浅谈数字地籍测绘的特点及在地籍调查中的应用

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  摘要:数字地籍测量和常规地籍测量都是为建立地籍而进行的测绘工作,但是随着地籍向多用途地籍发展,地籍管理向信息化管理迈进,传统地籍测量已经不能满足地籍数字化、信息化的要求。本文通过笔者实际工作经验,简单阐述了数字地籍测量的特点,通过论述几种数字地籍测绘的模式及测量工作流程,对数字地籍测量技术在地籍调查中的应用进行研究探讨。
  关键词:数字地籍测量;地籍调查;权属;应用
  中图分类号:P2 文献标识码: A
  引言
  地籍测量是在权属调查基础上进行的地形测量。权属调查是在现场核实宗地的土地使用者、土地用途等,并通过本宗地与相邻宗地使用者的现场指界,标定宗地界址,丈量宗地界址边长,绘制宗地草图和填写地籍调查表。数字化地籍测量是一种有效采集地籍信息的方法和途径。地籍测量的主要地籍要素是界址点,因此,对界址点的测量要求,决定了地籍测量的仪器、方法和精度,甚至也确定成图的方法。地籍测量不同于一般地形测量,由于其成果是土地登记的重要依据,因此它是一项具有法律性质的测绘工作。
  1.数字地籍测量的特点
  数字地籍测量是利用数字化采集设备以及遥感技术来进行野外数据的获取,然后把数据导入计算机,利用相应的处理软件和绘图软件对其加以处理,最后输出并绘制各种所需的地籍图件和表册的一种自动化测绘技术和方法。它的最大优点是在完成地籍测量的同时可建立地籍图形数据库,并与相应的专题地籍信息系统进行衔接,随着遥感技术的应用,还增强了地籍管理的动态鉴测能力,可以及时地反映土地利用变化情况。
  1.1整体性强 
  在进行数字地籍测量时,可根据河流、道路、街道、街坊等自然或人为线状因素进行测区划分,一旦测区整体控制网建立完成,可对整个测区内的任何位置进行自由实测,而不受图幅限制,减少了常规测量必须解决的的接边问题,测量结果精度均匀,可靠性强。 
  1.2自动化程度高 
   数字地籍测量在数据记录、计算处理等方面具有较高的自动性,而且能够自动成图、绘图,大大提高了测量的效率。同时,数字地籍测量能够给自动用图者提供可处理的数据文件便于与计算机等现代技术相融合。
  1.3精度高 
  数字地籍测量除在点位精度上较传统地籍测量有很大改善外,同时,数字地籍测量过程中,自动化程度高,减少了人为因素如观测、记录、绘图等而造成的测量误差,大大提高了测量精度。
  1.4适用性强 
  数字地籍测量以数字形式存储地籍图,不同类型的地物可以组织在不同的图层,便于图件的数字化处理,可以根据用户的不同需求输出不同详细内容的图件,而且可以方便的获取距离、方位、面积等信息,能够满足多用途的需求,而且这种测量结果有利于数据的共享。
  1.5现势性强 
  数字地籍测量能克服地籍空间连续更新的困难,只需将变更的部分,经过数据处理,可对原有的地籍空间信息和相关的信息作相应的更新。
  2.数字地籍测量的模式
  数字地籍测量模式有野外数字地籍测量、数字摄影地籍测量和内业扫描数字化地籍测量。这三种模式各有优缺点,它们相互补充,可实现地籍信息的全面覆盖采集。 
  2.1野外数字地籍测量模式。这是一种可行和非常值得推荐的测量模式。它主要用于那些尚未测绘大比例尺地籍图的城镇地区,进行大比例尺的城镇地籍调查。该模式通过全站仪、GPS-RTK接收机、电子记录簿、便携式计算机、掌上电脑等硬件设备组合,可形成不同的模式对野外数据进行采集、存储,然后将数据经过后续软件处理,便可得到所测地区的大比例尺地籍图以及其他各种专题图,同时还可为建立所测地区的地籍数据库提供基础数据。 
  2.2数字摄影地籍测量模式。该模式的数据采集方式是基于数字影像和摄影測量的基本原理,以航空相片为数据采集对象,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法,在数字影像上利用专业的摄影测量软件采集和处理数据,从而生成所需要的基本地籍图和各种专题地籍图,如土地利用现状图,这种模式在2008年的全国第二次土地调查及近几年的土地变更调查中被广泛应用。 
  2.3内业扫描数字化地籍测量模式。该模式数据采集是先利用扫描仪或数字化仪对已有地籍图或地形图进行数字化,采集数字化地籍要素相关数据,然后将全野外测量得到的界址点的坐标数据或把巳有界址点的坐标数据录入计算机,最后将这两部分数据叠加并在数据处理软件的控制下得到各种地籍图和表册。
  3.数字地籍测量工作流程
  数字地籍测量是地籍测量中的一种先进的技术和方法,实质上是一个融地籍测量外业、内业于一体的综合性作业系统,是计算机技术用于地籍管理的必然结果。它的最大优点是在完成地籍测量的同时可建立地籍图形数据库,从而为实现现代化地籍管理奠定了基础。
  数字地籍测量是利用数字化采集设备采集各种地籍信息数据,传输到计算机中,再利用相应的应用软件对采集的数据加以处理,最后输出并绘制各种所需的地籍图件和表册的一种自动化测绘技术和方法。其作业流程如图1所示。下面就从数据采集、数据处理、成果输出以及数据存储管理方面简要介绍数字地籍测量作业流程。
  
  
  
  图1、数字化地籍测量作业流程
  3.1数据采集
  数据采集过程就是利用一定的仪器和设备,获取有关的地籍要素信息数据,并按照规定的格式存储在相应的记录介质上或直接传输给数据处理设备的过程。根据采样所使用的仪器以及作业方法的不同,目前常用的方法有以下几种:
  3.1.1测记法
  全站仪+电子记录簿
  这种采集方式是利用全站仪在野外实地测量各种地籍要素数据,在数据采集软件的控制下实时传输给电子手簿,经过预处理后按照相应的格式存储在数据文件中,同时配绘草图或进行有码作业。
  3.1.2电子平板法
  全站仪+便携式计算机或掌上电脑+相应软件
  这是一种集数据采集和数据处理于一体的数字式地籍测量方式,由全站仪在实地采集全部地籍要素数据,由通信电缆将数据实时传输给便携机,数据处理软件实时处理并显示所测地籍要素的符号和图形,原始采样数据和处理后的有关数据均记录于相应的数据文件或数据库中。
  3.1.3数字化法
  这种数据采集方式是用扫描数字化方法对已有大比例尺地形图采集数字化地籍要素(不包括各宗地的界址点)数据,而界址点的坐标数据则由野外实际测量,然后将这两部分数据叠加并在数据处理软件的控制下得到各种地籍图和表册。
  3.1.4航片量测法
  这种采集数据的方式是以航空相片为数据采集对象,利用数字化航测技术在航片上采集地籍数据,并通过电子坐标数据接口与计算机串行接口相连接,由软件来处理采集的数据,从而获得所需要的地籍图。
  3.2数据处理
  对于用不同的方法采集到的数据,经过通信接口及相应的通讯软件传输给计算机,然后经过相应的预处理软件处理,将数据转化为某种标准的数据格式,最后经数据处理软件的处理计算出各宗地的面积,绘制宗地图和地籍图。
  3.3成果输出
  经过数据处理之后,便可按照《城镇地籍调查规程》,输出地籍测量所需要的各项成果
  3.4数据库管理
  为了便于今后地籍变更以及地籍信息的自动化管理,所采集的原始数据和经过处理的有关数据均需加以存贮,并建立地籍数据库,为地籍信息系统提供数据。
  4.数字地籍测量应用概述
  4.1权属调查
  权属调查工作是对该某测区申请登记的全部宗地进行调查已核实宗地的权属,确认宗地的界址,宗地的位置和土地的利用情况,调查的基本单元式宗地。
  4.1.1权属调查的准备工作
  确定调查的范围,采用前期所测的地形图,划分街道、街坊及宗地,按计划发放指界通知单,对调查组进行分工。
  4.1.2宗地权属调查的情况
  宗地权属调查是调查员现场对调查宗地的土地使用者、土地的使用者性质、土地权属的性质、权属的来源情况、宗地使用者权属情况、它项权利情况、权属来源证明材料上的土地使用者与申请书上的使用者是否一致、土地实际用途是否与批准用途是否一致、核实,并现场填写调查表,绘制调查草图。
  4.1.3界址调查
  界址调查是权属调查的核心,并且是地籍调查的核心工作。一般土地使用者最关心的也是权属界址的认定,因此调查员应认真地实事求是的进行现场调查,要求调查人员走到、看到、问到的工作作风。
  4.2地籍平面控制网的布设原则
  地籍平面控制网包括基本控制网和地籍图根控制网。基本控制网分为二、三、四等控制网和一、二级控制网。根据城镇规模,各等级控制网均可作为城镇首级控制,为满足测绘地籍图需要,要在基本控制网点的基础上布设地籍图根控制网,可根据实际需要按两级布设。城镇地籍平面控制网的布设原则是:
  4.2.1应遵循“从高级到低级”、“从整体到局部”、“分级布网逐级控制”的原则。首级网应一次全面布设,加密网可视地籍测量的次序,分期分批布设,具备条件的城镇也可布设全面网或越级布网。
  4.2.2城镇地籍平面控制网尽量利用已有的等级控制网(国家三角网或城市平面控制网)进行加密,但对原有成果必须进行可靠地分析和检测,以符合现行规程要求。
  4.2.3坐标系统的选择。《规程》中规定:“地籍平面控制测量坐标系统尽量采用国家统一坐标系统,条件不具备的地区可采用地方坐标系或任意坐标系。”即地籍平面控制网的坐标系统最好和国家统一坐标系取得一致,但为满足地籍及城市管理工作的需要,应要求由地籍测量中反算的边长(如用解析法施测界址点坐标反算的界址边长)与实量的边长尽可能相符,即要求长度的相对变形限值为1/40000或2.5cm/km,当长度的相对变形值大于2.5cm/km时可采用:投影于抵偿高程面上的高斯正形投影3度带的平面直角坐标系统;高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统,投影面可采用黄海平均海水面或城镇平均高程面,即所谓地方坐标系或任意坐标系。
  4.2.4地籍控制点要有足够的密度。每幅地籍图内至少有3个相互通视的埋石控制点。图根控制点的密度既要顾及测图比例尺精度,又要保证从测站到界址点的量距长度小于50米(使用全站仪或半站仪时长度可适当放宽)。尤其在建筑密集的城区,控制点间距还要小。故按傳统的仪器、工具和方法作业,地籍控制点的密度一般要比地形测量控制点的密度大。
  4.3界址点测量
  界址点既是确定土地权属界线的法律依据,具有法律效力,又是计算土地权属面积的基础数据,其精度将直接影响土地面积的计算精度。在地籍测量中界址点及其相邻精度都将发挥重要的作用,实践中应该对其提出较高的精度要,界址点精度要求见表1。
  表1、界址点精度及适用范围
  
  
  
  注:界址点对邻近图根点点位中误差系指用解析法勘丈界址点应满足的精度要求;界址点间距允许误差及界址点与邻近地物点关系距离允许误差系指各种方法勘丈界址点应满足的精度要求。
  4.3.1极坐标法
  所谓极坐标法即在已知坐标的测站点(A)上安置全站仪或测距经纬仪,在测站(B)定向后,观测测站点至碎部点(P)的方向、天顶距和斜距,进而计算碎部点的平面直角坐标。如图3-1所示。
  
  
  图3-1 极坐标法碎部测量
  已知数据A(XA, YA),B(XB, YB),观测数据β,S,则界址点P的坐标P(XP, YP)为:
  XP= XA+S cos(αAB+β)(3-1)
  YP= YA+S sin(αAB+β)(3-2)
  4.3.2方向交会法
  实际测量中当有部分碎部点不能到达时,可以利用方向交会法计算碎部点的坐标。常用的方法是两个测站的前方交会。
  4.3.3量距法
  如果部分碎部点受到通视条件的限制不能用全站仪直接观测计算坐标,则可根据周围已知点通过丈量距离计算碎部点的坐标。常用方法有距离交会法。
  4.3.4 GPS-RTK测量法
  将一台GPS接收机安置于参考测站上,连续跟踪卫星进行载波相位测量,其他接收机在流动站上作业,仅需一人背着仪器,观测时间只需要2~5秒钟,就可以满足界址点精度要求。
  5.结束语
  数字地籍测量作为地籍测量的一个分支,数字地籍测量也必须遵循地籍测量的基本理论与基本方法,但是作为计算机等新技术应用于地籍测量的结果,数字地籍测量与传统地籍测量又有着明显的区别。随着计算机技术的突飞猛进,数字地籍测量必然取代传统地籍测量,成为现代地籍测量的主要方法。
  参考文献:
  [1]詹长根,唐祥云. 地籍测量学. 武汉.武汉大学出版社,2006
  [2]潘正风、杨正尧 《数字测图原理与方法》.武汉:武汉测绘科技大学出版社,2003 年
  [3] 全国第二次土地调查技术规程,2007
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