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關鍵詞:地籍測量 關鍵技術 內外業一體化
中圖分類號:P27 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)08(b)-0028-02
1 地籍測量技術概述
地籍測量成果直接為國土資源科學管理、社會經濟宏觀決策提供基礎依據,對國民經濟影響極為深遠。多年來,我國地籍測量成果不僅為土地利用規劃修編、建設用地審批、耕地及基本農田保護、土地開發整理復墾以及農業產業結構調整等方面提供了第一手基礎資料,促進了國土資源的科學管理,土地數據還成為國家實施土地監管、有效參與國民經濟宏觀調控的基本依據。地籍測量為各級人民政府日常決策和制定社會經濟發展規劃提供了重要的依據,特別是每年的變更調查成果已經成為衡量國民經濟建設和社會發展、有效參與國民經濟宏觀調控、國土資源管理事業發展不可缺少的重要基礎數據。地籍測量中充分發揮了“3S”技術、信息化技術的作用,最后全面獲取了覆蓋全國的土地利用現狀信息。第二次地籍測量的全國性展開,將推動地籍測量技術的發展和成熟,將傳統的地籍測量的技術方法推進了一大步。地籍測量技術方法的多樣性同時為地籍測量方法的選擇存在了一定的條件。如何合理選擇有效的地籍測量技術方法,實現更高效、無偏差的地籍測量就要先了解各種地籍測量技術方法的特性,才能更科學合理地進行地籍測量技術方法的設計,才能更準確、高效地完成地籍測量工作。
2 地籍測量技術比較
地籍測量技術方法從大體上分為兩種:一種是全野外法;另一種是內外業一體化法。而對于外業調查中對于補測地物的處理方法有兩種:(1)簡易補測法;(2)儀器補測法。
2.1 全野外法
全野外法是根據地籍測量內外業兩部分的側重點來劃分的。全野外法是指外業部分的時間和調查時間占整個地籍測量的大部分時間。其主要的作業方法是:先對數字正射影像圖進行校正,數據源的收集,同時對數字正射影像圖進行部分內業解讀,輸出工作底圖,然后外業調查的一種作業方法。其作業流程見圖1。
從上面的作業流程可以看出,內業部分解讀主要是根據數字正射影像圖對行政界線、行政村名矢量化,這種矢量化主要是對照權屬協議書和原土地變更數據庫,不對地類進行預判,內業作業完后沒有內業作業的檢查。
2.2 內外業一體化法
內外業一體化法是現在國內比較先進一種技術方法。內外業一體化法是指內業部分的時間占整個地籍測量的大部分時間。其主要的作業方法是:先對數字正射影像圖進行校正,數據源的收集,同時對數字正射影像圖進行全部內業解讀,進行內業檢查再輸出工作底圖,然后進行外業調查的一種作業方法。其流程見圖2。
內外業一體化方法主要是作用于內業解讀方面,同時輔助于外業調查的的方法充分預判,除了對行政界線和行政村名的矢量化,還包括對各地類和地類范圍的預判以及自然村名,圖斑預編號,和線狀地物的確定等,在進行了內業充分預判后的同時,還對預判結果進行了內業的專業檢查。
從人員的技術要求來看,內外業一體化法明顯要比全野外法的人員技術要求更高,不但要求技術人員對外業調查要點的掌握,同時對內業數據處理軟件也要精通;而全野外法作業人員在和內業作業人員進行交接數據時,容易造成數據丟失,數據質量上得不到保證,作業速度上也遠遠比不上內外業一體化法??梢钥闯鋈巴夥ㄖ饕沁m用于數字正射影像比較模糊,根據影像特征無法完全判讀,對地類地物判讀比較困難時可采用全野外法,這樣可減少不必要的內業作業時間。
2.3 補測地物方法
(1)簡易補測法:簡易補測法是地物補測的主要的常用方法,它主要是利用幾何原理,采用簡單測量工具對新增地物進行補測。主要有距離交會法、直角坐標法、截線法等,適用于補測地物較小或較規整,而且四周有較多的與影像對應的實地明顯地物點作為控制的地區。(2)儀器補測法:儀器補測法是指利用測量儀器對新增地物進行補測的方法。由于外業調查范圍比較廣,作業環境比較差,而且費用比較高,所以該方法主要用于簡易補測無法完成的情況。儀器補測的方法有平板儀法,全站儀法和GPS補測法。這三種方法主要都是采用補測地物附近特征比較明顯的地物或控制點作為已知點,測量已知地物到補測地物的坐標增量,再插入到工作底圖上。
簡易補測法和儀器補測法各有各的特點,兩者要互相結合,在不同地點采用合適的地物補測的方法。
3 全野外與內外業一體化綜合法
地籍測量技術方法主要是全野外法和內外業一體化法,這兩種方法的區別不僅反映在內外業工作量的多少的不同,而且還反映在對作業成果的檢查上,從作業效率上來說,內外業一體化法要優于全野外法,全野外法是體現在室外作業的工作量較大,而內外業一體化法主要是內業作業時間較多。全野外法采用的是先內業少預判(即只在工作底圖上作業權屬界線與權屬名稱),對于地類的確定、線狀地物和自然村名全采用實地調查的方法,而內外業一體化法先充分內業預判(對地類,線狀地物和自然村名和權屬界線等都矢量化,線狀地物寬度須外業采集),外業作業還可以對內業情況進行檢查和修改,大大的減少了外業的工作量。全野外法的缺點是外業作業工作量太大,外業中除了對線狀地物寬度采集和自然村名等反映在調查底圖上外,還要對地類范圍等的確定;而內外業一體化法只要在室外對室內作業內容的修改少量采集就可。這大大減少了外業的工作量,同時增加了對內業和外業數據的檢查。從上面可以看出,對于內外業一體化的作業方法有三點優點:一是內業的充分預判,減少了外業的工作量;二是內業作業對地類判別,在外業還可以對其范圍,地類,位置等的正確性做一次檢查;三是對于外業調繪情況的反映在內業矢量數據上更為方便,并能對預判數據再做一次檢查和修改。
地籍測量常采用的是全野外法和內外業一體化法綜合法。具體流程圖見圖3。在復雜丘陵、山區,易充分利用并結合兩種方法,即對于影像比較模糊,影像地物陰影比較多、影像現勢性差的區域,采用全野外法,而對于地勢比較平坦,影像清晰的一些區域,采用內外業一體化法,同時采用固定作業人員的方法,即內外業為同一作業員,減少在作業員交接時產生的數據的丟失。
通過野外數據采集及處理的實踐,筆者總結出以下經驗:
(1)內業預判,容易出現內業作業標準不統一,矢量化精度達不到要求,地類范圍不明確或者錯誤的情況發生。對于矢量化數據線型及顏色不一致的情況,處理的方法是統一內業作業標準,加強內業質量檢查;對于地類范圍不明確或者錯誤的情況,有明顯錯誤的,室內立即修改。但對于內業把握不準的,外業調查后再作修改。(2)以正射影像圖作為調查基礎底圖,解譯比較明顯、容易判斷的線狀地物、林地、居民地以及較大的河流、湖泊,無法判斷的地方作好標注,進行全野外調查以及對解譯的地類圖斑進行全野外核實和補充,與權屬調查同時進行,依據影像調繪在工作底圖上。將地物屬性標注在調查底圖或記錄在《地籍測量記錄手簿》上,確保每一地塊的地類、界線、權屬等現狀信息詳細、準確、可靠。(3)外業作業時對于行政村合并情況較多的,但卻與市民政局提供的村合并和村名稱不符,處理方法就是按民政部門提供的資料為準,對于實地行政區界線與權屬文件不符時,應簽寫新的權屬協議。
實踐證明,對于丘陵、山區面積較大的區域地籍測量的作業方法采用該文設計的方案,既先對影像進行分類,能充分在室內預判的影像,先在室內充分判讀,對于影像比較模糊的圖幅,采用部分預判的方法處理,這樣在室內節省了時間,在野外也有減少了工作量,在進行地籍測量時,既提高了效率,又保證了質量。
參考文獻
關鍵詞:原理 優點 注意事項
中圖分類號: S29 文獻標識碼: A 文章編號:
引言:隨著科學技術的發展,測量儀器和測量技術發生了革命性的變革,目前儀器自動化程度和儀器精度以及技術性等都發生了很大的變化,全站儀在測量過程中已經可以不依靠棱鏡,無棱鏡型的全站儀器不在需要支立棱鏡就可以進行測距,并且將測量精度和測量效率進行了很大的了提升,實現了“即瞄即測”
一.無棱鏡全站儀測量技術的基本原理與優點
1基本.
全站儀測距其實就是電磁波測距;利用電磁波作為載波,運載測距信號,進行精密測距的技術。其基本原理是根據電磁波的傳導速度和往返于發射器與反射器之間的時間,計算發射器與反射器之間的距離。無棱鏡全站儀測距方法有兩種:脈沖法和相位法。通常條件下,脈沖法的測程遠,相位法的精度高。脈沖法用測量時發射和接受信號之間的時間間隔來計算距離,多次測量得出平均距離。相位法使用連續信號,以不同的頻率來調制載波信號,測出發射和接受信號之間的相位差,從而求出被測距離,這兩種測距原理與有棱鏡的測距原理相同。
2優點
(1)無棱鏡全站儀在測量的范圍內,對任何被測物體的表面(玻璃鏡子除外)都適合進行無棱鏡測量,并可以實現單人測量工作,節省了測量工作的人力。
(2)在實際測量過程中會因地形問題出現,很多懸崖和山澗,這些地方測量人員不能直接到達,這對測量工作造成了很大的困難,而無棱鏡全站儀可以直接獲取這些地點的空間數據。為施工人員的工作安全帶來了保障,并且有效提高了工作效率。
(3)無棱鏡全站儀在對坡地和存在地質災害的土體進行測量時,可以有效對土體滑坡和策將問題進行監控
(4)無棱鏡全站儀由于免去了棱鏡,所以不受測距的限制,尤其受不通視條件的影響較小。
(5)無棱鏡全站儀有著強大的測量效率,一般的無棱鏡全站儀測量作業是傳統全站儀工作效率的二十倍。
二.無棱鏡全站儀的適用條件及注意事項
在進行無棱鏡全站儀使用時要注意如下問題:
(1)無棱鏡全站儀在測量的過程中需要視線開闊,同時要保證被測物體有著極強的反射能力,如果被測物體的反射能力較弱,就會降低無棱鏡全站儀的作業精度。
(2)無棱鏡全站儀在被測物的選擇上要盡量選取高程較高的測量點,例如建筑墻面、大塊石頭、空曠的地面、公路面等,要保證可以看到地形和地物點。
(3)無棱鏡全站儀在視野不開闊的地區不宜進行工作,尤其在林區作業時,無棱鏡全站儀的測量精度誤差較大
(4)無棱鏡全站儀的作業原理是利用電磁波來完成反射測量,但是電磁波的發射需要大量電力支持,所以無棱鏡全站儀的作業時間相對較短,遇到特殊情況需要連續作業要設置外掛電池進行支援。
(5)無棱鏡全站儀不能對棱鏡、鏡子等玻璃反光物體進行觀測,以免損壞儀器。
(6)無棱鏡全站儀的電磁波射線對人眼有很強的刺激作用,所以在操作時要避免對準人眼,造成傷害。
(7)無棱鏡全站儀測量十分適合立桿人員無法達到的位置,例如溪谷、公路、懸崖等位置。
(8)無棱鏡全站儀在使用一年后要定期做好設備檢測,尤其對設備的激光束發射方向進行調整。
三.無棱鏡全站儀在城市規劃地形測量中的應用
在城市規劃的過程中,土地測量是城市規劃的重要部分,它對城市的整體規劃、基礎設施建設、城市建設管理、都有很大的幫助,并為城市規劃部門提供合適的比例尺地形,無棱鏡全站儀最大的優勢就是可以不接觸被測點,直接獲得建站點的坐標,可以提高施工作業效率,保證測繪的成果和質量
1地貌測量;以北臺礦山地貌規劃測量為例。該礦山先期屬露天開采,隨著巖石的剝離和礦石的采掘四周形成了臺階式陡峭懸崖的深坑采掘;作業人員很難到達,并且還存在很大的危險性;如果采用從山頂到山底的陡崖符號和斜坡符號表示,很難反映出現實采掘區地貌。實際作業中,我們使用無棱鏡全站儀在采坑四周擺站,對采坑周圍臺階式陡峭懸崖及坑底地形進行逐一詳細測量,直接測出山谷、山脊、洼地、山腳、山頂等地形變化點的三維坐標,最終繪制出該礦山開采區的現勢性地形圖
2地物測量;以站前平山路和永豐步行商業街人防地下商城規劃測量為例。該項目站前平山路段為公交車l7路、38路、5路的終點站,車流量很大,公交車隨時??空军c將測量視線遮擋看不到棱鏡;永豐步行商業街路中擺放較密集的臨時商亭也將測量視線遮擋的較嚴,觀測棱鏡很困難;給測量工作帶來很大的麻煩。我們運用無棱鏡全站儀測量,穿過公交車上部和臨時商亭頂部對該測區兩側的建筑物和商鋪、路燈和電桿、攝像頭和射燈等相關地物詳細測量,獲得相關地物的平面坐標和高程,最終繪制出該測區的實際地形圖。
四.無棱鏡全站儀的應用幾點體會
1.無棱鏡全站儀的測距性能大大優于傳統全站儀,在實際應用中其測距的精度和穩定性能滿足設計的測量要求,為土地規劃提供了質量保證。
2.無棱鏡全站儀的測距精度和被測物體表面的顏色和反光度有著直接的關系,通常情況下物體越淺、反射效果越好所得的測量效果越精確。就算物體表面粗糙,只要物體有著很強的發射性,測量精度也不會衰減。
3.在無棱鏡全站儀要保證與待測目標形成垂直角度,同時要保證兩者之間的視距良好,激光入射角的最大角度不得大于60度
4.影響無棱鏡全站儀測量精度的因素主要來自自然環境,另外測量距離、發射角大小和物體的穩定性有著直接的關系,一般情況下所測物體間的距離越大測量的精度就會相對的降低。在雨雪、霧霾、水蒸氣較大的情況下,無棱鏡全站儀的激光傳輸會因水滴、雨水等問題產生光效折射,導致測量精度的降低,并且得不到高質量的測量數據。
結束語
無棱鏡全站儀在城市土地測量中的應用越來越廣,隨著我國基礎設施建設速度的加快,無棱鏡全站儀會得到更加廣泛的應用,無棱鏡全站儀在未來的測量工作中有著極為廣闊的發展前景。
參考文獻
[1]范文兵.建筑物日照分析測量內容及方法探討[j];城市勘測,2006,(6):34—35.
[2]范玖國.無棱鏡測量在測繪3維數字地形圖中的應用[j];測繪標準,2009.(1):47—49.
[3]曹陽.淺談無棱鏡全站儀在地形圖測繪中的應用[j];遼寧測繪,2010.(3):24—25.
Abstract:The influence of Gauss projection distortion to several land survey and area calculating methods of land survey are discussed. Calculating discrepancy of land survey brought by these methods is stated with examples.
關鍵詞:平面面積,高斯投影,坐標系
Keywords:flat area;Gauss projection;coordinate system
中圖分類號:P20 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)03-0052-01
0引言
土地面積測量是土地部門經常開展的測量工作,一般采用邊界點法在投影平面上計算地塊坐標封閉區域的面積,采用的投影平面在我國通常為高斯投影面,此方法簡單、實用,但當采用國家統一的坐標基準,在測區投影面高程較高時,在離中央子午線較遠地方會產生較大的長度變形,引起較大的面積計算誤差,因此,在土地測量工作中有必要討論一些其它的土地測量面積的計算方法,以限制高斯投影變形的影響或統一土地面積計量。下面以廣州市為例,分析高斯投影變形對土地面積測量的影響,給出其它實用的幾種土地測量面積計算方法。
1高斯投影對土地面積測量的影響
高斯投影會產生長度變形,由文獻[2]可知因投影面高程引起的長度變形為:
ΔS1=S•Hm/RA(1)
因參考橢球面投影至高斯平面所引起的長度變形為:
ΔS2=S•y2m/R3m(2)
式中,Hm為歸算邊高出投影面的平均高程,RA為歸算邊方向參考橢球法截弧曲率半徑,Rm為參考橢球面平均曲率半徑,S為歸算邊長度,ym為歸算邊橫坐標平均值。其中ΔS1為負值,即投影面高程總是引起歸算邊變短ΔS2為正值,即由橢球面投影至高斯平面總是引起歸算邊變長。為了便于計算,設RA=Rm=R (R取6363km,采用80橢球參數計算的平均曲率半徑)可得高斯投影變形所引起的綜合面積變形比m,為:
ms=(1+-)2(3)
2土地測量面積計算的幾種方法
在地籍、房產和礦區等對精度要求較高的土地面積測量工作中,當所測地塊投影變形超過相應規范要求時,可以根據不同要求用以下幾種方法來計算土地測量的面積:
2.1 計算土地的橢球表面面積
利用文獻[3]所提及的梯形橢球表面面積計算公式:
F=∫∫MNcos(B)dBdL(4)
其中,子午圈曲率半徑M和卯酉圈曲率半徑N的計算式為M=(a為子午圈長半徑,e2為第一偏心率)N=。經進一步推算,可得某一經度和緯度范圍(L1,L2)、(B1,B2)組成梯形的橢球表面面積S梯。為:
S梯=∫B2B1∫L2L1dBdL=•ln()|B2B1(5)
由于測量地塊通常是不規則的,直接采用上述公式計算地塊橢球表面的面積不現實,因此,可在設包圍地塊的梯形橢球面投影至高斯面產生的變形比與地塊投影至高斯面產生的變形比相同的情況下,來求取任意地塊的橢球面面積S橢為:
S橢=S平(6)
式中,S平為地塊在高斯平面投影面面積,S投為包圍地塊經緯度組成的梯形橢球面面積,S為投包圍地塊的梯形在高斯平面上的投影面積。
2.2 采用抵償投影面高程或任意帶高斯投影方法建立臨時以測量地塊為中心的局部高斯投影坐標系。通過選取適當的中央子午線和高程面,使上述(3)式求得的面積變形比ms最小,計算土地測量平面面積。
2.3 直接采用投影變形進行面積改正計算方法。根據高斯投影變形的特點,當地塊形狀為南北狹長,東西跨度較小時,地塊各邊投影變形約相等,此時設地塊面積總體變形比與地塊中心點處面積變形比一致,根據上述公式(3)計算地塊中心處的面積變形比m,則有:
S投=(7)
其中,S投為經投影改正后地塊面積,S平為地塊在原高斯平面上的測量面積。
3計算實例
設在離中央子午線約98km處有一地塊,在西安80坐標系下測量的土地面積為5146246.688平方米,平均高程為21 m。經計算地塊所處位置在國家統一的西安80坐標下長度變形約為12 cm/km。
相對實地平面面積,在國家統一的西安80坐標系下計算該地塊的土地面積增加了1284.416平方米,產生了較大的變形,相對橢球面積產生了6090.975平方米的變形。
4結束語
高斯投影的特性決定了土地測量面積投影到高斯平面上均會產生變形,采用不同的高斯投影坐標系計算的土地面積結果各不相同。在大范圍的土地測量面積計算中,為統一土地面積計量直接計算地塊的橢球表面面積是適合的。對一般的土地測量的面積計算,為取得土地測量面積計算結果與實地平面一致需要采用上述減少投影變形的計算方法,其中方法(3)適宜東西跨度不大的地塊,該計算方法簡單實用,無需經過高斯投影正反算等復雜的計算過程。
參考文獻:
[1]CJJ 8-99.城市測量規范[S].
1.1實測法
實測法是指利用GPS、全站儀等儀器進行農村土地承包經營權界址點實地測量的方法。隨著JXCORS的建成,極大地方便了測繪工作,單人單機即可測量,提高了工作效率。本次試點工作采用JXCORS進行測量,對于滿足JXCORS測量要求的區域,直接使用JX-CORS采集界址點數據;不能滿足測量要求的區域,采用JXCORS布設圖根控制點,使用全站儀測量界址點坐標。
1.2航測法
航測法是指采用航空攝影測量的方法采集農村土地承包經營權界址點數據的方法。由于農村土地承包經營權確權登記項目精度要求較高,一般采用無人機低空攝影測量方法,成圖比例尺為1∶1000,然后在此基礎上調繪得到界址點坐標和地塊圖。1.3圖解法圖解法是以已經測得的大比例尺航天數字正射影像、地籍圖或地形圖為基礎,通過圖解量算獲取界址點坐標的方法??梢钥闯觯瑘D解法需要依賴于已有資料,且需要進行量算,對于缺乏基礎資料或地塊不規則的丘陵、山區,該方法受到了一定的局限。
2地塊界址測量方法對比分析
2.1試點概況
贛州市南康區境內大部分為丘陵至低山地貌,北部邊緣地區有中、低山地貌,沿章江、上猶江兩岸一帶有較廣闊的河谷平原,是贛南較平坦的一個區域。整個地勢西高東低,南北高中部低,由南北兩端向中、由西向東,逐漸傾斜,中東部形似敞口盆地。一般海拔中部為110m~150m,北部為350m~500m,南部為300m~450m。丘陵、山地、平原各約占總面積的59%、27%、14%。本次試點工作選擇一個比較典型的村莊進行測量,地形即包括低山丘陵區也包括山前平原,面積約2.4km2。由于本地區缺少大比例尺影像數據、地籍數據,且地形以低山丘陵為主,地塊不規則,采用圖解法進行界址點測量和地塊圖繪制具有一定的局限性,故本次試點采用實測法和航測法進行對比分析。2.2測量精度分析
2.2.1界址點精度分析
選擇本次測量成果中的876個界址點進行精度分析,所有界址點均有實測法和航測法兩套成果。(1)JXCORS測量界址點精度。眾所周知,目前CORS技術已經成熟,根據農村集體土地所有權、使用權和眾多測繪項目的檢查情況,在滿足JXCORS測量要求的情況下,其測量平面精度優于3cm,可以滿足NY/T2537-2014《農村土地承包經營權調查規程》(以下簡稱《規程》)中實測界址點的精度要求。本次測量時,每個界址點均獨立觀測兩次,平面較差小于3cm取平均值作為最終成果。當然,對于高大樹木遮擋、無線信號影響等不能滿足JXCORS測量要求的區域,需要全站儀測量等方法輔助測量。(2)無人機低空攝影測量界址點精度。采用無人機低空攝影測量的方法獲取試點區域的影響,經過處理后根據田埂、農村道路等線狀地物分割地塊,得到界址點成果。采用JXCORS對航測法界址點成果進行精度檢查。經統計,點位較差小于15cm的界址點有234點,占總數的26.71%;點位較差在15cm-30cm之間的有515點,占58.79總數的%;較差在30cm-45cm之間的有127點,占總數的14.50%。視JXCORS測量成果為真值,計算無人機低空攝影測量的界址點的中誤差為±16.3cm,可以滿足《規程》中航測法界址點的精度要求。
2.2.2地塊面積精度
本次測量得到了251個地塊,對測量得到的地塊面積進行精度檢核。經統計,JXCORS測量得到的地塊面積均滿足《規程》要求,航測法有兩個地塊面積不能滿足要求,經分析原因,使用無人機低空攝影測量時受到樹木遮擋影響,該地塊處影像不清晰,造成面積誤差超限。采用航測法進行地塊圖繪制時,需要認真檢查面積數據。與原有地塊檔案對比,發現面積超限的,分析原因,若是由于本次測量精度較低造成的,需要采用實測法或圖解法重新制作地塊圖和界址點。
2.3工作效率分析
(1)實測法工作效率。經統計,本次251地塊、876個界址點,采用JXCORS結合全站儀實測使用的時間為3工作日,地塊圖繪制時間為1工作日,合計時間為4工作日。(2)航測法工作效率。本次航測時間為0.5工作日,影像內業處理時間為0.5工作日,地塊圖繪制及界址點整理時間為1工作日,共計花費2工作日。當然,本次試點工作面積較小,航測外業效率較低,若大面積航測,效率將會更高。可以看出,航測法效率較高,且野外的工作時間較少,采用航測法可以減少野外工作時間,降低成本和勞動強度,明顯的提高工作效率。
3結論
關鍵詞:土地勘測定界測量數據處理數據庫
隨著我國經濟高速發展以及國家基礎建設水平的提高,各項土地開發工作成為了當前工程建設的主要工作。在這一工作中,土地勘測工作質量高低,決定了土地開發工作能否順利完成。為此土地測量技術工作者利用各項技術革新模式,提高土地勘測定界測量技術質量。在測量研究中技術人員發現,數據處理技術的應用可以很好地提高土地勘測定界測量工作質量,對土地開發工作起到了較大的支持作用。
一、數據處理技術方法發展分析
在定界測量過程中,數據處理技術的應用極大的提高了勘測工作質量與效率。為此勘測技術人員首先開展了數據處理技術發展過程研究,為其技術研究提供支持。
(一) 在傳統勘測技術上發展出的數據處理方法
早期的界定測量數據處理技術,是在傳統測量方式上創新而來的。其主要的技術模式即是將測量所得到的結果進行數據化處理。在實際的應用中,其處理過程技術一般是采用Auto CAD、Mastion等軟件,對勘測內容進行處理,獲取勘測界定測量數據。但是在實際的技術應用過程中,技術人員發現以上兩種數據處理軟件雖然具有圖形操作簡單、圖形美觀等明星的優勢。但是在實際應用中也存在著軟件為進行二次開發工作、土地屬性信息(如權屬、類型等)無法在圖形中進行標注等缺點。為此勘測技術人員,這一這類技術問題進行了專項技術研究。
(二) 數據庫信息化數據處理技術方法
針對傳統勘測數據處理技術存在的問題,技術研究者新型數據處理技術以及網絡數據技術為基礎,提出了應用數據庫開展勘測定界測量數據處理工作的新型處理方法。在這一技術應用中,其主要技術內容包括了以下幾點。首先構建勘測數據庫。技術人員利用信息數據技術,在計算機內建設多元化的勘測數據庫。其數據庫內容包括了勘測區域及周邊地物屬性信息和空間信息,再利用數據處理技術將信息數據進行融合。這一技術所建設的數據庫具有數據無縫、無限性特點。其次建立大容量數據庫。在數據處理過程中,處理速度與質量與數據庫容量有著重要關系。在當前技術條件下,計算機硬盤設備容量依然可以滿足勘測定界測量中數據庫容量要求。同時,伴隨著云數據庫技術發展,其為數據庫容量提升提供了無限發展空間。利用新型大容量計算機硬件系統與云數據庫技術結合,是提高數據處理質量效率的技術手段。最后發揮出數據庫處理優勢。在數據庫技術支持下,勘測技術人員可以提高勘測數據處理質量,對勘測數據進行有效處理與監控。通過技術手段提高,充分發揮出數據庫數據處理作業,是當前勘測數據處理研究的重要內容。
二、土地勘測定界測量中數據庫技術處理研究
將數據庫處理技術應用到勘測定界測量中,需要技術人員進行實踐研究,提高其技術的實用性。在實踐過程中,其主要的技術處理內容包括以下幾點。
(一) 勘測測量數據處理流程?
在數據處理過程中,有效的數據處理流程有助于提高數據處理的質量與效率。多元化勘測測量數據庫工作中,其主要流程包括了以下內容。(1)通過數據采集工作,對需要勘測測量的數據開展整理與收集工作;(2)在勘測地段開展專業化外業測量作業,獲取界定測量數據;(3)通過數據庫處理,將專業測量所得數據轉化為內業數據;(4)由數據庫程序完成對勘測數據信息開展自動提取、錄入處理;(5)技術人員根據土地勘測范圍,構建出測量圖形與屬性專業數據庫;(6)技術人員對圖形與屬性數據進行核查,避免數據錯誤造成的勘測問題出現;(7)數據無誤后,數據庫自動完成定界土地數據自動量算過程,如統計土地總面積等相關數據;(8)技術人員做好數據庫應用與維護工作。
(二) 數據處理過程主要技術內容
在界定測量數據處理流程中,其技術管理要點包括以下內容。(1)內業圖形數據轉換。在勘定測量數據處理中,將勘測所得的外業數據轉化為內業數據,存入數據庫進行處理。其主要過程即是將勘測到的測量數據,輸入專業數據庫,再按照勘測要求設置出勘測基本單位。之后在數據庫中根據位置點號、x坐標、y坐標數據格式,將數據存放入數據庫,完成坐標讀入與繪圖過程。(2)勘測數據信息轉換。在內業圖形數據轉換完成后,數據需要根據面積、土地類型地塊號等數據內容,搭建屬性數據庫結構。再根據數據庫要求完成勘測數據信息轉換工作。如將自動形成的單塊勘測圖,形成整體的勘測圖就是這一環節的內容。(3)完成勘測面積的自動求和。在勘測數據信息轉換完成后,數據庫在以轉換數據基礎上,利用數據庫匯總計算功能,完成勘測地段整體面積的自動統計工作。統計完成后在利用數據源代碼對面積開展自動計算工作,求得勘測地段整體面積。
三、定界測量數據處理數據庫技術使用實例簡介
在某地區征地勘測過程中,測量技術人員采用了數據庫處理技術,對勘測地段進行了數據處理工作,并對數據進行了分析。其實際工作內容如下:
第一步實地測量過程。在勘測測量開始前勘測管理者首先根據地區面積、形狀等特點,將勘測工作分為三個勘測測量小組,開展外業數據實地測量,取得勘測測量的外業數據。
第二步數據轉換工作。外業數據測量完成后,技術人員將數據輸入專業數據庫。數據庫再依據外業數據,通過數據庫軟件將外業數據轉換為內業圖形。其轉換完成的內業圖形如圖一所示。
第三步數據結合轉換工作。數據庫在形成內業圖形后,將三組內業圖形根據坐標、地域形狀等數據內容,將三組圖形信息進行拼接,組成完整的勘測測量數據庫,繼而拼接成勘測地區完整的圖形。其組合完成的勘測圖如圖二所示。
第四步地域自動統計求和。在完成勘測圖后,技術人員通過數據庫自動統計與計算功能,完成地段面積統計與計算工作,求得地段數據58.2公頃。
四、結束語
土地勘測界定測量的開展,是土地開發工作的首要工作內容,也是提高土地勘測質量的重要技術內容。將數據庫技術引入勘測測量工作,利用數據處理技術提高勘測質量是當前勘測技術的主要發展方向。研究者結合實際勘測案例,開展了數據技術應用實踐研究,為勘測技術發展提供了有力支持。
參考文獻
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[2]胡斌華.土地勘測定界測量的論述[J].科學之友.2012(16).
【關鍵詞】土方;三角網;方格網;質量
1、概述
在國家大力度城鎮化建設和經濟高速發展的背景下,工程建設的規模越來越大,而土方測量作為工程建設不可缺的部分,為前期規劃和設計提供科學的依據;在實施過程中,土方測量的準確性為甲乙雙方提供的公平的合作平臺,減少了因為方量出入產生扯皮現象,從而耽誤工期或影響工程質量。特別是有山、河、塘、樹的復雜地形,土方測量的精度最容易出問題。只有控制好土方測量的質量,才能為工程建設的規劃設計、施工提供有力的保障。
2、準備工作
2.1測量儀器的選擇
現在,土方測量最常用的儀器有全站儀和RTK兩種,往往地形比較復雜的測區,有山、河、樹木等,通視情況比較差,單獨用全站儀測量,如果工期不緊張,是能勝任測量工程的,但效率很差,測量成本很高;如果單獨用RTK,測量效率很高,但如果有樹,并且樹比較高的話,影響GPS信號,RTK沒信號或出現浮點解、單點解,將無法測量或者測量精度不夠,有些可能會將有樹的區域不測,內業處理時進行內插點,出現地形失真,計算方量誤差大。因此復雜地形的土方測量,全站儀和RTK配合使用,能達到最好的效果,在衛星信號好的地方用RTK采集數據,提高工作效率,在衛星信號弱的地方,用全站儀采集數據,彌補RTK的弱點,這樣就能全面真實的采集所有地形點的數據。
2.2控制點正確性驗證
一般城鎮測量控制點都是甲方從當地所屬測繪部門購買或者實測引點的,控制點三個為最安全可靠。土方測量前必須對甲方提供的控制點進行檢校,檢??刂泣c的平面誤差和高程誤差,避免由于控制起點的錯誤而導致整個測量工作報廢。
2.3確定計算方法
土方測量的計算方法有斷面法、方格網法、三角網,根據不同的地形選擇合適的計算方法是非常關鍵的,一般帶狀地形采用斷面法計算,較為平坦的地形用方格網、三角網,復雜地形采用三角網計算。
2.3.1方格網法。方格網法的數學模型是將實際地形抽象為一些正方體的集合(見圖1)。其中正方體的高度為:(HA+HB+HC+HD)/4,其中HA,HB,HC,H D為A,B,C,D四點高程與設計高程的高差。這里用(HA+HB+H C+HD)/4代替了凹凸不平的地面,這種代替在地形復雜的時候將會帶來較大的誤差。
2.3.2三角網法。三角網法是將相鄰的最近高程點組成三角網,計算每一個三棱錐的填、挖方量,最后累計得到指定范圍內填方和挖方的土方量。三角法直接采用野外測得的離散高程點(包括地形特征點)構建三角網來計算土方量,在野外測量地形特征點,具有描述地面模型逼真,保持原始數據的原有精度的優點。而且根據地形采樣高程點自由度比較大更加方便,另外三角網也可以考慮地形線,提高了土方的精度,工作效率也高。
由以上原理可知,復雜地形的土方測量,三角網計算方法最為適合。如果工程性質為高爾夫球場等工程實體亦為不規則的地貌,可以采用三角網法中的兩期土方計算。
3、外業數據采集
土方測量外業數據采集工作與地形圖測量基本一致,都是根據地形或者根據甲方的要求用方格網采集地形離散點和方格網點的三維坐標數據,復雜地形土方測量的外業工作注意以下幾點:
3.1注意桿高和儀器內高的統一
RTK測量中移動站的桿高可以固定,如果出錯可以在后期數據處理中修正,但全站儀測量過程中,由于通視的原因,棱鏡桿是不斷變化的,這必須要求觀測員和跑尺員有良好的溝通,儀器內高的輸入必須和棱鏡高必須一致,否則會使測量點位高程值失準,造成土方量計算錯誤。
3.2采集的數據點要清晰合理
復雜地形如上文提過宜采用三角網法,所以采集數據點要把握地形的特征點,比如陡坎的坎上和坎下高程點的密度不匹配,或者坎上或坎下漏測,會發生三角網構網不合理,網形失真,產生計算錯誤。
跑尺人員采點要條理清晰,方便內業清楚成圖。很多測量從業人員認為土方測量最終只是提供一個準確的填、挖方量,外業僅記錄所有特征點即可。如此會容易發生漏點的情況,而且不利于內業計算時檢查、判斷點位高程值合理性。
4、內業數據處理
內業數據處理是土方測量的重要環節,在計算時要注意以下幾點:
4.1圖面檢查
查看整個測區采集的高程點,檢查高程點的重復和遺漏情況,刪除、改正錯誤的高程點。如果測區比較大,一般是幾組人在共同測量,難免會出現測量結合區域重復或者遺漏的情況,由于棱鏡高和儀器內高不統一,產生錯誤高程值,由于信號或儀器問題,或者由于外界環境干擾,產生個別“飛點”的情況,這些現象都會導致測量高程失準,所以在內業計算時必須認真檢查。最直觀的檢查方法就是生成等高線,當測量點出現高程異常時,會明顯的表現出來。如圖2,一圈圈密集的等高線就說明該點發生了地形突變,根據測區的地形就可以判斷該高程值有問題。
4.2采用多種計算軟件計算核對
土方計算對工程設計意義重大,不僅設計到規劃設計,還牽扯到工程量的結算,關系到雙方的經濟利益,其計算結果必須精益求精,因此在計算時要采用對最終計算結果可采用多種軟件對算的方法檢核。根據筆者多年的經驗,用南方CASS軟件的三角網計算方法,其計算土方量的誤差在甲乙雙方承受的范圍之內。
5、結論
土方測量從測量準備,到數據采集,最后內業數據處理計算,每一步的過程控制都至關重要,直接影響著土方計算最終結果的正確性。只要按照測量操作程序施測,數據采集合理,計算方法選擇適當,才能保證測量成果的質量。本文提供了在復雜地形條件下土方測量的質量控制方法,希望對從事類似工作同行有所幫助,不到之處請同仁們指正。
參考文獻
現狀調查、勘界資料制作等,在現狀圖測繪及土地利用現狀調查中與常規測量進行比較,論述
了其基本要求、內容和特點,針對其特殊性采用和常規測量不同方法;在勘界資料制作過程中,
應用編制的勘測定界測量系統,自動化編輯基本數據,生成各類勘界成果,通過采用這些方法
和技巧,確保了測繪成果正確性。
關鍵詞:土地整理項目; 前期立項測量; 現狀圖測繪; 土地利用現狀調查; 勘界資料制作
中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:
1、引言
土地整理是指在一定區域內,按照土地利用規劃、城市規劃、土地開發整理專項規劃確定的目標和用途,通過采取行政、經濟、法律和工程技術手段,對土地利用現狀進行調查、改造、綜合治理,提高土地利用率和產出率,改善生產、生活條件和生態環境的過程。土地整理測量由于其服務對象是土地整理,屬于一種專題測量,它貫穿于整個土地整理過程,分為前期立項測量、中期施工測量、后期竣工測量,其中前期立項測量尤為重要,它關系到工程項目設計、概(預)算的準確性和科學性,在科學決策、節約投資、規范工程行為等方面有著不可低估的作用,其具體內容包括現狀圖測繪、土地利用現狀調查、勘界資料制作等三大方面。它源于常規測量,又不同于常規測量,下面就其內容和方法不同之處具體闡述。
2、現狀圖測繪
2.1準備工作
(1)收集測區及附近高等級控制成果資料,分析其系統和精度,確定其可利用程度。
(2)到國土管理部門收集土地利用現狀圖、土地利用規劃圖、土地利用分類面積匯總臺賬、項目可研資料、1:10000航測地形圖等資料。
(3)測量技術人員在作業前,應與國土部門、鎮(鄉)、村、組等相關人員一道,到實地進行踏勘,根據項目擬總投資額度和當地的具體情況,將需要整理、新建道路、水渠、山坪塘、水田、坡改梯等內容初步確定下來,以便在測量過程中按不同要求和精度,采用不同的測量方法,為下一步工作提供滿足要求的優質測量成果資料。
(4)收集當地的氣象、水文、地質、民風民俗等資料,以便在測量過程中測量人員入鄉隨俗,不觸犯當地百姓的禁忌,確保測量工作的順利進行。
2.2控制測量
(1)平面控制采用1980年西安坐標系,高程控制采用1985國家高程基準。
(2)在個別較困難地區,無法聯測國家系統,則可以在1:10000航測圖上量取近似系統,但要保證同一個項目區內系統基準相同,采用這一方法要報項目區國土管理部門批準,在測量技術方案中要加以說明。
(3)項目區首級控制:平面采用E級GPS控制以上等級布設,高程采用四等水準以上精度觀測。
(4)作業方法及技術要求和常規測量相同,在此不作詳述。
2.3精度要求
(1)項目區普遍采用1:2000比例尺測繪,規劃的土地整理區提高到1:1000(500);點狀工程,如塘、堰、提灌、新村建設地址提高到1:500,個別特殊要求地方以1:200測繪;線狀工程按帶狀地形圖測繪,測圖比例尺以1:200(500)為宜,也可以測量線狀工程的縱橫斷面圖來代替帶狀地形圖。
(2)測圖等高距:平原1米,山區和丘陵2米;高程注記至分米。
(3)測繪重點是項目區與建設整治有關的區域,與整治建設方案度不緊密的區域可降低測繪要求,如林地不是目前土地整理的重點,則只繪林地地類邊界線,加注林地植被,形成林地圖斑即可。
2.4碎部測繪內容
(1)按1:500(200)比例尺測繪部分
a、渠(含水溝)的位置、長度、寬度按實際測繪并標注,當寬度無法用雙線表示時,則用單線表示,但需在其旁邊注明寬度值,每隔30米應至少測注一個溝渠底的高程,轉彎處必須測注高程,當材料不是土質時,要加注材料名稱,同時調查水流方向,如k為材料,a為寬度,b為底度。
b、道路包括貫穿整個項目區的各等級道路,項目區內的田間道、生產路、支路等,大于或等于1米的道路用雙線表示,小于1米的道路用單線表示,道路中央及相關特征點應測注高程,其周圍20米內的地形地貌應詳測,以滿足設計的需要,標注道路名稱和路面材料。雙線道路邊線和房屋、圍墻等建筑物重合時,用建筑物外邊線代替路邊線,道路和建筑物的接頭處應間隔0.2mm。
c、在經濟發展地區,對于需要整治的居民房,應逐棟測繪,區分樓層,調查房屋所有權人姓名和建成年代,對于居民房旁邊的空閑宅基地應重點測繪其范圍線并標注清楚。
d、水庫、堰塘等要測繪其周圍壩和水涯線,并標高程,調查其名稱,當四周為陡壩時,無法用水涯線表示時,則畫出四周壩子并測注塘底的高程,對于其壩建筑,按實際測繪,壩頂底應詳細測注高程。排水涉及的溝道,需測注堤頂高程、水位、寬度等;水源涉及到的塘、壩、水庫等,需測注蓄水工程的特征水質,如堤項頂高程、溢洪水后、灌溉渠道水位等,各級堤灌站實測繪圖,對于工程的水閘應測注閘頂高程和高度A孔數口和寬度B,用n×A米×B米樣式標注,所有涵洞均應測注洞底高程、高度A和寬度B,用A米×B米表示。
e、電線桿、電塔、地下光纜、輸度電、供排水、天然氣、輸油管等各類管線,按實際位置和走向進行測量,電線不連線,只標注其走向即可。
(2)按1:2000比例尺測繪部分
a、農村居民點只測輪廓、內部標注村名、居民點內與相項目區有關的溝渠、路、橋、水系均應測繪。
b、項目區內墳地、溝渠、空地、菜地、荒草地、雙線田埂等應按實際測繪,不能取舍,梯田坎過寬時,間距小于圖上5mm可舍去,水田、旱地內的人行路及主要田壩必須測繪。田土坎在圖上投影寬度≥1mm時,逐條測繪其長度和寬度,陡坎、斜坡的源頭,從表示的高程開始測繪,等高線不能直穿陡壩、斜坡,要錯位相接,與高程相符。
c、在(1)中未提及的其他地形、地物均按1:2000比例尺精度測繪。
(3)不詳測部分
a、國有建設土地范圍內;
b、經濟欠發達地區不整治的農村居民點,項目區內鎮鄉所在區域;
c、林地;
d、坡度大于25度的區域;
e、項目區外的一般區域,與項目區相連接的溝渠、道路、水系等相關地物應測繪上圖。
3、土地利用現狀調查
土地利用現狀調查主要內容包括:行政界線、權屬界線、地類、地名等。
3.1行政、權屬界線調查
行政界線主要有省、縣(區)、鎮(鄉)、村界、組界,包括插花地和飛地界,權屬界線主要是工礦、機關團體、學校等單位的土地權屬界。
以實測的現狀圖作為工作圖,本權屬單位和相鄰權屬單位的指界人員,共同到現場確定界線,雙方對指定界線無異議后,實測指定界線,并由雙方指界人簽字蓋章確認。
對于項目邊界的主要界址點,均應埋設混凝樁標志,并采用全站儀或GPS RTK測繪界樁坐標和高程。
3.2地類調查
地類就是土地表面的植被類型和用途,地類調查可在現狀地形測繪時一并進行,也可在完成現狀圖后,打印工作底圖再到實地調查,這兩種方法各有優劣,在具體的工作時,一般是將兩方法相結合,即在測現狀地形時,同時調查地類,待現狀圖內外業完成后,打印一份工作圖,到實地進行地類核查和補充完善,同時核對地形和調查地名,地類測至二級,地類成圖最小面積居民點4平方毫米、旱地、林地等其它地類是6平方毫米,對不夠最小上圖面積的零星地類進行合理歸并,不作打點注記。對于無法準確確定、模棱兩可的地類,參照土地利用現狀調查成果資料進行實測。
對于水庫、堰塘的堤壩,面積夠上圖的則單獨標繪,而面積不夠最小上圖面積的并入水面,對于堤壩上有道路的,將道路按實際測繪出來。
4、勘界資料制作
以現狀圖為基礎圖,編制勘測定界圖,土地分類面積統計表,圖斑碎部面積量算表,勘測定界報告等資料(具體流程見圖01),由于這一流程具有一定的規律性,我單位根據流程特點,利用VB語言編制了一套勘測定界測量系統,它由數據編輯和成果提取兩部分組成,數據編輯部分由面積屬性、村組編號、定義圖斑地類、地類檢查、圖斑編號等內容組成,成果提取部分由土地分類面積統計表、圖斑碎部面積量算表,地類號和地類編碼組合體等內容組成。
4.1劃定圖斑
(1)劃定原則:同一圖斑內只能有一種地類;同一圖斑不能跨越行政和權屬界線;圖斑面積不宜過大。
(2)劃定方法:
a、項目區內行政界線、權屬界線、項目邊界直接作為圖斑線;
b、居民點圖斑包括房屋及周圍的竹林盤地和空閑地;
c、圖斑線盡量沿溝、道路等線狀地物劃分;
d、旱地、水田劃分以田土坎和地類界等為界,個別圖斑過大時,應沿地形變化或特征線劃分,并確保圖斑形狀協調一致。
e、斜坡作為圖斑時,直接利用坎上邊線和坎腳線作為圖斑線。
4.2 面積拓普
(1)將圖斑線文件導入MIPGIS軟件中,進行斷線、多余線、重復線等編輯處理,生成封閉的圖斑線和圖斑面積文件。
(2)將(1)生成的文件嵌套入現狀圖,檢查圖斑線的正確性和合理性,對不合理的進行調整,對不正確進行修改后,再將文件分別依次轉入MIPGIS,重復(1)操作。
(1)由4.2生成的圖斑線和圖斑面積文件,分別依次調用勘測定界系統中的面積屬性和村組編號兩個功能程序,生成過渡圖斑圖。
(2)將過渡圖斑圖嵌套入現狀圖,運行定義圖斑地類功能程序,依次定義每一個圖斑的地類。
(3)運行地類檢查功能程序,檢查圖斑地類的正確性,如有錯誤則重復(2)操作。
4.4 提取勘界資料成果
利用勘測定界系統的成果提取部分中的功能程序,計算機就自動生成土地分類面積統計表、圖斑碎部面積量算表、地類號和地類編碼組合體、勘測定界圖。
利用勘測定界測量系統,在整個勘界資料制作過程中,只是在各個程序銜接時才進行人工干涉,其余部分均是計算機根據提供的基礎數據,自動編輯、統計、生成所需勘界資料,從而使整個過程基本實現了自動化,確保了數據的正確性和可靠性。當然,各個單位使用軟件不同,原理和理論依據是相同的,因此即便作業方法和過程不一樣,其成果資料同樣滿足規范要求。
5、結束語
土地整理自2003年開展近十年時間,土地整測量這項專題測量得到了長足的發展,從形式上看它是地形測量和地籍測量的結合,由于它的服務對象、用途和目的不同,說明不是簡單的結合,它有自己的具體內容和特點。各個從事土地整理測量單位根據自身的設備和技術水平,制定了相應的技術方案和作業方法。
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