GPS在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用研究

摘要：地籍測(cè)繪是獲取和表述土地和土地上建筑物的權(quán)屬、位置、形狀、數(shù)量等信息的基礎(chǔ)工作，并為產(chǎn)權(quán)管理、稅收、統(tǒng)計(jì)等多種用途提供定位系統(tǒng)和基礎(chǔ)資料。隨著GPS 全球定位系統(tǒng)技術(shù)的日益成熟及廣泛運(yùn)用，極大地提高了地籍測(cè)繪的先進(jìn)性和科學(xué)性。本文以GPS某市地籍測(cè)繪的應(yīng)用為例，研究了GPS在應(yīng)用中的技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：地籍； 測(cè)繪； GPS 應(yīng)用；

前言

由于GPS全球定位系統(tǒng)定位技術(shù)的高度自動(dòng)化及其所達(dá)到的高精度，也引起了廣大民用部門(mén)，特別是測(cè)量工作者的普遍關(guān)注和極大興趣，特別是近十多年來(lái)GPS定位技術(shù)在應(yīng)用基礎(chǔ)的研究、新應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)拓及軟硬件的開(kāi)發(fā)等方面都取得了迅速發(fā)展。GPS衛(wèi)星定位新技術(shù)的迅速發(fā)展，給測(cè)繪工作帶來(lái)了革命性的變化，也對(duì)地籍測(cè)量工作產(chǎn)生了巨大的影響。GPS由于具有布點(diǎn)靈活、全天候、速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，因而在國(guó)內(nèi)各省市的地籍測(cè)繪中得到廣泛應(yīng)用。

1、GPS定位技術(shù)在地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用

利用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍控制測(cè)量有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，它不要求通視，這樣避免了常規(guī)地籍控制測(cè)量點(diǎn)位選取的局限條件；第二，沒(méi)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(cè)對(duì)角線或增設(shè)起始邊等繁瑣要求，只要使用的GPS儀器精度與地籍控制測(cè)量精度相匹配，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。

由于GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善，其測(cè)繪精度、測(cè)繪速度和經(jīng)濟(jì)效益都大大地優(yōu)于常規(guī)控制測(cè)量技術(shù)。目前，常規(guī)靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量、RTK技術(shù)已經(jīng)逐步取代常規(guī)的測(cè)量方式，成為地籍控制測(cè)量的主要手段。邊長(zhǎng)大于15km的長(zhǎng)距離GPS基線向量，只能采取常規(guī)靜態(tài)測(cè)量方式。邊長(zhǎng)在10～15km的GPS基線向量，如果觀測(cè)時(shí)刻的衛(wèi)星很多，外部觀測(cè)條件好，可以采用快速靜態(tài)GPS測(cè)量模式；如果是在平原開(kāi)闊地區(qū)，可以嘗試RTK模式。邊長(zhǎng)小于5km的一、二級(jí)地籍控制網(wǎng)的基線，優(yōu)先采用RTK方法，如果設(shè)備條件不能滿足要求，可以采用快速靜態(tài)定位方法。邊長(zhǎng)為5～10km的二、三、四等基本控制網(wǎng)的GPS基線向量，優(yōu)先采用GPS快速靜態(tài)定位的方法；設(shè)備條件許可和外部觀測(cè)環(huán)境合適，可以使用RTK測(cè)量模式。

近幾年，地籍控制測(cè)量基本采用了以上三種GPS測(cè)量模式。例如：在我國(guó)某5.5萬(wàn)公頃油田用地的地籍調(diào)查中，采用常規(guī)靜態(tài)的作業(yè)方式建立了首級(jí)地籍控制網(wǎng)，然后采用RTK測(cè)量方式，加密了低一級(jí)地籍控制點(diǎn)[1]。

2、GPS定位技術(shù)在地籍圖測(cè)繪中的應(yīng)用

地籍碎部測(cè)量和土地勘測(cè)定界（含界址點(diǎn)放樣）工作中，主要是測(cè)定地塊（宗地）的位置、形狀、數(shù)量等重要數(shù)據(jù)。

由地籍調(diào)查規(guī)程所知，在地籍平面控制測(cè)量基礎(chǔ)上的地籍碎部測(cè)量，對(duì)于城鎮(zhèn)街坊外圍界址點(diǎn)及街坊內(nèi)明顯的界址點(diǎn)間距允許誤差為士10cm，城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點(diǎn)及村莊內(nèi)部界址點(diǎn)間距允許誤差為-i-_15cm。在進(jìn)行土地征用、土地整理、土地復(fù)墾等土地勘測(cè)定界工作中，相關(guān)規(guī)程規(guī)定測(cè)定或放樣界址點(diǎn)坐標(biāo)的精度為：相對(duì)鄰近圖根點(diǎn)點(diǎn)位中誤差及界址線與鄰近地物或鄰近界線的距離中誤差不超過(guò)4-10cm。因此，利用RTK測(cè)量模式能滿足上述精度要求。

RTK技術(shù)使精度、作業(yè)效率、實(shí)時(shí)性達(dá)到了最佳的融合，為地籍碎部測(cè)量提供了一種嶄新的測(cè)量方式?，F(xiàn)在，許多的土地勘測(cè)部門(mén)都購(gòu)置了具有RTK功能的GPS接收系統(tǒng)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件，并且取得十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。例如，自2004年以來(lái)，我國(guó)某省土地勘測(cè)規(guī)劃院利用RTK技術(shù)進(jìn)行了高速公路、市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)等大型征地測(cè)量的工作；武漢大學(xué)2004年在廣西興安、湖北宜城等地利用RTK技術(shù)完成了土地專項(xiàng)規(guī)劃的測(cè)圖工作。

與全站儀相比，采用RTK方式進(jìn)行碎部測(cè)量速度快，作業(yè)效率高。同全站儀一樣，RTK測(cè)量單點(diǎn)的時(shí)間也只需要幾秒到幾十秒，但它不要求通視，不需要頻繁換站，減少了全站儀頻繁換站所花的時(shí)間，而且可以多個(gè)流動(dòng)站同時(shí)工作。據(jù)初步的應(yīng)用分析，測(cè)量時(shí)間節(jié)省一半以上，測(cè)量精度和可靠性都能滿足要求。

3、GPS定位技術(shù)在土地利用變更調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

近20年和今后數(shù)十年內(nèi)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期，土地利用的形式將發(fā)生一系列的變化。因此，隨時(shí)摸清土地利用形式的變化，進(jìn)行土地利用變更登記，將是我國(guó)各級(jí)土地管理部門(mén)的一項(xiàng)重要的和經(jīng)常性的工作。

土地調(diào)查中，通常對(duì)應(yīng)不同的位置精度要求，在采用GPS測(cè)量模式上，可以使用單點(diǎn)定位、常規(guī)差分GPS、PPK、廣域差分GPS等方式。這些GPS測(cè)量方式，可成倍地提高土地利用變更調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)速度，其精度和可靠性得到極大的改善，克服了傳統(tǒng)方法的種種弊端，省時(shí)省工，適用于各種各樣復(fù)雜的變更情況，真正地實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和數(shù)值化，保證了土地利用數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。

在土地調(diào)查中，如果定位精度要求不高，優(yōu)先采用單點(diǎn)定位模式。如果定位精度要求達(dá)到米級(jí)，可以采用廣域差分GPS模式；如果附近已經(jīng)建立常規(guī)差分GPS參考站并能夠接收到差分信號(hào)，也可以采用常規(guī)差分GPS。如果沒(méi)有廣域差分GPS信號(hào)接收設(shè)備，可以在調(diào)查地區(qū)附近的已知點(diǎn)上，建立常規(guī)差分GPS參考站，采用常規(guī)差分GPS或PPK模式。如果是局部地區(qū)的精密土地劃界，可以采用RTK測(cè)量系統(tǒng)[2]。

近幾年，許多部門(mén)應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行了多項(xiàng)土地調(diào)查活動(dòng)。如科技人員在四川攀枝花市、內(nèi)蒙古包頭市、四川樂(lè)山、北京郊區(qū)等地進(jìn)行了土地調(diào)查試驗(yàn)，其幾何精度完全可以滿足土地利用變更調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的要求，可以做到方便、快速、實(shí)時(shí)。

關(guān)于常規(guī)差分GPS和廣域差分GPS定位方式在土地調(diào)查中的應(yīng)用實(shí)例不多。實(shí)際上，我國(guó)在沿海地區(qū)已經(jīng)建立了20個(gè)常規(guī)差分GPS信標(biāo)站，市場(chǎng)上有很多商用的常規(guī)差分改正信號(hào)接收機(jī)，沿海省市可以利用這些免費(fèi)的信號(hào)資源，應(yīng)用于土地調(diào)查活動(dòng)，將會(huì)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益。另外，美國(guó)已經(jīng)提供了商用的廣域差分GPS服務(wù)，我國(guó)和歐盟也將提供類似服務(wù)，如果土地部門(mén)購(gòu)買(mǎi)相關(guān)設(shè)備，完全可以實(shí)現(xiàn)大區(qū)域的土地實(shí)時(shí)調(diào)查工作。當(dāng)然，使用這兩種定位技術(shù)，需要購(gòu)買(mǎi)差分接收設(shè)備，會(huì)增加設(shè)備費(fèi)用。

4、利用GPS定位技術(shù)布測(cè)城鎮(zhèn)地籍基本控制網(wǎng)

在一些大城市中，一般已經(jīng)建立城市控制網(wǎng)，并且已經(jīng)在此控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上做了大量的測(cè)繪工作。但是，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，已有控制網(wǎng)的控制范圍和精度已不能滿足要求，為此，迫切需要利用GPS定位技術(shù)來(lái)加強(qiáng)和改造已有的控制網(wǎng)作為地籍控制網(wǎng)。

（1）由于GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善，其測(cè)繪精度、測(cè)繪速度和經(jīng)濟(jì)效益，都大大優(yōu)于目前的常規(guī)控制測(cè)量技術(shù)，GPS定位技術(shù)可作為地籍控制測(cè)量的主要手段。

（2）對(duì)于邊長(zhǎng)小于8～10km的二、三、四等基本控制網(wǎng)和一、二級(jí)地籍控制網(wǎng)的GPS基線向量，都可采用GPS快速靜態(tài)定位的方法。由試驗(yàn)分析與檢測(cè)證明，應(yīng)用GPS快速靜態(tài)定位方法，施測(cè)一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間，從幾十秒到幾分鐘，最多十幾分鐘，精度可達(dá)到1～2cm，完全可以滿足地籍控制測(cè)量的需求，可以成倍地提高觀測(cè)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益[3]。

（3）建立GPS定位技術(shù)布測(cè)城鎮(zhèn)地籍控制網(wǎng)時(shí)，應(yīng)與已有的控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)不能少于2個(gè)。

結(jié)語(yǔ)

隨著科技的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷推廣，使得地籍測(cè)繪工作已經(jīng)變得相對(duì)容易，在系統(tǒng)覆蓋區(qū)域，厘米級(jí)到米級(jí)的地籍測(cè)繪，如地籍圖修測(cè)、土地放樣、邊界調(diào)查等，都能夠?qū)崟r(shí)完成，極大地縮短了地籍測(cè)繪工作的周期，提高了工作效率，保證了土地信息的科學(xué)性、及時(shí)性和有效性。隨著其他城市和地區(qū)網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)的建立，未來(lái)的地籍測(cè)繪工作將變得更加容易和簡(jiǎn)單。

參考文獻(xiàn)：

[1]令狐義強(qiáng).GPS-RTK技術(shù)在城市地籍測(cè)量中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與地理信息，2011（3）：108-109.

[2]吳清山，柳廣春.GPS測(cè)量技術(shù)在中小城鎮(zhèn)地籍測(cè)量控制中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2010（5）：146-147.

[3]李文榮，鄭奇志.GPS技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2012（3）：103-105.

個(gè)人簡(jiǎn)介

張道福（1977.10—），男，廣西全州人，助理工程師，從事工程測(cè)量，地籍測(cè)繪工作。