全站儀和GPS-RTK聯(lián)合數(shù)字測圖在地籍測量中的應用

王旭兵任遠田威

（1.許昌市襄城縣住房和城鄉(xiāng)建設局，河南 襄城 461000；2.河南省測繪地理信息局信息中心，河南 鄭州 450003；3.正陽縣土地勘測所，河南 正陽，463600）

全站儀和GPS-RTK聯(lián)合數(shù)字測圖在地籍測量中的應用

王旭兵1任遠2田威3

（1.許昌市襄城縣住房和城鄉(xiāng)建設局，河南 襄城 461000；2.河南省測繪地理信息局信息中心，河南 鄭州 450003；3.正陽縣土地勘測所，河南 正陽，463600）

城鎮(zhèn)地籍測量是城鎮(zhèn)土地管理工作的重要基礎。本文在地籍基本控制網(wǎng)和加密控制網(wǎng)布測中，引進了GPS-RTK 技術測量方法布設圖根控制點，對地籍碎部測量的核心部分——界址點的測量使用全站儀，通過極坐標方法進行平面界址點坐標測量，提高了界址點測量精度，最終得到了廊坊市的城市變化圖層。

RTK；全站儀；地籍測量

1 研究背景

目前在城鎮(zhèn)地籍測量中，最先進最有效率的測量方法是GPSRTK技術測量法（在控制測量中）和全站儀極坐標測量法（在碎部測量中）[1]。隨著測繪儀器精度的不斷提高，常規(guī)的城鎮(zhèn)地籍測圖方法已逐漸被數(shù)字化測圖所代替。從控制測量到碎部測量整個作業(yè)過程都由先進的精密電子儀器來完成。如：控制測量方面，從經(jīng)緯儀與鋼尺結合導線控制測量轉變?yōu)槿緝x導線控制測量或GPS-RTK結合控制測量；碎部測量方面，從平板儀測量方法轉變?yōu)槿緝x坐標測量方法。可是事實上精密電子儀器的應用，觀測中系統(tǒng)誤差的影響越來越小，但偶然誤差并沒有明顯減小，反而在觀測值中占主導地位，例如棱鏡偏心誤差對界址點測量精度的影響還較嚴重，這一直是測量人員棘手的難題。

本文以廊坊市城市地籍調查作為整體研究對象，通過實地調查、測量，搜集相關資料，對RTK和全站儀在測量中的配合使用進行探討，提出一些RTK和全站儀的使用方法及細節(jié)問題，最終得到了廊坊市的城市變化圖層。

2 廊坊市城區(qū)地籍測量

因經(jīng)濟發(fā)展、測繪技術水平提高及區(qū)域調查研究的深入，對已測制的各種比例尺地形圖、普通地理圖和各種專題地圖進行更新是必要的。更新周期視地圖種類、比例尺和具體技術條件而定。一般10年左右更新一次，可在全要素黑圖上進行修補。目前航空像片與衛(wèi)星像片為地圖更新提供了良好條件。今后利用地圖數(shù)據(jù)庫和機助制圖系統(tǒng)可更快速適時地進行地圖更新。廊坊市城區(qū)街坊調查圖如圖1所示。

圖1 廊坊市城區(qū)街坊調查圖

局部更換地理內容，對原有地圖進行修測或改編，其目的是使地圖及時反映地理景觀的最新變化，或地圖測繪和專題調查研究的最新成果，以保證地圖內容的現(xiàn)勢性。

廊坊市經(jīng)過近年的發(fā)展，城區(qū)內的地物發(fā)生了一定的變化，比如以前的村莊變成了新建的小區(qū)，一些原有的建筑物結構發(fā)生了變化。這些都是在更新范圍之內的，要通過實地調查進行補測和刪除。

2.1 城區(qū)測量過程

城區(qū)地籍測量以“街坊”為單位，主要分為四個階段：街坊調繪；RTK布圖根控制點和測量；碎部測量；4.內業(yè)圖形處理。

2.1.1 街坊調繪

外業(yè)調繪是內業(yè)編輯及制作最終地形圖的主要依據(jù)[2]。此次調查所用的全部是紙圖調繪，所以對像片調繪不做分析評價。進行紙圖調繪的目的是為了了解廊坊市城區(qū)內哪些地物發(fā)生了變化，對圖上所有地物定性調繪。

（1）對已拆除或實地不存在的地物（地貌）逐個打“×”。圖上不能出現(xiàn)既沒有打“×”又沒定性的線條。

（2）逐個調繪建筑物結構性質、房屋層次、量注房屋。

（3）調繪房屋附屬設施，如陽臺、檐廊、廊房、柱廊、門廊等。

（4）補測必要的新增地物（主要指一些小房屋，通過參照物能量出長寬的）。

（5）調注地理名稱，如單位、街道、河流、湖泊、水庫、鐵路、橋梁及其他專有名稱。

（6）對電力線、通信線、各種檢修井、污水篦子按規(guī)定進行定位、定性，遺漏的要補調。

2.1.2 RTK布設控制點并測量

根據(jù)調繪成果進行分析，對需要測量的地物布設圖根控制點。

分析表4得出雷擊密度較高的地區(qū)為寧鄉(xiāng)縣、望城區(qū)、長沙縣等地；雷擊災害頻度較高的地區(qū)位于長沙縣；經(jīng)濟易損指數(shù)較高的地區(qū)是長沙市天心區(qū)；生命易損指數(shù)較高的是長沙市芙蓉區(qū)。綜合風險值較高的地區(qū)為長沙縣、寧鄉(xiāng)縣、望城區(qū)，綜合指數(shù)表明，雷擊災害易損度較高的地區(qū)既有雷擊密度較高也有社會經(jīng)濟相對較發(fā)達地區(qū)。

布設控制點一般用河北省CORS站和在未知點架設基準站兩種方法。在布設控制點的過程中操作程序都是一樣的，需要先進行點校正，點校正所用的控制點是河北省城市規(guī)劃設計院做的城區(qū)控制點，一般誤差在2厘米之內。以其中一個街坊為例，布設控制點的時候要對控制點進行拍照，并做點位記錄表，如圖2所示。

圖2 某街坊調查圖

圖中空白的地方就是需要進行補測的小區(qū)，需要在小區(qū)四周和內部布設控制點，進行測量。

2.1.3 使用全站儀進行碎部測量

城鎮(zhèn)地籍測量最主要的工作就是使用全站儀進行碎部測量，碎部測量也是這幾個過程中最系統(tǒng)、最完整的一項工作，耗費的人力物力和時間也是最多的，因為它是對前兩個步驟的承接和完善[3]。碎部測量首先要調整好儀器，在測量前必須將要測量的區(qū)域內的圖根控制點數(shù)據(jù)導入儀器內。在測量時畫好草圖，方便內業(yè)處理時畫圖。

3 使用GPS-RTK技術在地籍測量中布設圖根控制點

3.1 基準站的選定和建立

基準站的安置是順利進行RTK測量的關鍵，因此在選址時需要注意：避免選擇在無線電干擾強烈的地區(qū)；基準站站址及數(shù)據(jù)鏈電臺發(fā)射天線必須具有一定的高度；為防止數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路徑效應的影響，周圍無GPS信號反射物（大面積水域、大型建筑物等）[4-6]。

3.2 外業(yè)施測

外業(yè)人員在基準站架好儀器即可開始測量，一般為兩人一組,一人在基準站上，一人背著儀器到每個界址上立桿并記錄數(shù)據(jù)，一般取3秒作為一個記錄單元，在記錄數(shù)據(jù)時要求測量人員立點要準確，盡量穩(wěn)住對中桿，同時畫出草圖，以便為內業(yè)整圖時提供參考。

3.3 作業(yè)方法及步驟

（1）選擇好坐標系：當前已知點是什么坐標系就采用什么坐標系，不清楚的可采用國家基本坐標系（圖3）。

圖3 控制點照片

（2）設置好投影參數(shù)：知道已知點坐標中央子午線的，采用實際中央子午線，不知道的則選取當?shù)亟?jīng)度作為中央子午線，X常數(shù)用0，Y常數(shù)用500000，投影尺度比用1。

（4）設置基準站，通常有兩種情況設在非已知點上和設在已知點上。

（5）進入“求轉換參數(shù)”，按T鍵取出Prt1坐標，按R鍵取出Pt1坐標，按Enter鍵進入取第二點坐標，按T鍵取出Pt2坐標，按R鍵取出R2坐標，按Enter鍵轉換參數(shù)計算完畢，并自動存儲到“轉換參數(shù)”中，進入轉換參數(shù)，查看轉換參數(shù)，打開轉換參數(shù)。

（6）重測P1或P2點坐標，檢查點坐標是否與已知點一致(在2cm誤差內)。有條件的還可以到第三已知點去檢驗轉換參數(shù)的正確性。

4 全站儀在碎部測量中的應用

4.1 界址點測定

準確地測定界址點的位置是土地產(chǎn)權管理的前提。界址點是地籍圖中最重要的要素。使用全站儀，通過極坐標方法進行平面界址點坐標測量是將全站儀安置在測站點，選擇儀器上的二維坐標測量模式，輸入測站點的二維坐標（Xcz，Ycz）、定向點的二維坐標（Xdx，Ydx），瞄準定向點進行后視定向并檢查，然后照準目標點（界址點）上的棱鏡，按坐標測量鍵，儀器就利用自帶程序計算并顯示界址點的二維坐標值（Xj，Yj）。

4.2 地籍圖測繪

地籍圖測繪中主要包括制作地籍圖和宗地圖。地籍圖是專題圖，它首先要反映地籍要素以及與地籍有密切關系的地物，其次在圖面載荷允許的條件下，適當反映其他內容。地籍要素要反映充分、明顯，其他要素摘要表示，一般可舍去細部、次要的部分。地籍圖內容主要有地籍要素、地物要素和數(shù)學要素。

4.3 面積量算

在城鎮(zhèn)地籍測量中，一般面積量算以宗地為單位，利用測量的界址點計算面積。目的是摸清城鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀，以便為城鎮(zhèn)建設作參考。全站儀測量之后的數(shù)據(jù)也要在Excel表格中進行處理，需要先將數(shù)據(jù)導出到電腦上，導出數(shù)據(jù)如圖4。

圖4 碎部測量原始數(shù)據(jù)（.txt文件）

5 結論

本文在地籍基本控制網(wǎng)和加密控制網(wǎng)布測中，引進了 GPS-RTK 技術測量方法布設圖根控制點，對地籍碎部測量的核心部分——界址點的測量使用全站儀，通過極坐標方法進行平面界址點坐標測量，提高了界址點測量精度。

在進行內業(yè)數(shù)據(jù)處理時，將RTK和全站儀所測得的數(shù)據(jù)導入Cass7.0當中進行繪圖，繪圖時所有地物都不需符號化，只要按圖層分開就能進行入庫處理。

在初步處理完成以后，外業(yè)要將成果提交給內業(yè)進行入庫處理，外業(yè)只需要提交變化部分的圖層就可以，其余沒有變化的圖層要關閉，最終成果見圖5。

圖5 廊坊市城市變化圖層

[1]胡志剛,花向紅,韓紅超,等．GPS-RTK技術在地籍測量中的應用研究[J]．測量信息與工程,2007(5)：46-47．

[2]劉娟,郝建新,張金榜．淺談GPS-RTK技術在地籍測量中的應用[J]．科技信息：科學·教研,2007(3)：60-64．

[3]李天文．GPS 原理及應用[M]．北京：科學出版社，2004：89．

[4]張鳳錄,陳品祥．GPS RTK 在城市導線測量中的應用研究[J]．測繪通報,2005(7)：13-16．

[5]吳風華．GPS 在地籍測繪中的應用研究[D]．武漢：武漢大學,2003．

[6]王瓊．RTK 測量精度分析與研究[D]．長春：吉林大學，2008．

王旭兵（1986—），男，漢族，助理工程師，主要從事數(shù)字化土地測量工作。E-mail:418799841@qq.com