院在我國第一個完成了 “大比例尺數(shù)字化測圖系統(tǒng)”(即 DGJ)的軟件研發(fā)工作,與此同時(shí)經(jīng)過了有關(guān)技術(shù)鑒定。1990年其被建設(shè)部門認(rèn)定為第一批技術(shù)推廣及運(yùn)用項(xiàng)目,在我國的80多所城市及工程測量工作中得以全方面的采用。在此時(shí)期內(nèi),有十幾所??祁愒盒?、儀器企業(yè)及工程測量部門開始逐漸對其進(jìn)行研發(fā),研制出很多相似的測圖系統(tǒng)軟件。

2.4 工程測繪中攝影測量技術(shù)的運(yùn)用

當(dāng)下攝影測量技術(shù)目前已經(jīng)得到了大區(qū)域的采用,由于其顯著的特點(diǎn):高質(zhì)量、精準(zhǔn)度高。這些明顯的優(yōu)勢促使其得到了大量的研發(fā)及生產(chǎn)。在攝影測量技術(shù)當(dāng)中很好的運(yùn)用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),這在很大程度上推動了攝影測量工作逐漸向著完整化、實(shí)時(shí)的三維空間信息方向轉(zhuǎn)變。此過程當(dāng)中能夠做到完全的不與其他物體相接觸,同時(shí)可以很好的減少外業(yè)的工作量,有著非常廣闊的發(fā)展前景及運(yùn)用空間。伴隨著全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站的形成,它為攝影測量技術(shù)的科學(xué)采用提供了很大的技術(shù)支持,目前,該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在很多的大型城市及勘測工程當(dāng)中得到了大范圍的運(yùn)用。

在開展城市大面積大比例尺地形圖、地籍測繪及大型工程測量中,航空攝影測量是其關(guān)鍵性的一種方式,其能夠供應(yīng)數(shù)字、攝影及線化等多種形成的地圖成果。目前,我國已有100多所城市及工程測量企業(yè)采用了航測技術(shù)來對大比例尺地形圖進(jìn)行相關(guān)測量,比例尺最大可達(dá)到1/500。所選用的測量設(shè)備除在采用高精準(zhǔn)度的模擬測圖儀器及成圖方法以后,同時(shí)采用了立體坐標(biāo)測圖儀與微機(jī)連接進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集,通過利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理,而后輸入進(jìn)行自動繪圖。比如:

河南省國土資源廳相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,到目前為止,河南省一共完成了對2115個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、47585個行政村、345116個村民小組約150萬宗土地的地籍調(diào)查工作,其土地面積高達(dá)15.15萬平方公里。全省已經(jīng)有55個縣區(qū)相繼完成了集體土地所有權(quán)信息系統(tǒng)建設(shè)工作,剩下的縣市也在逐步開展中。

農(nóng)村集體土地所有權(quán)地籍調(diào)查工作的大體完成,為接下來的登記發(fā)證工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相關(guān)工作人員介紹,經(jīng)過確權(quán)登記,對河南省的土地運(yùn)用情況進(jìn)行詳細(xì)的了解,確定農(nóng)民的土地產(chǎn)權(quán),這樣有助于激起農(nóng)民集體土地產(chǎn)權(quán)推動集體土地按照相關(guān)法律規(guī)章來進(jìn)行,為土地征收補(bǔ)償、集體土地流轉(zhuǎn)等工作的開展提供了必不可少的產(chǎn)權(quán)基礎(chǔ),推動城鄉(xiāng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作的開展。

3我國工程測量技術(shù)今后的發(fā)展趨勢

展望21世紀(jì),工程測量能夠在以下幾方面得到全面的進(jìn)步與發(fā)展:

測量機(jī)器人將變成傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得以很大程度的發(fā)展與進(jìn)步,它的運(yùn)用空間會得到大程度的拓展,影響、圖形及數(shù)據(jù)處理性能將會得到很大程度的提升。

針對變形觀測數(shù)據(jù)信息的處理及大型工程測量工作中,將逐漸形成以知識信息系統(tǒng)為基礎(chǔ),與地籍測量、地球物理、工程與水文地質(zhì)及土木建筑等學(xué)科緊密結(jié)合的測量,這樣將會很好的處理工程建設(shè)工作當(dāng)中及運(yùn)作過程中的所遇到的安全監(jiān)測、災(zāi)害防治等問題。

通常一些較為復(fù)雜的大型建筑、設(shè)備的三維測量、質(zhì)量控制及現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)對于自動化流程、生產(chǎn)掌控、產(chǎn)品質(zhì)量檢測及掌控?cái)?shù)據(jù)與定位準(zhǔn)求逐漸提升,這必然會推動三維測量技術(shù)得到很大的發(fā)展。工程測量也逐漸從土木工程測量、三維測量中向人體科學(xué)測量方向轉(zhuǎn)變。

多傳感器混合測量體系必然會得到很大范圍的采用,比如: GPS接收機(jī)、電子全站儀、測量機(jī)器人集成,都將得到大范圍采用,乃至在整個國家當(dāng)中將得到有效運(yùn)用。

GPS、GIS技術(shù)相結(jié)合的測量工程,對勘測、規(guī)劃及工程施工經(jīng)管一體化起到了非常大的推動作用。

在人類的活動過程中,工程測量時(shí)刻存在,其與工程建設(shè)緊密聯(lián)系在一起,為此,工程測量有著非常廣大的發(fā)展及運(yùn)用空間。

參考文獻(xiàn):

第9篇

【關(guān)鍵詞】超站儀技術(shù),復(fù)雜地形,測量

中圖分類號:P2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

一、前言

隨著測繪水平的不斷提高,對超站儀技術(shù)在復(fù)雜地形測量中應(yīng)用的要求也日益漸高。因此,積極采用科學(xué)的方法,不斷完善超站儀技術(shù)就成為當(dāng)前一項(xiàng)十分緊迫的問題。

二、超站儀的介紹

全站儀在大地測量及工程測量中發(fā)揮著重要作用,但也有一定的局限性。比如,必須在有控制點(diǎn)的情況下才能進(jìn)行施工放樣及測圖等,另外作業(yè)影響范圍很有限。GPS的優(yōu)點(diǎn)是大家共知的,但由于其必須保持對衛(wèi)星通視條件下才能作業(yè),因此在樓廈林立的城區(qū)和植被茂密的山區(qū),其作業(yè)將受到干擾或者不能作業(yè)。

電子全站儀在大地測量及工程測量中發(fā)揮著重要作用,但也有一定的局限性。比如,必須在有控制點(diǎn)的情況下才能進(jìn)行施工放樣及測圖等,另外作業(yè)影響范圍很有限。GPS的優(yōu)點(diǎn)是大家共知的,但由于其必須保持對衛(wèi)星通視條件下才能作業(yè),因此在樓廈林立的城區(qū),其作業(yè)將受到干擾或者不能作業(yè)。

全站儀是一種集測角、測距、計(jì)算記錄于一體的新型測量儀器。它最大的缺點(diǎn)是儀器和測站要通視及能見度。測量時(shí)需要控制點(diǎn)。

超站儀技術(shù)的缺點(diǎn)是收衛(wèi)星信號限制,基站和移動站數(shù)據(jù)鏈通信干擾和距離限制。測量時(shí)經(jīng)常使用連續(xù)運(yùn)行參考站(CORS)時(shí)可以不需要控制點(diǎn)。即使使用單基站模式時(shí),控制點(diǎn)和測區(qū)保持一定的距離。

超站儀就是集成了全站儀和超站儀所有功能的儀器,超站儀又可以分別單獨(dú)使用。但超站儀又不是兩者簡單的疊加在一起。它打破了制約超站儀聯(lián)合作業(yè)的瓶頸。將測量應(yīng)用推向了一個“聯(lián)合作業(yè)”的全新境界。它最大的特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)共享,由超站儀統(tǒng)一操作數(shù)據(jù)管理。

三、超站儀技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

隨著測繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的測圖方法正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新設(shè)備、新技術(shù)、新方法所取代。超站儀聯(lián)合進(jìn)行數(shù)字化測繪地形圖就是一種行之有效的新方法。隨著GPS系統(tǒng)的不斷改進(jìn),超站儀已經(jīng)達(dá)到了比較滿意的精度要求,可以滿足常規(guī)測量的要求,尤其對于開闊的地段,直接采用超站儀進(jìn)行全數(shù)字野外數(shù)據(jù)采集。對于樹木較多或房屋密集的地段,采用超站儀測定圖根點(diǎn),通過全站儀采集碎部點(diǎn)。超站儀測繪地形圖,可以優(yōu)劣互補(bǔ)。如果僅用全站儀進(jìn)行數(shù)字化測圖,就必須建立圖根控制網(wǎng),這樣須投入大量的時(shí)間、人力、財(cái)力;如僅用超站儀測圖,可以省去建立圖根控制這個中間環(huán)節(jié),節(jié)省大量的時(shí)間、人力和財(cái)力,同時(shí)可以全天侯地觀測,但由于衛(wèi)星的截止高度角必須大于13°-15°,它在遇到高大建筑物或在樹下時(shí),就很難接收到衛(wèi)星和無線電信號,也就無法進(jìn)行測量。如果用超站儀進(jìn)行數(shù)字測圖,上述弊端就可以克服。即在進(jìn)行地形測量時(shí),空曠地區(qū)的地形、地物用超站儀測圖;樹木或房屋密集地區(qū)的建筑物、構(gòu)筑物用超站儀實(shí)時(shí)給出圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo),然后用全站儀測圖。這樣可以大大加快測量速度,提高工作效率。

四、超站儀的優(yōu)勢

使用超站儀可以充分發(fā)揮以上所述的各項(xiàng)功能,可真正實(shí)現(xiàn)測量工作的自動化、智能化、高效益和現(xiàn)代化,不愧于世界上最先進(jìn)的地面測量儀器,而且還有以下的有利因素或優(yōu)勢:

1、可節(jié)省80%的測量時(shí)間

若采用傳統(tǒng)的測量方法,通常先用GPS做控制測量,然后用全站儀放樣或測圖。在測量過程中,完整的超站儀流動站和全站儀每次測量只能用其中一種,另一種閑置,實(shí)際延誤了測量時(shí)間。若采用超站儀測量,實(shí)質(zhì)上是兩種儀器同時(shí)應(yīng)用,可節(jié)省80%的作業(yè)時(shí)間,大大地提高了工作效益。

2、它改變了測量的外業(yè)工作

控制測量歷來是各項(xiàng)測繪工作的依據(jù)和基礎(chǔ)。在某種意義上,“測量控制網(wǎng)”好比測繪領(lǐng)域里的“必然王國”,它束縛著所有的測繪工作,即使近幾年發(fā)展起來的GPS-RTK技術(shù)也不例外。過去,傳統(tǒng)測量的慣例是“先定向、后測量” 而超站儀有“無控制點(diǎn)”作業(yè)原理作保障,就可以先測量再定向或者邊測量邊定向。

3、價(jià)格便宜

早期的測量者要實(shí)現(xiàn)超站儀的各項(xiàng)功能,需要購買一套完整的超站儀流動站和全站儀。若購買徠卡公司的儀器所需費(fèi)用大概為6-7萬美元,但現(xiàn)在若買一臺同廠家同等精度的超站儀僅僅需要一半的價(jià)錢,而且工作效力大大提高。

五、超站儀技術(shù)在復(fù)雜地形測量中的應(yīng)用

由于超站儀集成了全站儀及GPS的功能,可實(shí)現(xiàn)無控制點(diǎn)情況下的外業(yè)測量,這種作業(yè)模式可以大大改善傳統(tǒng)的作業(yè)方法,應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,比如對于偏遠(yuǎn)山區(qū)、農(nóng)村地區(qū)的礦山測量、線路測量、工程放樣、地形測圖等勞動強(qiáng)度較大的測量工作,還有建筑場所、快速發(fā)展中的城市地區(qū),能夠大大提高工作效率,節(jié)省人力物力資源。

1、超站儀在控制測量中的應(yīng)用

在某地區(qū)5平方公里1:500地形測量中,由于地區(qū)位于城市郊區(qū),地形起伏大,房屋密集,樹木較多,通視困難,采用超站儀的技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行測量較為方便。此次測量以物建筑為主,基準(zhǔn)站設(shè)置在地區(qū)的中部、地勢較高的五層樓樓頂,符合基準(zhǔn)站的架設(shè)條件,與已知點(diǎn)的距離在2.0~3.0km之間。聯(lián)測四個D級GPS點(diǎn)和三個三、四等水準(zhǔn)點(diǎn),采用兩臺雙頻GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)動態(tài)測量模式,流動站用支撐桿豎直。布點(diǎn)時(shí)為了方便測圖使用和便于超站儀測量等因素,盡量避開高壓線、高大建筑物及高密樹林等因素對超站儀測量的影響。實(shí)在無法回避的地方,采用增加觀測時(shí)間、增加觀測次數(shù)的方法以提高觀測精度。由于GPS并不需要點(diǎn)間通視,不必為通視的原因而搬好幾次站,大大減少了測量時(shí)間。流動站僅需一次完成,所以減少了人力、財(cái)力。

超站儀控制測量時(shí),首先用已知控制點(diǎn)建立投影的局部歸化參數(shù),儀器將直接記錄坐標(biāo)和高程,查看解算后每個控制點(diǎn)的水平殘差和垂直殘差。本次測量解算出兩坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù),水平殘差最大為±2.5cm,垂直殘差最大為±0.6cm。為了提高待測點(diǎn)的觀測精度,將天線設(shè)置在對點(diǎn)器上,觀測時(shí)間大于20秒,采用不同的時(shí)間段進(jìn)行兩次觀測取平均值;機(jī)內(nèi)精度指標(biāo)預(yù)設(shè)為點(diǎn)位中誤差±1.5cm,高程中誤差±2.0cm;觀測中,取平面和高程中誤差均小于±1.0cm時(shí)進(jìn)行記錄。

超站儀點(diǎn)兩次觀測值坐標(biāo)較差最大值為±2.8cm,最小值為0.3cm??紤]到兩次觀測采用了同一基準(zhǔn)站,觀測條件基本相同,可以將其視為同精度雙觀測值的情況,進(jìn)而求得觀測值中誤差和平均值中誤差。觀測值中誤差為±0.9cm,平均值中誤差為±0.6cm。這說明超站儀技術(shù)能滿足《城市測量規(guī)范》中最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差(相對于起算點(diǎn))不大于±5cm的要求。

同時(shí),我們采用常規(guī)手段對超站儀控制點(diǎn)進(jìn)行了四等水準(zhǔn)測量。平差后,每公里高差中誤差為±4.2mm,最弱點(diǎn)高程中誤差為±6.5mm。在進(jìn)行超站儀平面控制測量的同時(shí),我們也利用超站儀技術(shù)進(jìn)行了高程測量。兩次超站儀高程測量的成果高程較差最大為-4.7cm,最小為0cm.觀測值中誤差為±1.4cm,平均值中誤差為±1.0cm。

2、超站儀在數(shù)字測圖中的應(yīng)用

利用超站儀快速定位和實(shí)時(shí)得到坐標(biāo)結(jié)果的特點(diǎn),可以進(jìn)行地形的碎部測量來代替常規(guī)的數(shù)字測圖。以1臺GPS基準(zhǔn)站,另一臺或幾臺移動的GPS接收機(jī)分別開始進(jìn)行碎部點(diǎn)測量。地形點(diǎn)的測量可以在數(shù)據(jù)采集的功能下進(jìn)行,也可以根據(jù)現(xiàn)場地形的實(shí)際情況進(jìn)行測量設(shè)定,在測量管道中心線或道路邊線時(shí)可以設(shè)定按距離進(jìn)行采集,距離可以人為設(shè)定;在勻速運(yùn)動測量的過程中,可以設(shè)定按時(shí)間采集,時(shí)間間隔也可人為設(shè)定。采集完將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為“點(diǎn)號,東坐標(biāo),北坐標(biāo),高程”形式,保存到硬盤,使用軟件經(jīng)過成圖處理,生成數(shù)字化地形圖。

地形點(diǎn)的采集可以單人作業(yè),在建筑區(qū)內(nèi)較為開闊的區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,發(fā)現(xiàn)超站儀的采點(diǎn)速度相當(dāng)快,由于初始化速度快(小于30s),并且在線運(yùn)動過程中不失鎖,每個碎部點(diǎn)采集時(shí)間不超過2s(含點(diǎn)位代碼輸人),因此,采點(diǎn)速度幾乎等于走路的速度,可以充分發(fā)揮超站儀快速高精度定位的優(yōu)勢。

也可以在作業(yè)中采用超站儀測量模式的優(yōu)勢,準(zhǔn)確快速地建立圖根控制點(diǎn),在圖根控制點(diǎn)上由全站儀配合電子手簿進(jìn)行碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。該法不像常規(guī)圖根導(dǎo)線測量那么煩瑣,受地形的限制,也不用儀器設(shè)站,從而減少了因多次設(shè)站帶來的測量累計(jì)誤差,提高了全站儀碎部點(diǎn)采點(diǎn)的點(diǎn)位絕對精度,使地形測量方便快捷,大大提高了地形測量的工作效率。在地形圖、地籍圖等的測量應(yīng)用中,均取得了很好的效果。

五、結(jié)束語

從實(shí)際工作出發(fā)對當(dāng)前超站儀技術(shù)在復(fù)雜地形測量中的應(yīng)用等相關(guān)知識,進(jìn)行了粗略的分析和研究。綜上分析,超站儀技術(shù)應(yīng)用工作的主要任務(wù)是運(yùn)用科學(xué)的方法,促進(jìn)復(fù)雜地形測量工作的順利開展。

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