現(xiàn)代測繪技術在地籍測量中的實踐

鄭曉光

摘要：文章以數(shù)字測繪技術和3S技術為代表的現(xiàn)代測繪技術在地籍測量中應用，分析各種測量模式的應用背景和適用環(huán)境，對地籍測量同“數(shù)字國土”進行比較，從高效的角度得出具有GPS與PDA的組合方式和數(shù)字攝影測量與遙感模式是今后地籍測量的趨勢。

關鍵詞：現(xiàn)代地籍測量；數(shù)字測繪；3S技術；數(shù)字國土

中圖分類號：P271文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）12-0159-02

隨著以數(shù)字測繪、全球定位系統(tǒng)、遙感和地理信息系統(tǒng)為代表的現(xiàn)代測繪技術體系的建立，4D產(chǎn)品以及高精度、高效率的新型測繪儀器的出現(xiàn)，地籍測量與現(xiàn)代測繪新技術的結合逐漸緊密，使地籍測繪從理論到實踐發(fā)生了根本性變化。

現(xiàn)代地籍測量主要是指利用現(xiàn)代測繪技術以一定的精度測定土地境界、土地權屬位置、土地面積并以反映土地利用類型、分布狀況以及質量等級的專門測量，它為國家土地管理部門提供具有現(xiàn)時性的土地詳查資料，并為土地登記提供依據(jù)。同時，應國土資源部“十一五”規(guī)劃的要求，“數(shù)字國土工程已全面展開，因此地籍測量必須為進一步建立地籍數(shù)據(jù)庫和地籍管理系統(tǒng)提供準確、合理、規(guī)范、全面的基礎數(shù)據(jù)傳統(tǒng)的地籍測量手段已經(jīng)難以滿足實際工作的需要，現(xiàn)代測繪技術和方法在地籍測量中正發(fā)揮著巨大的作用。

一、現(xiàn)代地籍技術的測量模式

地籍測量專業(yè)性強，地籍數(shù)據(jù)具有法律效力，對數(shù)據(jù)精度要求高，配套的成果資料（圖、表、冊、卡等）現(xiàn)時性強，同步變更需及時。因此，根據(jù)地籍測量所特有的專業(yè)性，現(xiàn)代測繪技術對于地籍測量來講，主要有野外數(shù)字測量、GPS 測量、數(shù)字攝影測量與遙感、內(nèi)業(yè)掃描數(shù)字化測量4 種模式。受環(huán)境和技術的約束，這些模式各有優(yōu)缺點，但能相互補充，從而實現(xiàn)地籍信息的全覆蓋采集。

（一）野外數(shù)字測量模式

數(shù)字測繪技術充分利用現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)和計算機制圖理論發(fā)展的最新成果，成為現(xiàn)代測繪的主流。全野外數(shù)字測繪產(chǎn)品主要是全野外測繪的基礎數(shù)字地形圖、地籍圖，是建立適用于國土、規(guī)劃、房產(chǎn)、城建、水利、電力等部門地理信息系統(tǒng)的主要基礎信息庫來源。地籍也是如此，地籍數(shù)據(jù)庫和地籍管理系統(tǒng)質量的好壞，取決于運用這種測量模式采集的數(shù)據(jù)。同時如果基礎數(shù)字測繪產(chǎn)品質量標準較高，可供不同部門使用，避免資金的重復投入。

針對數(shù)字地籍測量的三個環(huán)節(jié)——確權、測量、編繪，作業(yè)流程的科學化是保證質量的關鍵，同時還要注意作業(yè)工具的合理選擇和搭配。野外數(shù)字測量主要使用的是全站電子速測儀，根據(jù)所搭配使用的硬件不同分3種方式：

1．全站儀＋電子記錄簿（如PC－E500，GRE3，GRE4等）＋測圖軟件。是利用全站儀在野外實地測量各種地籍要素（控制點和目標點）的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)采集軟件的控制下，實時傳輸給電子記錄簿，經(jīng)過預處理后，按相應的格式存儲在數(shù)據(jù)文件中，同時配繪草圖，供測圖軟件進行編輯成圖。全站電子速測儀、電子手簿是目前最新的測量儀器，同傳統(tǒng)的測量手段（外業(yè)白紙測量、內(nèi)業(yè)數(shù)字化）相比，智能化方面有了很大的進步，能夠實現(xiàn)角度、距離的自動計算，技術容易掌握，但受硬件設備的限制，操作可視性較差，草圖容易出錯，功效不高。

2．全站儀＋便攜式計算機＋測圖軟件。是集數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理于一體的數(shù)字式地籍測量方式。通過全站儀在實地采集全部地籍要素數(shù)據(jù)，由通信電纜將數(shù)據(jù)傳輸給便攜式計算機，數(shù)據(jù)處理軟件實時處理并顯示所測地籍要素的符號和圖形，原始采樣數(shù)據(jù)和處理后的有關數(shù)據(jù)均記錄于相應的數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫中。由于現(xiàn)場成圖，具有直觀、快速、高效的優(yōu)點，可價格昂貴、野外環(huán)境適應能力較差。

3．全站儀＋掌上電腦（PDA）＋測圖軟件。作業(yè)方式與2相同，采用藍牙傳輸，這種系統(tǒng)定位于地籍數(shù)據(jù)的前端采集部分，通過使用體積較小、便于攜帶的PDA來滿足外業(yè)測量的智能化、電子化要求。從地籍測量外業(yè)的結果來看，該系統(tǒng)具有多種數(shù)據(jù)格式的融合顯示、多種地籍測量方法的可視化實現(xiàn)、自由測站的自動化計算功能，并且掌上電腦價格低廉、操作簡便、現(xiàn)場成圖、速度和效率都很高。這種系統(tǒng)雖然不完善，隨著硬件和軟件的發(fā)展，前景十分廣闊。

（二）GPS測量模式

GPS本身就是現(xiàn)代測繪技術的一種標志。在現(xiàn)代地籍測量中主要用GPS控制整個測區(qū)，以滿足精度的需要。隨著RTK技術的迅速發(fā)展，GPS+RTK技術幾乎覆蓋整個測量領域。這種測量模式能實時地獲取地籍要素坐標信息（通過實例證明，可以得到厘米級甚至更高精度），能夠滿足地籍測量高精度的前提下，在作業(yè)現(xiàn)場提供經(jīng)過檢驗的測量成果，擺脫后處理的負擔和外業(yè)返工的困擾。GPS RTK技術主要有兩種方式：

1.GPS RTK接收機＋測圖軟件。利用GPS RTK接收機在野外實地測量各種地籍要素數(shù)據(jù)，經(jīng)過GPS數(shù)據(jù)處理軟件進行預處理，按相應的格式存儲在數(shù)據(jù)文件中，同時配繪草圖，供測圖軟件進行編輯成圖。GPS RTK接收機是一種實時、快速、高精度、遠距離的數(shù)據(jù)采集設備。其顯著的優(yōu)點是控制點大大減少，測量效率大大提高。缺點是必須繪制測量草圖，一些無線電死角和衛(wèi)星信號死角無法采集數(shù)據(jù)，必須用全站儀進行補充。

2.GPS RTK接收機＋全站儀＋掌上電腦＋測圖軟件?？朔袛?shù)字測量模式的缺點，發(fā)揮各自的優(yōu)點，可適應任何地形環(huán)境條件和任意比例尺地籍圖的測繪，實現(xiàn)全天候、無障礙、快速、高精度、高效的內(nèi)外業(yè)一體化采集地籍信息。

（三）數(shù)字攝影測量與遙感模式

應用數(shù)字攝影測量與遙感模式進行地籍測量前景非常廣闊。隨著航空航天影像信息獲取手段朝著多平臺、多時相、多傳感器、高分辨率、高光譜和快速機動的方向發(fā)展，高分辨率衛(wèi)星遙感影像將成為地理空間信息獲取與更新的主要數(shù)據(jù)源，以激光測距系統(tǒng)（LIDAR）、激光成像雷達、雙天線SAR系統(tǒng)、數(shù)字攝像機、GPS/INS為主體的機載三維數(shù)字攝影測量系統(tǒng)等多種數(shù)據(jù)獲取手段的迅速發(fā)展，不但能完成地籍線劃圖的測繪，還可以得到各種專題的地籍圖（如正射影像地籍圖、三維立體數(shù)字地籍圖等），同時利用衛(wèi)星遙感進行土地資源調(diào)查和土地利用動態(tài)監(jiān)測，為快速及時的變更地籍測量做好參照。由于地籍測量的精度要求較高，數(shù)字攝影測量主要以大比例尺航空像片為數(shù)據(jù)采集對象，利用該技術在航片上采集地籍數(shù)據(jù)，其控制點和目標點主要采用航測區(qū)域網(wǎng)法和光束法進行平差，即所謂的空三加密，進而通過專有數(shù)字攝影測量的數(shù)據(jù)處理軟件，完成地籍測量的內(nèi)外業(yè)。

數(shù)字攝影測量與模式得到的地籍圖信息豐富，實時性強，既具有線劃地圖的幾何特征，又具有數(shù)字直觀、易讀的特性；地籍圖上的界址點完善，不受通視條件的限制；除要用GPS 像控和地籍權屬調(diào)查外，大部分工作均是在內(nèi)業(yè)中完成，既減輕了勞動強度，又提高了工作效率，是一種廣有前途的地籍測量模式。

二、現(xiàn)代地籍測繪與“數(shù)字國土”的關系

現(xiàn)代地籍測繪、地籍信息系統(tǒng)與“數(shù)字國土”三者有著密切的關系?，F(xiàn)代地籍測繪為建立地籍信息系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)，但為了有效管理和共享大量的地籍測繪成果，需要建立一個地籍信息系統(tǒng)（其核心就是數(shù)據(jù)庫），進而就可以存放各種圖形和屬性等信息，并對國土資源部門進行從“部”到“廳”到“局”的各種行政級別上的空間應用分析。在各種先進的信息技術、空間技術等的作用下，人們共享該數(shù)據(jù)庫資源。

“數(shù)字國土”包括廣泛的數(shù)據(jù)和信息，高分辨率影像和數(shù)字地圖是其中的重要數(shù)據(jù)之一，地籍測繪正是地籍信息系統(tǒng)建設及其網(wǎng)絡體系建設即“數(shù)字國土”的重要內(nèi)容。現(xiàn)代地籍測繪、地籍信息系統(tǒng)和“數(shù)字國土”的關系比較如表1：

三、現(xiàn)代地籍測繪技術的基本框架

現(xiàn)代測繪技術是運用到地籍測量中的一些先進的技術和方法，它是融地籍測量外業(yè)、內(nèi)業(yè)于一體的綜合性作業(yè)系統(tǒng)。其最大優(yōu)點就是在完成地籍測量的同時可建立地籍數(shù)據(jù)庫，并通過一定的途徑建立地籍管理系統(tǒng)，為完成“數(shù)字國土”工程、實現(xiàn)電子政務和現(xiàn)代地籍管理奠定基礎。現(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、計算機或PDA 采集地籍要素，傳輸?shù)接嬎銠C上，運用專用的地籍數(shù)據(jù)處理軟件，對其進行分析、整理、編輯和入庫。其基本流程為：

（一）資料分析

對測區(qū)已有的地籍數(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）進行分析，熟悉測區(qū)地形，根據(jù)本身已有的設備和最終建立地籍數(shù)據(jù)庫的要求確定采用何種測量技術。在資料分析過程中可以考慮能否使用“準地籍測量”。

（二）數(shù)據(jù)獲取

數(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。數(shù)據(jù)獲取的內(nèi)容一般包括全要素地形數(shù)據(jù)、地籍數(shù)據(jù)、地類數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)。

（三）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)庫建庫技術要求進行編輯、整理、入庫，并進行各種統(tǒng)計、分析、匯總，最終建立地籍數(shù)據(jù)庫，形成地籍管理系統(tǒng)。

四、結語

傳統(tǒng)技術與現(xiàn)代技術的區(qū)別，其主要標志在于技術是否高度集成和數(shù)據(jù)流是否連續(xù)。測繪儀器的智能化和內(nèi)置軟件的高度集成以及數(shù)據(jù)的無線傳輸，促進了現(xiàn)代測繪技術的迅速發(fā)展。隨著全國“數(shù)字國土”工程的全面展開，以數(shù)字測繪技術、3S技術為代表的現(xiàn)代測繪技術已經(jīng)在地籍測量中廣泛使用。

通過對現(xiàn)代測繪技術在地籍測量中的多種測量模式的分析，比較現(xiàn)代地籍測量同“數(shù)字國土”之間的關系，總結地籍測量的基本框架，將現(xiàn)代測繪技術合理地運用到地籍測量中已經(jīng)勢在必行，并且隨著GPS衛(wèi)星的拓展和Galileo計劃的全面實施，各種航空航天設備的精度不斷提高，利用衛(wèi)星定位與PDA 組合模式和數(shù)字攝影測量與遙感模式將是現(xiàn)代地籍測量手段中最具有廣泛前景的技術。