網(wǎng)絡(luò)RTK聯(lián)合全站儀在農(nóng)村宅基地測(cè)量中的應(yīng)用

錢躍磊

(許昌學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃與園林學(xué)院,河南 許昌 461000)

0 引 言

農(nóng)村宅基地確權(quán)登記發(fā)證工作,是明晰農(nóng)村宅基地產(chǎn)權(quán)關(guān)系,依法保護(hù)農(nóng)村宅基地使用權(quán)人合法權(quán)益,規(guī)范農(nóng)村宅基地管理,促進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性、公益性工作。農(nóng)村宅基地調(diào)查是農(nóng)村宅基地確權(quán)登記發(fā)證工作的基礎(chǔ)性工作。相對(duì)于城鎮(zhèn)地籍調(diào)查,農(nóng)村宅基地調(diào)查具有分布范圍廣、地域分散、適用農(nóng)村宅基地確權(quán)政策的特點(diǎn)[1]。

農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)和方法的好壞,直接影響測(cè)量成果質(zhì)量的效率。因此,選擇合適的技術(shù)和方法對(duì)于保證測(cè)量成果質(zhì)量,節(jié)省人力物力,提高工作效率具有很重要的意義。隨著測(cè)繪新技術(shù)(GPS、RS、GIS)的發(fā)展,其在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,本文主要介紹利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)及全站儀數(shù)字測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行農(nóng)村宅基地的綜合測(cè)繪,在保證成果質(zhì)量的前提下,使工作效率得到較大的提高。

1 網(wǎng)絡(luò)RTK基本工作原理

CORS系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)子系統(tǒng)、參考站子系統(tǒng)和用戶應(yīng)用子系統(tǒng)四部分組成。各子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián),形成一個(gè)局域網(wǎng)。CORS是在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)均勻的布設(shè)多參考站,構(gòu)成一個(gè)參考站網(wǎng),各參考站按設(shè)定的采樣率連續(xù)觀測(cè),通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)的將觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)控制中心,系統(tǒng)控制中心首先對(duì)各個(gè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和質(zhì)量分析,然后對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行同意解算,實(shí)時(shí)估算出網(wǎng)內(nèi)的各種系統(tǒng)誤差改正項(xiàng)(電離層、對(duì)流層、衛(wèi)星軌道誤差)獲得本區(qū)域的誤差改正模型。把改正數(shù)據(jù)傳給流動(dòng)站,獲得高精度的可靠的定位結(jié)果[2]。

網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是CORS產(chǎn)生最重要原因和最主要的應(yīng)用方式。目前,我國(guó)大多數(shù)CORS系統(tǒng)主要是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量。

2 農(nóng)村宅基地測(cè)量

2.1 測(cè)區(qū)概況

該測(cè)區(qū)位于河南省許昌市東部,環(huán)境優(yōu)美,交通便利。地勢(shì)平坦、開(kāi)闊,高差落小,屬于平原地區(qū)。區(qū)內(nèi)房屋密集,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,比較凌亂,比較適合RTK與全站儀結(jié)合進(jìn)行測(cè)量。

2.2 外業(yè)控制測(cè)量

隨著GPS-RTK技術(shù)的發(fā)展,其在控制測(cè)量中的應(yīng)用越來(lái)越廣,特別是網(wǎng)絡(luò)RTK的出現(xiàn),使測(cè)量變得更加簡(jiǎn)單快捷。本次地籍測(cè)圖的圖根控制就是利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)來(lái)進(jìn)行的。

先進(jìn)行圖根控制網(wǎng)的選點(diǎn),選點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意考慮點(diǎn)的通視、擴(kuò)展以及測(cè)圖的便利。選完點(diǎn)后,在所選點(diǎn)的位置打下木樁,木樁上面訂一小釘,作為點(diǎn)的標(biāo)志,另外在點(diǎn)的旁邊合適的位置用紅漆寫(xiě)下點(diǎn)的名稱。

再利用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行觀測(cè),為了提高成果的精度,必須使用三腳架架設(shè)GPS儀器,嚴(yán)格對(duì)中整平,精確量取儀器高(取至0.001 m)。觀測(cè)前需進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置,以南方RTK為例,具體如下:

1)連接主機(jī)和手薄:默認(rèn)情況下軟件會(huì)自動(dòng)進(jìn)行藍(lán)牙連接,如果彈出提示窗口:“端口打開(kāi)失敗,請(qǐng)重新連接”,這時(shí)只需點(diǎn)擊設(shè)置菜單下的連接儀器,再用光筆點(diǎn)中輸入端口項(xiàng),文本框中輸入7(數(shù)字7取決于藍(lán)牙搜索設(shè)備后隨機(jī)分配的端口號(hào),可以在藍(lán)牙管理器中查看到),再點(diǎn)擊連接按鈕,就可以輕松連接手薄和主機(jī)。

2)新建工程:打開(kāi)工程之星軟件,點(diǎn)擊新建工程,輸入工程名和相應(yīng)的參數(shù)即可。

3)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置:點(diǎn)擊設(shè)置——網(wǎng)絡(luò)連接,彈出網(wǎng)絡(luò)連接對(duì)話框,點(diǎn)擊“設(shè)置”按鈕,彈出網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置對(duì)話框,連接方式根據(jù)手機(jī)卡類型選擇GPRS或CDMA,模式選擇VRS-NTRIP,然后輸入IP地址,域名,端口,用戶名和密碼,設(shè)置完成后點(diǎn)擊設(shè)置按鈕,提示設(shè)置成功后退出即可。該設(shè)置只需要輸入一次,以后無(wú)需重復(fù)設(shè)置。

4)輸入轉(zhuǎn)換參數(shù):轉(zhuǎn)換參數(shù)事先已經(jīng)獲得,在這里只需在設(shè)置菜單下的測(cè)量參數(shù)中輸入即可。

參數(shù)設(shè)置完畢后,先找一個(gè)已知點(diǎn)測(cè)量驗(yàn)證一下,如果相差很小,則可以進(jìn)行觀測(cè),否則,需要重新進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。需要注意的是,每個(gè)圖根點(diǎn)均應(yīng)有兩次獨(dú)立的觀測(cè)結(jié)果,兩次測(cè)量結(jié)果的平面坐標(biāo)較差不得大于±3 cm、高程的較差不得大于±5 cm,在限差內(nèi)取平均值作為圖根點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。

2.3 外業(yè)界址點(diǎn)測(cè)量

控制測(cè)量完成后,就要依據(jù)控制測(cè)量的成果數(shù)據(jù)進(jìn)行界址點(diǎn)測(cè)量。界址點(diǎn)即為宅基地的特征點(diǎn),測(cè)定界址點(diǎn)就是測(cè)定農(nóng)村宅基地房屋的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。利用全站儀測(cè)定界址點(diǎn)的精度是非常高的,而且又簡(jiǎn)單方便,其具體操作步驟為

1)將全站儀架設(shè)在圖根控制點(diǎn)上,對(duì)中、整平。

2)將棱鏡豎直立在后視控制點(diǎn)上,全站儀瞄準(zhǔn)后視進(jìn)行方向定位。

3)將棱鏡豎直立在界址點(diǎn)上,觀測(cè)者利用全站儀進(jìn)行觀測(cè),觀測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)保存到全站儀內(nèi)存中。

4)畫(huà)草圖者根據(jù)棱鏡立的位置進(jìn)行草圖的繪制,便于內(nèi)業(yè)電腦的快速成圖。

另外,界址點(diǎn)測(cè)量以街坊為單位進(jìn)行的,要求全站儀要嚴(yán)格對(duì)中整平、定向,并采集定向點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行檢核。且至少采集上一站2個(gè)以上界址點(diǎn),將兩次觀測(cè)數(shù)據(jù)填寫(xiě)到“界址點(diǎn)平面坐標(biāo)檢查表”,作為檢核成果。對(duì)于一些空曠地區(qū)的界址點(diǎn),可使用RTK進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

2.4 內(nèi)業(yè)地籍圖繪制

此次宅基地測(cè)量選擇了cass7.0進(jìn)行內(nèi)業(yè)成圖工作。南方cass軟件是在CAD平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的新一代數(shù)字化成圖軟件,好學(xué)易用、功能強(qiáng)大、接口靈活、可實(shí)現(xiàn)快速測(cè)繪成圖。在野外采集了大量的碎部點(diǎn)信息并畫(huà)好草圖后,就可以利用成圖軟件進(jìn)行內(nèi)業(yè)成圖工作[3]。

具體繪圖過(guò)程如下:

1)展點(diǎn):用南方CASS7.0軟件的“繪圖處理”中的“定顯示區(qū)”來(lái)控制數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)窗口的顯示范圍即將數(shù)據(jù)中的西南角值和東北角值范圍定位在計(jì)算機(jī)的窗口中,利用南方CASS7.0軟件的“繪圖處理”中的“展野外測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)”,即將所有從外業(yè)采集的數(shù)據(jù)展到CASS7.0軟件的平臺(tái)上。

2)圖形編輯:依據(jù)當(dāng)天所繪草圖和南方CASS7.0軟件“屏幕菜單”中的各種圖示進(jìn)行操作,編輯主要地物,注意存盤。

3)數(shù)據(jù)檢查:測(cè)量過(guò)程中難兔會(huì)出現(xiàn)遺漏或錯(cuò)誤,編輯的過(guò)程也是對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)檢驗(yàn)的過(guò)程,其間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要共同回憶討論解決辦法,并及時(shí)回到問(wèn)題地點(diǎn)進(jìn)行重測(cè)或補(bǔ)測(cè),以使地籍圖符合實(shí)際。每天的測(cè)量數(shù)據(jù)都保存起來(lái),以日期為文件名已備最后成圖之用,直到數(shù)據(jù)采集結(jié)束。

4)圖形整飾

為使所測(cè)地形圖清晰美觀,經(jīng)進(jìn)一步檢查、修正后,再進(jìn)行整個(gè)圖紙的整飾工作。整飾的順序是先圖內(nèi)后圖外,先地物后地貌,先注記后符號(hào)。圖上的地物、往記以及高程均按規(guī)定的圖式符號(hào)進(jìn)行注記繪制。最后注記圖名、比例尺、測(cè)繪日期、測(cè)繪人員等內(nèi)容,繪圖工作即可完成[4],所繪圖形如圖1所示。

圖1 地籍圖

2.5 注意事項(xiàng)

為提高精度,利用本方法進(jìn)行操作時(shí),需要注意以下幾點(diǎn):

1)野外用全站儀測(cè)定界址點(diǎn)時(shí),要嚴(yán)格對(duì)中、整平,照準(zhǔn)后視以后,要測(cè)定后視點(diǎn)坐標(biāo)和已知值進(jìn)行比較,不要超過(guò)3 cm,確保精度。

2)利用網(wǎng)絡(luò)RTK做圖根控制時(shí),要進(jìn)行3次獨(dú)立觀測(cè),最后取其平均值作為最后成果,以提高精度。

3)農(nóng)村宅基地界址點(diǎn)盡量用全站儀直接測(cè)定,對(duì)于宅基地以內(nèi)的房屋可通過(guò)拉尺子獲得,以提高工作效率。

4)測(cè)完圖以后要進(jìn)行實(shí)地檢查,查漏補(bǔ)缺,確保成果圖準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于COBS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的出現(xiàn),標(biāo)志著高精度GPS的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。網(wǎng)絡(luò)RTK具有費(fèi)用低、效率高、精度分布均勻等優(yōu)點(diǎn),是傳統(tǒng)的RTK技術(shù)無(wú)法比擬的。隨著各地COBS系統(tǒng)的建立和不斷完善,使網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)將在測(cè)繪領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用[5]。本文以許昌某一村莊為例,采用網(wǎng)絡(luò)RTK和全站儀進(jìn)行宅基地地籍測(cè)量,經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證,該方法不僅可以明顯的提高工作效率、擴(kuò)大作業(yè)半徑、降低作業(yè)成本,而且可以極大的減輕測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及提高定位精度和可靠性,具有一定的推廣價(jià)值。

[1]劉 旭.農(nóng)村宅基地調(diào)查中的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].測(cè)繪與空間地理信息,2012,35(1):186-190.

[2]王紅闖,程連柱.網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍側(cè)量中的應(yīng)用實(shí)例分析[J].國(guó)土資源信息化,2009(4):7-8.

[3]周建鄭,趙 杰. 蘭考縣新農(nóng)村建設(shè)1:1 000地形圖測(cè)繪中RTK技術(shù)的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,35(24):7726-7728.

[4]李新銘,錢躍磊.測(cè)繪新方法在新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2011(5):148-149.

[5]范文元. 基于CORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測(cè)量中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2012,35(6):96-98.