村莊地形圖測(cè)量控制關(guān)鍵技術(shù)與質(zhì)量保證措施研究

史梓敏

摘要：為配合新農(nóng)村建設(shè)的需要，對(duì)肇慶市鼎湖區(qū)的村莊改造進(jìn)行了測(cè)量工作。分別對(duì)地形地籍進(jìn)行新測(cè)、修補(bǔ)測(cè)及地籍調(diào)查，采用GPS網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)采集區(qū)域內(nèi)相關(guān)地形數(shù)據(jù)，利用GNSS-RTK對(duì)當(dāng)?shù)匾阎c(diǎn)成果作檢查，充分利用兩種方法在實(shí)際測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)，并提出質(zhì)量保證措施，在滿足工程精度要求的基礎(chǔ)上，提高了作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：地形圖測(cè)量；GPS；農(nóng)村建設(shè)

引言

加快農(nóng)村地籍調(diào)查推進(jìn)集體土地確權(quán)登記，依法維護(hù)集體土地權(quán)利人的合法權(quán)益，維護(hù)農(nóng)村社會(huì)穩(wěn)定，同時(shí)解決農(nóng)村飲用水安全、鄉(xiāng)村道路、清潔能源、農(nóng)村電網(wǎng)和開通廣播電視等突出問題是加快推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)的重要環(huán)節(jié)[1-5]。針對(duì)不同區(qū)域設(shè)定相應(yīng)的測(cè)量工作，為新農(nóng)村建設(shè)的整體布局提供決策依據(jù)。

1.測(cè)區(qū)概況

作業(yè)范圍鼎湖區(qū)全境，1∶500地形地籍新測(cè)、修補(bǔ)測(cè)及地籍調(diào)查范圍約13.59km2，如圖1所示。湖區(qū)位于廣東省中部偏西，西江下游，是肇慶市中心城區(qū)重要組成部分，全境地勢(shì)西北高，東南低，北部為北嶺山脈的鼎湖山群，中部為平原地帶，南有爛柯山向東延伸，同鼎湖山隔江峙立，西江橫貫中部。鼎湖區(qū)東自永安鎮(zhèn)的長(zhǎng)沖村，西止鳳凰鎮(zhèn)的上水田村，南起沙浦鎮(zhèn)的蘇二村，北至鳳凰鎮(zhèn)的良田村。

2.首級(jí)控制測(cè)量

根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況，通過廣東省CORS系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)功能，獲得各控制點(diǎn)高精度WGS-84坐標(biāo)和大地高程，再向CORS系統(tǒng)服務(wù)中心申請(qǐng)協(xié)助完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，以獲得測(cè)區(qū)首級(jí)控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)，最弱邊相對(duì)中誤差應(yīng)小于1/20000，點(diǎn)位中誤差≤5cm。高程控制點(diǎn)和平面控制點(diǎn)的埋設(shè)同步進(jìn)行，標(biāo)石重合。由收集到的6個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)為基礎(chǔ)起算點(diǎn)，采用四等水準(zhǔn)附和線路或者閉合線路聯(lián)測(cè)到GPS一級(jí)控制點(diǎn)，每個(gè)鎮(zhèn)/街至少聯(lián)測(cè)4個(gè)GPS一級(jí)控制點(diǎn)，部分困難區(qū)域采用支水準(zhǔn)線路往返測(cè)的方式引測(cè)高程，各鎮(zhèn)區(qū)進(jìn)行單獨(dú)的高程擬合。廣利街所屬的江心島區(qū)域不聯(lián)測(cè)四等水準(zhǔn)，島內(nèi)采用廣東省CORS布設(shè)圖根點(diǎn)，高程值以廣東省CORS的高程值為準(zhǔn)。

2.1選點(diǎn)埋標(biāo)及布設(shè)

本調(diào)查區(qū)的七個(gè)鎮(zhèn)（街道辦）統(tǒng)一布設(shè)一級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)124個(gè)點(diǎn)，一級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)的標(biāo)石均為埋石或刻石，點(diǎn)位穩(wěn)固，可以在一定的條件下長(zhǎng)期保存?？刂泣c(diǎn)的選點(diǎn)：點(diǎn)位視野開闊，周圍障礙物的高度角不大于15°；遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源或高壓輸電線，與其距離不宜小于200m；避開大面積水域，防多路徑效應(yīng)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生的不利影響。一級(jí)GPS點(diǎn)分布圖見圖2。

2.2外業(yè)觀測(cè)

考慮到CORS網(wǎng)下午時(shí)段信號(hào)質(zhì)量差，不穩(wěn)定等因素，所有控制點(diǎn)都安排在上午觀測(cè)，且每個(gè)控制點(diǎn)測(cè)4個(gè)測(cè)回。所有的點(diǎn)采用經(jīng)過鑒定合格的GPS接收器架設(shè)在選定的控制點(diǎn)上，利用廣東CORS系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)。平面和高程測(cè)量同步進(jìn)行，具體施測(cè)應(yīng)滿足表1技術(shù)要求：

現(xiàn)在已有24顆GPS衛(wèi)星在軌道正常運(yùn)行，地面上全天候都可同時(shí)接收到4顆以上的衛(wèi)星信號(hào)，外業(yè)觀測(cè)時(shí)段可在施測(cè)中根據(jù)需要靈活安排。RTK衛(wèi)星的狀態(tài)符合下表2規(guī)定。

利用收集到的6個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)，嚴(yán)格按照國(guó)家四等水準(zhǔn)技術(shù)要求進(jìn)行聯(lián)測(cè)。主要技術(shù)指標(biāo)如表3所示。觀測(cè)設(shè)站滿足如表3的要求。

2.3計(jì)算及整理

平面控制：把外業(yè)觀測(cè)的WGS-84坐標(biāo)數(shù)據(jù)整理，剔除不完整及較差超限的數(shù)據(jù)，求取多次測(cè)量結(jié)果的平均值后；把數(shù)據(jù)發(fā)給廣東CORS中心解算平臺(tái)得到本次測(cè)區(qū)的一級(jí)控制點(diǎn)坐標(biāo)。WGS-84轉(zhuǎn)換為西安80（中央子午線112°30′）轉(zhuǎn)換精度最大的點(diǎn)I045為0.0111m；WGS- 84轉(zhuǎn)換為CGCS2000（中央子午線114°）轉(zhuǎn)換精度最大的點(diǎn)I037和I038為0.0002m，平面控制點(diǎn)成果合格。

利用四等水準(zhǔn)測(cè)量平差計(jì)算成果，選用有代表性的高程點(diǎn)（每鎮(zhèn)＼區(qū)至少4個(gè)點(diǎn)），進(jìn)行高程擬合，擬合殘差都不大于3cm，成果合格。

3.地形圖測(cè)繪控制關(guān)鍵技術(shù)

3.1圖根控制測(cè)量要求

集中連片的村場(chǎng)、聚居地地形與地籍要素均應(yīng)測(cè)繪齊備，對(duì)零散的、個(gè)別分布的農(nóng)村集體土地本項(xiàng)目只測(cè)繪與地籍相關(guān)的主體建筑及其相鄰地形要素。在獲取已有二調(diào)控制成果的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行各等級(jí)控制的檢核，檢核的內(nèi)容包括控制點(diǎn)的完整性和精度。如果檢核精度能滿足要求則沿用二調(diào)控制成果，如果不能則應(yīng)進(jìn)行加密、聯(lián)測(cè)等工作，使控制精度與密度能滿足布設(shè)圖根控制點(diǎn)的要求。相鄰控制點(diǎn)的水平間距與原有坐標(biāo)反算邊長(zhǎng)的相對(duì)誤差均符合表4。

3.2圖根控制布設(shè)規(guī)格

根據(jù)地籍測(cè)量的需要，優(yōu)先采用GNSS-RTK測(cè)量方法布設(shè)圖根控制點(diǎn)。圖根點(diǎn)的密度應(yīng)根據(jù)測(cè)量的需要來布設(shè)。本次項(xiàng)目的埋石或者刻石圖根點(diǎn)密度應(yīng)不少于6點(diǎn)/幅。密集居民區(qū)或其他困難地區(qū)若無法采用GNSS-RTK測(cè)量時(shí)，應(yīng)布設(shè)圖根導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量。圖根點(diǎn)編號(hào)遵守以下原則：不埋石控制點(diǎn)，在打釘后直接噴漆標(biāo)識(shí)。使用地面原有控制點(diǎn)時(shí)，需重新進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，編號(hào)一般沿用原編號(hào)，如原編號(hào)遭破壞無法識(shí)別，則納為不埋石控制點(diǎn)，不加深對(duì)地面標(biāo)識(shí)的破壞。

3.3圖根控制測(cè)量與要求

圖根平面控制測(cè)量，RTK測(cè)量時(shí)，GNSS衛(wèi)星的狀況按照表5的規(guī)定。

RTK觀測(cè)前設(shè)置的平面收斂值未超過2cm，垂直收斂值未超過3cm。對(duì)本測(cè)區(qū)內(nèi)重點(diǎn)地段加強(qiáng)巡視工作，在巡視底圖上做好記錄，并作為下一工序檢查的依據(jù)。對(duì)加鋪路面的道路重新實(shí)測(cè)路面高程，高架路、橫跨河流的橋梁測(cè)注路面、橋面高程。變化大的區(qū)域進(jìn)行重新測(cè)繪。

封閉的高架橋上的高程，可利用手持測(cè)距儀在地面上測(cè)量高度，并利用地面已知高程求出。對(duì)圍墻點(diǎn)的采集原則上統(tǒng)一采集外角點(diǎn)。以道路為調(diào)查區(qū)分界線的道路測(cè)量：以中間綠化帶為調(diào)查區(qū)接邊依據(jù)；沒有綠化帶的，適當(dāng)檢測(cè)路邊線（以直線部分，長(zhǎng)度20m～30m，間隔50m為宜），小于30m寬的道路，測(cè)完整道路進(jìn)行接邊。

3.4測(cè)繪內(nèi)容以及外業(yè)連線

一級(jí)及以上測(cè)量控制點(diǎn)，可不在圖面上表示。其他各等級(jí)測(cè)量控制點(diǎn)表示其位置，并表示類型、等級(jí)和點(diǎn)名。居民地及設(shè)施要素的測(cè)繪及表示按照下列規(guī)定：房屋逐個(gè)表示，臨時(shí)性、不具備居住條件的簡(jiǎn)易棚（如：魚塘、苗圃等周邊用于飼養(yǎng)，堆肥料等簡(jiǎn)易的棚）可不測(cè)量；施工地棚房可視其重要性、永久性、是否具有獨(dú)立標(biāo)識(shí)作用進(jìn)行選擇性測(cè)量陽臺(tái)、上下樓梯不表示。原房屋上有明顯加建痕跡的、簡(jiǎn)易的、臨時(shí)性房屋可不表示（永久性除外）。房屋內(nèi)部天井宜區(qū)分表示；對(duì)于圖上面積16mm2以下的天井可不表示。在建房屋已出標(biāo)高±0.00以上，需要測(cè)量房屋外圍線，并標(biāo)注“建”字，按建筑中房屋處理。梯屋大于整個(gè)房屋長(zhǎng)度三分之一以上或者大于6m2的，需要進(jìn)行測(cè)量；對(duì)于密集居民區(qū)（村莊內(nèi)）小于6m2的梯屋可選擇性測(cè)量。

對(duì)于密集居民區(qū)（村莊內(nèi)）的3m（含）以下小巷，飄板、陽臺(tái)等可視圖面負(fù)荷程度有選擇性表示，飄樓全部要測(cè)繪表示，飄臺(tái)寬度在圖上小于2mm的，飄板寬度在圖上小于3mm的不表示。支架、墩、門墩、門頂進(jìn)行測(cè)繪。在密集居民區(qū)（村莊內(nèi)），不在主要街道上，可作簡(jiǎn)化處理。房頂臨建、梯屋，用于住人的需測(cè)量，一棟房子只能有一個(gè)建筑屬性，樓頂加蓋雨棚可忽略。對(duì)于個(gè)別違法建設(shè)拒絕測(cè)量的，可套用執(zhí)法大隊(duì)已有地形數(shù)據(jù)。

對(duì)于種植經(jīng)濟(jì)作物地中、魚塘邊的簡(jiǎn)易電桿可視其重要性、永久性、是否具有獨(dú)立標(biāo)識(shí)作用選擇測(cè)量；村內(nèi)的電力電訊桿可選擇同一線路3根（含）以上測(cè)量表示，少于3根的不表示。不可追蹤或不明顯指明連接方向的電纜標(biāo)可不表示，電纜溝不用測(cè)繪?？刂泣c(diǎn)成果計(jì)算完畢，作業(yè)組自檢、互檢，所有限差符合相關(guān)規(guī)范和技術(shù)設(shè)計(jì)書要求后進(jìn)行細(xì)部坐標(biāo)計(jì)算。進(jìn)行外業(yè)繪圖作業(yè)，遵循符號(hào)注記均現(xiàn)場(chǎng)完成，門牌號(hào)與所在道路或街巷相聯(lián)系，以方便內(nèi)業(yè)房屋屬性填寫；窨井、消防栓及交通標(biāo)志等獨(dú)立地物按照采點(diǎn)位置現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)注清楚，不得遺漏。

4.測(cè)量質(zhì)量控制管理及評(píng)價(jià)

4.1成果質(zhì)量情況

基礎(chǔ)控制測(cè)量。一級(jí)網(wǎng)點(diǎn)位布設(shè)合理規(guī)范；觀測(cè)儀器均在有效檢定期內(nèi)，觀測(cè)方法正確，觀測(cè)記錄完整、規(guī)范，各項(xiàng)觀測(cè)誤差在允許范圍內(nèi)；計(jì)算方法正確，計(jì)算結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)差在允許范圍內(nèi)。經(jīng)檢查，測(cè)區(qū)平面起算點(diǎn)數(shù)據(jù)可靠，施測(cè)精度完全符合《設(shè)計(jì)書》相關(guān)要求。圖根點(diǎn)精度。對(duì)測(cè)區(qū)檢查的圖根點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，共檢測(cè)120點(diǎn)，檢測(cè)情況見表6、7。

對(duì)檢查出來的問題及時(shí)進(jìn)行整改，保證了圖根控制成果滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2成果質(zhì)量評(píng)價(jià)

在農(nóng)村地籍調(diào)查的工作中，各項(xiàng)技術(shù)工作均按相關(guān)的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行良好。控制測(cè)量方案合理，操作規(guī)范，成果質(zhì)量良好。1∶500地形圖測(cè)量精度及圖面整飾滿足要求。權(quán)屬和房屋調(diào)查成果滿足要求。各類地籍地形圖件的格式、圖層、樣式及精度滿足要求。

5.結(jié)論

在繪制地形圖時(shí)，必須了解觀測(cè)誤差的類型，執(zhí)行精確地控制任務(wù)、執(zhí)行精度檢查以及執(zhí)行精度評(píng)估等，這樣才能在繪制地形圖時(shí)達(dá)到預(yù)期的精度控制目標(biāo)。本文提出的測(cè)量控制方法提高了精度控制的總體效果，滿足了精度控制的實(shí)際要求和地形圖的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖松濤. GNSS聯(lián)合全站儀應(yīng)用于村莊改造的測(cè)量方案設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].測(cè)繪與空間地理信息， 2016， 39（7）： 198-200.

[2]趙福超.無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在農(nóng)村房地一體測(cè)繪中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2020（24）： 252-254.

[3]鄧清軍，許邦鑫，張從寶，張士武，等；地面三維激光掃描技術(shù)在農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪中的應(yīng)用研究[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)， 2020（S2）： 73-77.

[4]韓禮，劉丹丹，等；測(cè)量技術(shù)在農(nóng)村不動(dòng)產(chǎn)登記權(quán)籍調(diào)查中應(yīng)用[J].現(xiàn)代信息科技， 2020， 4（13）： 140-142.

[5]劉丹丹，黎敏，等； GIS技術(shù)在地籍測(cè)量用的應(yīng)用[J].現(xiàn)代信息科技， 2020， 4（11）： 28-30.