周麗晨 蘇紫乾
內(nèi)蒙古有色地質(zhì)礦業(yè)(集團(tuán))七隊(duì)有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400
隨著中國(guó)近年來(lái)對(duì)GNSS系列測(cè)量方法技術(shù)產(chǎn)品持續(xù)不斷地投入的投入快速地升級(jí)迭代及更新迭代,尤其近年來(lái)特別的是在伴隨了我國(guó)在新一代的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)和應(yīng)用上成功應(yīng)用推廣后,其測(cè)量方法數(shù)據(jù)精度、測(cè)速、抗遮擋的探測(cè)能力均得以了不斷地的快速提高,使得測(cè)量方法其技術(shù)產(chǎn)品和應(yīng)用市場(chǎng)的使用范圍亦得到的越來(lái)越地深入及廣泛,如今數(shù)據(jù)精度高、測(cè)速定位準(zhǔn)確快、方法相對(duì)簡(jiǎn)單、方式多樣操作更為便捷、范圍覆蓋更廣泛的特點(diǎn)新一代GNSS系列地籍測(cè)量新產(chǎn)品技術(shù)已將它逐漸地開始廣泛被我國(guó)各類的地籍工程企業(yè)廣泛接受并認(rèn)知接受并開始予以推廣積極進(jìn)行開發(fā)及使用,對(duì)在有效的提高了其實(shí)地測(cè)量人員工作效率,減少了施工過(guò)程儀器誤差,加快工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量施工和組織設(shè)計(jì)進(jìn)度,節(jié)約了工程人力成本費(fèi)用支出等多個(gè)重要方面它相比于起于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)地籍測(cè)量與制圖測(cè)量技術(shù)而言更具有著不可完全可忽視它的其中一些重要優(yōu)點(diǎn)[1]。本文中還就根據(jù)我國(guó)當(dāng)前的GNSS系統(tǒng)中的幾種最新應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)和它們?cè)诔鞘袊?guó)土地籍工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)中有著廣泛意義的重要技術(shù)與應(yīng)用價(jià)值而分別提出或闡述提出了一些作者和一些研究者關(guān)于我們自己土地認(rèn)識(shí)上的幾個(gè)最新主要觀點(diǎn),以供參考。
我國(guó)大陸領(lǐng)土幅員范圍如此地遼闊,為保證能夠科學(xué)更好地進(jìn)行組織并對(duì)國(guó)境內(nèi)的各個(gè)主要重點(diǎn)城市區(qū)域進(jìn)行合理土地使用規(guī)劃,合理而高效的利用國(guó)家各類儲(chǔ)備土地,地籍測(cè)繪的土地測(cè)繪勘察設(shè)計(jì)技術(shù)工作也正是從我們中國(guó)大陸古代興起至今并且一直在被延續(xù)與發(fā)展至今。地籍登記測(cè)繪制度主要是指全體公民分別對(duì)本人居住地城市范圍以外的區(qū)域基本自然地理位置、劃分與行政區(qū)域界限、面積大小、土地類型性質(zhì)特征及其他地籍權(quán)屬及其變動(dòng)關(guān)系等地籍資料信息進(jìn)行的登記或調(diào)查資料核實(shí)確認(rèn)和進(jìn)行實(shí)地勘察測(cè)量,以明確居住地登記在冊(cè)[2]。隨著社會(huì)當(dāng)代及科學(xué)技術(shù)水平進(jìn)步和的逐步深入的發(fā)展,地籍綜合測(cè)繪方法手段工具儀器和測(cè)繪數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)軟件等產(chǎn)品也一直均都在國(guó)內(nèi)外得到了不斷研究開發(fā)及進(jìn)步,從原始人類測(cè)繪最原始早期的開始是采用單一的工具純依靠人工測(cè)量,只能記錄一個(gè)局部數(shù)據(jù),到后來(lái)進(jìn)入到現(xiàn)代,通過(guò)開發(fā)利用的各種綜合測(cè)量工具先進(jìn)的檢測(cè)處理設(shè)備工具軟件和綜合測(cè)量信息處理技術(shù)工具來(lái)實(shí)施測(cè)量,形成了包括測(cè)量數(shù)據(jù)、圖件信息處理和測(cè)量數(shù)據(jù)表冊(cè)記錄技術(shù)為一體綜合的三維測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果。受到全世界各國(guó)地理、政治、經(jīng)濟(jì)、文化因素等眾多綜合影響因素及綜合變化的自然因素綜合影響,城市地籍狀況變化情況并都遠(yuǎn)不是以前那么簡(jiǎn)單一成不變式的,因此今后要想對(duì)當(dāng)前全國(guó)地籍情況準(zhǔn)確進(jìn)行全面動(dòng)態(tài)地定期地跟蹤與測(cè)繪更顯得是至關(guān)重要。關(guān)于古代中國(guó)北方城市地籍測(cè)繪的測(cè)繪和理論基礎(chǔ)研究文章也有很多,如,用何淼的方法來(lái)分析研究我國(guó)南方傳統(tǒng)城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪的測(cè)繪原理研究技術(shù)方法特點(diǎn)及主要存在技術(shù)問(wèn)題中的困難和一些缺點(diǎn),然后通過(guò)研究提出了如何利用無(wú)人機(jī)低空傾斜的攝影原理和三維測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行城市三維地籍影像立體遙感測(cè)量,在利用多位無(wú)人機(jī)鏡頭進(jìn)行攝影研究和遙感獲取到大量準(zhǔn)確的三維地籍影像數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)研究工作基礎(chǔ)上,利用整合了Smart3D、Altizure、idata等多種三維專業(yè)圖像分析處理技術(shù)軟件來(lái)進(jìn)行專業(yè)繪制的城市地籍的立體和三維立體測(cè)繪的圖像,提高到了地圖工作相關(guān)人員的外業(yè)效率得到大大地提高;如顧俊杰項(xiàng)目將全站儀算法直接地應(yīng)用于到地籍動(dòng)態(tài)控制的測(cè)量及技術(shù)過(guò)程控制設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,通過(guò)全站儀能夠快速準(zhǔn)確獲取到各類的土地資料等相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),然后系統(tǒng)再通過(guò)相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)分析設(shè)計(jì)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理,實(shí)現(xiàn)了地籍曲線自動(dòng)繪制設(shè)計(jì)工作;而吳風(fēng)華則專門地針對(duì)江西所指的是某市縣的地籍,探討與分析探討了一些有關(guān)與GPS的地籍控制測(cè)量及其相關(guān)領(lǐng)域的其它各種相關(guān)技術(shù)問(wèn)題等話題;而張小芳系統(tǒng)則能夠分別的將高精度GPS、RTK技術(shù)和高精度全站儀等這3種世界先進(jìn)繪圖技術(shù)所集的功能于一體,彌補(bǔ)了解決了我們過(guò)去采用單一系統(tǒng)制圖的技術(shù)路線上仍存在諸多困難問(wèn)題的一些主要性能缺點(diǎn),提高與保證了對(duì)我國(guó)大型地籍系統(tǒng)和測(cè)繪行業(yè)地圖信息的實(shí)際編制精度[3]。
隨著科技的進(jìn)步,采用先進(jìn)的技術(shù)手段,如高精度的全站儀、高性價(jià)比的CASS軟件,可以有效減少對(duì)人力、物力的消耗,同時(shí)也可以提高對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性,從而更好的適應(yīng)當(dāng)今快節(jié)奏的社會(huì)。新興地籍測(cè)繪技術(shù),采用GNSS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行地籍測(cè)繪,工作效率有所改進(jìn),但是外業(yè)工作量業(yè)很大,需要進(jìn)行每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行逐點(diǎn)采集數(shù)據(jù),遇到一些不配合指接人員,甚至有爭(zhēng)議界線,更容易發(fā)生糾紛。業(yè)不利于地籍測(cè)繪工作順利開展。
由于科技的快速增長(zhǎng),地籍測(cè)量科技已經(jīng)從傳統(tǒng)的global navigation satellite system和GNSS(國(guó)際導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng))與電子測(cè)量?jī)x器組成的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦冗M(jìn)的數(shù)據(jù)采集方式,這樣不僅可以減少對(duì)地籍測(cè)量科技的依賴,而且可以大大提高數(shù)據(jù)信息采集的精度和記錄的質(zhì)量,同時(shí)也可以大大提高測(cè)量過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息采集效率和數(shù)據(jù)采樣的精度,從而大大提高記錄的質(zhì)量[4]。由于界址點(diǎn)要素和地形碎片的收集過(guò)程極其繁瑣,導(dǎo)致了效率低下、精度差異明顯,嚴(yán)重阻礙了宗地地塊的準(zhǔn)確計(jì)算以及界址點(diǎn)的準(zhǔn)確掌握。而且,由于宗地的所有者、面積以及土壤特征都是十分重要的,所以,要保證收獲的測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也是相當(dāng)嚴(yán)峻的。由于科技的不斷進(jìn)步,無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)手段已被應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域,然而,由于其影像處理的復(fù)雜性,以及需要較大的地面控制點(diǎn),使其受到一定的局限。為此,開發(fā)出GNSS動(dòng)態(tài)后差分技術(shù),它能夠?qū)崿F(xiàn)cm級(jí)的數(shù)字準(zhǔn)確率,從而大大降低外部控制點(diǎn)的需求,進(jìn)而極大的改善測(cè)繪質(zhì)量,而且還擁有較強(qiáng)的靈活性、易于辨認(rèn)、安全性以及較低的項(xiàng)目成本[5]。
通過(guò)采用 GNSS技術(shù),我們可以大幅改善農(nóng)村地籍測(cè)量的方式,不僅可以大大提升其準(zhǔn)確性,而且可以節(jié)省大量的測(cè)量費(fèi)用,從而更好的支持政府的決策,促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展,并且可以幫助我們更好的維護(hù)我們的家園,促進(jìn)我們的社會(huì)發(fā)展。
無(wú)人機(jī)上的各種航攝及輔助操控系統(tǒng)其組成系統(tǒng)主要是包括分為:無(wú)人機(jī)主操控系統(tǒng)平臺(tái)(飛行器與飛行控制系統(tǒng)))、傳感器平臺(tái)(數(shù)碼相機(jī)與相片定位定向系統(tǒng))、控制臺(tái)(無(wú)線遙控系統(tǒng)和通電保障系統(tǒng))組成。無(wú)人機(jī)地面操作的平臺(tái)及其構(gòu)成系統(tǒng)主要應(yīng)由包括地面飛行機(jī)體、操控平臺(tái)輔助系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)組成等這三樣主要功能部分組成。航空拍攝專用的定長(zhǎng)焦型數(shù)碼相機(jī),焦距可為三種分別可以設(shè)置為約長(zhǎng)50個(gè)mm、35個(gè)mm和約短24個(gè)mm,像片幅面積的大小約可為約為5616英寸的x3744個(gè)像素,像素面積的大小可優(yōu)于約長(zhǎng)6.4個(gè)的mm飛行姿態(tài)穩(wěn)定與控制系統(tǒng)運(yùn)用自駕儀,集成了GNSS接收機(jī)慣導(dǎo)系統(tǒng)、多種姿態(tài)傳感器系統(tǒng)等多個(gè)核心部件,可以獲得靈活與穩(wěn)定的控制飛行器實(shí)現(xiàn)各種特殊飛行系統(tǒng)氣動(dòng)優(yōu)化布局,實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器高精度導(dǎo)航、定位及跟蹤探測(cè)和實(shí)現(xiàn)全天候的自主穩(wěn)定飛行[6]。基本參數(shù)控制臺(tái)包括地面監(jiān)控工作站、飛行遙控器,電臺(tái)天線和天線。在控制臺(tái)地面無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)監(jiān)控工作站程序系統(tǒng)中用戶還可以自己隨意修改設(shè)計(jì)或重新編輯的目標(biāo)航線點(diǎn)參數(shù)和航路點(diǎn),能夠系統(tǒng)自動(dòng)的實(shí)時(shí)顯示跟蹤或修改設(shè)計(jì)的地面無(wú)人機(jī)進(jìn)行各種戰(zhàn)術(shù)飛行中的各種姿態(tài)數(shù)據(jù)信息和目標(biāo)航點(diǎn),同時(shí)該系統(tǒng)也可系統(tǒng)自動(dòng)并實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)顯示并修改地面無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的各種戰(zhàn)術(shù)飛行狀態(tài)控制儀表參數(shù)狀態(tài)和電池電壓。遙控器無(wú)人機(jī)是一類可供手動(dòng)或者遠(yuǎn)程自動(dòng)控制起飛的大型無(wú)人機(jī)以及自動(dòng)遙控飛行降落和手動(dòng)遠(yuǎn)程降落等控制及輔助著陸設(shè)備,技術(shù)條件比較先進(jìn)嫻熟專業(yè)的無(wú)人機(jī)操控和飛手們通過(guò)利用無(wú)線遙控器也完全可以做到同時(shí)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)多臺(tái)小型無(wú)人機(jī)的同時(shí)滑跳超跑起升飛行降落起飛和降落。所有使用的這些可操控的數(shù)據(jù)設(shè)備均僅是能夠通過(guò)地面電臺(tái)天線和衛(wèi)星天線來(lái)與遙控的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行無(wú)線遙控及通訊。另外飛行控制系統(tǒng)里還會(huì)自動(dòng)配有著陸安全飛行警示筒、警示繩等其它各種著陸安全與飛行控制保障與輔助系統(tǒng)設(shè)備,以做到全方位有效保障遙控著陸無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的著陸安全飛行穩(wěn)定和無(wú)人機(jī)著陸和起飛安全。
與實(shí)時(shí)差分定位相比,動(dòng)態(tài)后差分技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于,它可以通過(guò)定位觀測(cè),將兩臺(tái)GPS接收機(jī)獲取的定位信息結(jié)合起來(lái),并經(jīng)過(guò)綜合分析,最終確定兩臺(tái)設(shè)備的位置,這種方法可以有效地避免與實(shí)時(shí)差分定位相比,因?yàn)樗梢愿斓孬@取兩臺(tái)設(shè)備的時(shí)空位置信息。通過(guò)使用CPS技術(shù),我們能夠?qū)︼w行器進(jìn)行高精度的拍照,并通過(guò)后期的數(shù)據(jù)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器的精確定位。
通過(guò)使用GNSS動(dòng)態(tài)后差分技術(shù),我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的定位。該方法利用載波相位差分來(lái)收集來(lái)自兩個(gè)不同位置的信息,一個(gè)是RTK模型,另一個(gè)是來(lái)自地面測(cè)量?jī)x。我們可以通過(guò)這種方法,使用一個(gè)固定的地面測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量相對(duì)位置,并使用一個(gè)可以重復(fù)測(cè)量的地面測(cè)量?jī)x來(lái)重復(fù)測(cè)量相對(duì)位置。
利用無(wú)人機(jī)拍攝垂直和水平方向的影像,外業(yè)工作人員使用GNSS技術(shù)在連續(xù)運(yùn)行的參考站上進(jìn)行拍攝,同時(shí)對(duì)平面特征點(diǎn)和高程標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)檢測(cè);內(nèi)業(yè)工作人員則進(jìn)行空中三角測(cè)量,并由經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員根據(jù)傾斜模型繪制出地形圖。
地形圖測(cè)量的應(yīng)用非常普遍,它不僅可以幫助我國(guó)的國(guó)土資源規(guī)劃、城市規(guī)劃、建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì),還可以為河流管理、軍事偵查提供可靠的數(shù)據(jù)支持,從而為各項(xiàng)任務(wù)的順利完成提供了可靠的依據(jù)。通過(guò)分析和研究,我們發(fā)現(xiàn),地形圖可以給我們的城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供重要的參考。它可以揭示出一個(gè)地理坐標(biāo)系的特征,如該坐標(biāo)系的方向和范圍,該坐標(biāo)系的范圍內(nèi)的點(diǎn)和點(diǎn)的距離,當(dāng)前的區(qū)域的面積,建筑的占地面積和體積。它對(duì)于我們的規(guī)劃和設(shè)計(jì)具有重要的意義,可以極大的改善我們的決策和執(zhí)行。特別強(qiáng)調(diào)的是,在地圖上,明確指出了每個(gè)居民的家園、河流、自然景觀和人為構(gòu)造,以便更好的管控和保護(hù)。
為了更準(zhǔn)確地測(cè)量控制點(diǎn),我們需要在現(xiàn)場(chǎng)選擇一個(gè)合適的位置并安裝測(cè)量控制點(diǎn)標(biāo)志。這樣,我們就能夠通過(guò)GNSS測(cè)量?jī)x器進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量,并將采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件進(jìn)行處理和平差。這樣做不需要太多的人工干預(yù),并且結(jié)果更加可靠。此外,我們還需要保證場(chǎng)外的控制點(diǎn)不會(huì)受到基坑或施工現(xiàn)場(chǎng)的破壞,以確保它們的穩(wěn)定性。
使用GNSS-RTK測(cè)量技術(shù)可以大大提升地形要素的測(cè)量工作的效率和準(zhǔn)確性。目前,許多城市的土地登記都是使用這種數(shù)字成像方式,也就是說(shuō),它是將土地登記和建筑物的信息整合在一起。首先,使用GNSS操縱器在現(xiàn)場(chǎng)收集土壤樣本和地貌信息,然后使用專門的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)生成土地登記圖。GNSS的觀測(cè)數(shù)據(jù)被視為GNSS定位的基礎(chǔ),因此,它們需要被認(rèn)真地保管和分析,以便將其作為未來(lái)的參考。觀測(cè)記錄將被接收機(jī)自動(dòng)地采集,并將其存入相關(guān)的存儲(chǔ)介質(zhì),其中包括:(1)載波相位觀測(cè)值以及相關(guān)的觀測(cè)時(shí)間段。(2)GNSS技術(shù)可以提供多種功能。(3)提供實(shí)時(shí)的精確定位數(shù)據(jù),以便更好地掌握。(4)提供測(cè)量和通訊的精確性。它的數(shù)據(jù)處理過(guò)程包括:數(shù)據(jù)采樣、傳播、預(yù)處理、基準(zhǔn)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)校正。利用GNSS技術(shù),我們不僅能夠快速準(zhǔn)確的獲取數(shù)據(jù),而且還能夠利用其自帶的軟件,對(duì)測(cè)量的邊界、房屋、宗教信息以及其他重要的地理信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算,從而達(dá)到快速、準(zhǔn)確的定位。這種技術(shù)的使用,不僅能夠有效的改善地籍測(cè)量的準(zhǔn)確性,還能夠有效的保證測(cè)量的質(zhì)量。
GNSS的優(yōu)勢(shì)使它在地籍工程中得到了廣泛的應(yīng)用,它可以與多種軟件相結(jié)合,克服傳統(tǒng)儀器無(wú)法處理的復(fù)雜環(huán)境,大大提升了工作效率,節(jié)約了人力成本,這也證明了科技的進(jìn)步和應(yīng)用的創(chuàng)新,隨著技術(shù)的進(jìn)步和精度的提升,GNSS有望在未來(lái)的智能化和高精度的地籍工程中得到更好的應(yīng)用。