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摘要：针对传统土地年度变更调查存在的缺点，本文提出一种基于“调查之星”技术年度变更调查方法。该方法可以在野外自动地采集变更地块坐标信息以及相关属性信息，可智能的与徐州城乡一体化地籍信息系统进行数据交换，并容易实现变更地块的更新入库，对于不同地区相关工作的开展具有一定的借鉴意义。
关键词：变更调查；调查之星；VCT；地籍
1、引言
土地变更调查，是在土地利用现状调查成果和以此建立的初始地籍成果的基础上，采用一定的调查方法，对土地变更的内容，包括地类、土地权属单位、权属性质、权属界线及面积的每年变化进行调查，是土地管理中一项重要的基础性工作，是确保土地利用现状调查成果资料的准确性与现势性的重要手段。徐州市国土资源局早就意识到土地年度变更调查的重要性，从1999年开始徐州市就根据国土资源部要求开展了每年一次的土地年度变更调查工作，并同步开展了日常地籍变更调查。但由于调查精度、技术及时效等原因，年度变更的图件和数据与土地管理的实际需要之间存在较大的差距。存在的主要问题有：(一)由于城市改造速度快，初始调查、地籍更新调查布设的控制网点基本被破坏殆尽，给日常地籍变更工作造成了极大地不便，严重影响了工作效率，有时因变更地块周围无法找到控制点而使日常变更工作不能进行。(二)由于技术水平限制，目前仍未摆脱年末进行变更调查的传统模式，并且土地调查手段仍在继续沿用皮尺勘丈方式；对于复杂形状新增地物或几十公里长的道路，因为缺少相关的技术手段，无法及时变更。(三)目前我国“3s”技术在土地更新调查中的应用，仅适用于1:1万及以下的土地利用基础图件，并且仅停留在较初级的阶段，“3S"集成技术在大比例尺土地调查中的应用还处于研究、实验、探索阶段。
因此，传统的土地变更调查工作方式很难满足土地行业的要求，严重地制约了国土资源的保护和利用。在信息技术高度发达的今天，迫切需要新的测绘技术能投入到土地变更调查领域。
2、“调查之星”技术简介
随着航天技术、微电子技术、通信技术和测绘技术的飞速发展，遥感卫星和全球卫星定位系统应运而生。这两项技术的诞生，引起了测绘史上划时代的革命，并且以其定位精度高、定位全天候、投入人力物力少等特点而被广泛的应用到军事、测绘、交通等领域，并且取得了显著的经济和社会效益。为改善我国土地调查的现状，中国测绘研究院、东南大学、以及北京地星科技发展有限公司共同开展了“3S”集成技术——“调查之星”在土地变更调查中的应用项目研究工作，并取得可喜的成果。
“调查之星”是一套安装在掌上电脑内PDA—GIS野外数据采集系统，它是以土地利用标准数据库(VCT)矢量图为作业底图，以网格算法调用矢量底图，以实时串口接收GPS差分或单点定位数据。使用它可以根据用户的不同需求快速、准确的完成土地变更调查工作，并提供实时的矢量图信息和绝对点位坐标信息。
3、调查之星基站与服务器的建设
3.1基站与服务器建设的意义
因为目前单频CPS接收机的单点定位精度一般为3—5米，这样的定位精度不能满足大比例尺土地变更调查要求。而GPS／PDA技术要想获取高精度的点位坐标，一般需要采取事后差分方式，但这种方式外业采集数据量大，内业数据处理工作繁琐，并且现场得不到准确的定位结果。为解决这一弊端，必须事先建立GPS基站与服务器，然后利用基站与服务器给出的差分改正信息修正移动站的数据，从而削去卫星轨道误差和卫星钟差，并大大减弱了电离层效应的影响，提高了定位精度。
3.2基站与服务器的建设与联测
徐州市的“调查之星”基站架设于徐州市铜山县国土资源局楼顶，同时还完成一系列基站与相关配套设施的架设与测试工作。另外为了能计算出差分信息，还应当对基站点进行坐标联测，以获取基站点的精确坐标。坐标联测时，选择了六堡水库、刘集、李窝三个控制点，其中刘集为国家三等点。坐标联测采用三台套“调查之星”数据采集系统，由事后差分解算得到基站的WGS84坐标；由已知控制点的WGS84平面和北京54平面坐标，求得WGS84坐标向北京54坐标的转换参数，利用该参数计算得到基站的北京54平面坐标。至此得到了基站的WGS84坐标和北京54坐标。
4、基于“调查之星”技术的外业调查
土地野外变更调查的目的，就是要精确地获取变更地块的坐标界线范围信息、变更前后的土地用地类型、权属性质以及权利人等相关信息，然后据此来更新土地利用现状数据库。
4.1工作底图VCT的转入
虽然“调查之星”技术可以直接获取变更地块界址点的坐标信息，但为了便于对“调查之星”所测坐标进行检核，同时为了方便野外调查，有条件的地方，应当将底土转入并配合使用。因为“调查之星”使用的PDA数据处理能力有限，而VCT格式结构复杂，数据量大，所以不能直接使用，必须将底图转换成“调查之星”专用的SK格式，并且要同时保证每幅底图大小不要超过5M。转换方法，就是使用SKTool直接转换。SKTool是“调查之星”的一个转换工具，运行在WINDOWS 2000／XP操作系统环境下。它能够将VCT格式转换为在PDA内使用的sK底图格式，或者将SK格式转换成VCT格式。
4.2变更点位坐标的测定
变更调查的关键就是要精确地获取变更地块的界址点坐标，并以此为基础绘制出变更地块的界线范围。当进行变更调查时，调查人员需将“调查之星”接收机天线立于变更地块的拐点上10秒钟，以便采集GPS单点定位信息以及由GPRS公网传输的基站GPS差分信息。在实际作业中，移动站开机后自动登录GPRS网络，并与服务器建立通讯；服务器为了网络安全，同时也要对每个移动站进行身份认证；服务器接收来自基站的差分改正信息，并通过Internet接入GPRS网络，将数据传送给移动站；移动站利用差分信息对接收的GPS数据进行坐标修正，便可以在野外直接获取变更地块界址点的精确坐标。
4.3变更地块图形的绘制与属性录入
当变更地块所有必要的界址点采集完毕之后，就可以使用“调查之星”野外数据采集系统提供的一系列编辑与制图功能将变更地块的界线范围绘制出来，并同时记录其相关属性信息。如图1，正在进行天邦制衣厂变更宗地数据的采集。“调查之星”野外数据采集系统提供了丰富的数据编辑与制图功能，它可进行矢量放大、缩小、自漫游，选取网格、屏幕取点、选图斑、选点、框选、信息查询等操作，另有辅助功能如两点间距离求取、面积求取、前方交汇、显示容差等等功能，可以根据用户的不同需求快速、准确地完成野外土地调查工作。
5、内业数据处理
内业数据处理的目的就是以外业数据采集信息为基础，对土地利用现状数据库中的相应图斑进行变更，从而保证土地利用数据库的现势性。内业数据处理工作相对比较复杂，因为它不仅涉及到与不同地区土地利用现状数据库的接口问题，而且还涉及到点、线、面等图层的变更处理问题。下面就以徐州地区的土地利用现状数据库为例，介绍一种内业数据处理方法。
5.1变更区域数据的转出
在内业数据处理之前，首先应将“调查之星”外业采集的变更地块信息导人到土地利用现状数据库中。因为徐州土地利用现状数据库预留了与VCT的接口，所以首先应将“调查之星”采集的外业原始数据通过“调查之星”转换工具SKTool转换成VCT格式，然后再利用徐州城乡一体化地籍信息系统的转换工具将外业VCT数据导入徐州土地利用现状数据库。转换时需要设置VCT文件的路径以及投影带的相关信息，如图2。转换完成后。在徐州土地利用现状数据库中会自动生成相关的图层，这主要取决于“调查之星”的图层分层设置信息，如“调查之星”采用TBDL层来存储变更地块的界线范围与地类信息，数据转换后，在徐州土地利用现状数据库中会生成TBDL图层，所有变更地块的界线范围信息都存储在该图层上，如图3。
5.2数据库的更新
外业调查界线范围数据转入后，城乡一体化地籍信系统就可以根据此界线范围，对土地利用现状数据库中的数据进行变更处理。因为徐州城乡一体化地籍信息系统点、线、面分层存储——采用YTH-DZDL存储点图斑，采用YTH-XZDL存储线图斑，采用YTH-MZDL存储面状图斑；所以在变更的时候，三层要同时进行更新。
5.2.1面状图斑的变更
面图斑变更时，需要将变更地块的界线范围与土地利用现状数据库中的面状图斑同时读入，利用数据处理工具，将面状图斑按照变更地块的界线范围进行切割，删除界线范围内的面图斑数据。然后根据变更地块界线范围新增一个图斑，并同时根据野外采集的属性信息添加新图斑地类、权属性质与图斑编号等属性，应当注意在添加图斑号属性时。应当保证同一个行政村的图斑号不要重复。
5.2.2线状图斑的变更
在数据库变更的时候，为了保证不同图层之间数据的逻辑一致性，往往还要进行线状图斑的变更。如农用地变成建设用地时，一般情况下农用地范围内的线状图斑(沟渠或农村道路等)应当同时被删除。线图斑变更时不能简单删除，因为有的线状地物比较长，可能超出变更界线的范围，所以应当先根据变更界线的范围对线图斑进行切割，然后再删除变更界线范围内的线状图斑。
5.2.3其它图层的变更与地图整饰
如果在变更界线范围内，其它图层中也有数据，此时也需要参照上述方法实施图层变更。当所有图层变更完毕之后，还要进行地图的整饰。即进行老图斑号地类号位置的调整。新图斑号地类号的注记，新图斑权属单位的注记等等，如图4。
6、结语
与常规土地变更调查方法相比，基于“调查之星”技术的土地变更调查方法，作业开展灵活——一般情况1—2人就可以展开作业，并且不需要控制点信息；野外调查速度快——按照以往调查经验，每天每组可以实现30块左右宗地数据的采集工作；外业数据采集的精度高——系统升级后，“调查之星”采集的点位精度可以达到厘米级，甚至毫米级；并且容易实现数据更新入库——“调查之星”预留与国标地籍数据(VCT)的接口，很容易实现与相关地籍软件的数据交换。因此，“调查之星”的推广应用必将取得良好的经济效益与社会效益。
关键词：变更调查；调查之星；VCT；地籍
1、引言
土地变更调查，是在土地利用现状调查成果和以此建立的初始地籍成果的基础上，采用一定的调查方法，对土地变更的内容，包括地类、土地权属单位、权属性质、权属界线及面积的每年变化进行调查，是土地管理中一项重要的基础性工作，是确保土地利用现状调查成果资料的准确性与现势性的重要手段。徐州市国土资源局早就意识到土地年度变更调查的重要性，从1999年开始徐州市就根据国土资源部要求开展了每年一次的土地年度变更调查工作，并同步开展了日常地籍变更调查。但由于调查精度、技术及时效等原因，年度变更的图件和数据与土地管理的实际需要之间存在较大的差距。存在的主要问题有：(一)由于城市改造速度快，初始调查、地籍更新调查布设的控制网点基本被破坏殆尽，给日常地籍变更工作造成了极大地不便，严重影响了工作效率，有时因变更地块周围无法找到控制点而使日常变更工作不能进行。(二)由于技术水平限制，目前仍未摆脱年末进行变更调查的传统模式，并且土地调查手段仍在继续沿用皮尺勘丈方式；对于复杂形状新增地物或几十公里长的道路，因为缺少相关的技术手段，无法及时变更。(三)目前我国“3s”技术在土地更新调查中的应用，仅适用于1:1万及以下的土地利用基础图件，并且仅停留在较初级的阶段，“3S"集成技术在大比例尺土地调查中的应用还处于研究、实验、探索阶段。
因此，传统的土地变更调查工作方式很难满足土地行业的要求，严重地制约了国土资源的保护和利用。在信息技术高度发达的今天，迫切需要新的测绘技术能投入到土地变更调查领域。
2、“调查之星”技术简介
随着航天技术、微电子技术、通信技术和测绘技术的飞速发展，遥感卫星和全球卫星定位系统应运而生。这两项技术的诞生，引起了测绘史上划时代的革命，并且以其定位精度高、定位全天候、投入人力物力少等特点而被广泛的应用到军事、测绘、交通等领域，并且取得了显著的经济和社会效益。为改善我国土地调查的现状，中国测绘研究院、东南大学、以及北京地星科技发展有限公司共同开展了“3S”集成技术——“调查之星”在土地变更调查中的应用项目研究工作，并取得可喜的成果。
“调查之星”是一套安装在掌上电脑内PDA—GIS野外数据采集系统，它是以土地利用标准数据库(VCT)矢量图为作业底图，以网格算法调用矢量底图，以实时串口接收GPS差分或单点定位数据。使用它可以根据用户的不同需求快速、准确的完成土地变更调查工作，并提供实时的矢量图信息和绝对点位坐标信息。
3、调查之星基站与服务器的建设
3.1基站与服务器建设的意义
因为目前单频CPS接收机的单点定位精度一般为3—5米，这样的定位精度不能满足大比例尺土地变更调查要求。而GPS／PDA技术要想获取高精度的点位坐标，一般需要采取事后差分方式，但这种方式外业采集数据量大，内业数据处理工作繁琐，并且现场得不到准确的定位结果。为解决这一弊端，必须事先建立GPS基站与服务器，然后利用基站与服务器给出的差分改正信息修正移动站的数据，从而削去卫星轨道误差和卫星钟差，并大大减弱了电离层效应的影响，提高了定位精度。
3.2基站与服务器的建设与联测
徐州市的“调查之星”基站架设于徐州市铜山县国土资源局楼顶，同时还完成一系列基站与相关配套设施的架设与测试工作。另外为了能计算出差分信息，还应当对基站点进行坐标联测，以获取基站点的精确坐标。坐标联测时，选择了六堡水库、刘集、李窝三个控制点，其中刘集为国家三等点。坐标联测采用三台套“调查之星”数据采集系统，由事后差分解算得到基站的WGS84坐标；由已知控制点的WGS84平面和北京54平面坐标，求得WGS84坐标向北京54坐标的转换参数，利用该参数计算得到基站的北京54平面坐标。至此得到了基站的WGS84坐标和北京54坐标。
4、基于“调查之星”技术的外业调查
土地野外变更调查的目的，就是要精确地获取变更地块的坐标界线范围信息、变更前后的土地用地类型、权属性质以及权利人等相关信息，然后据此来更新土地利用现状数据库。
4.1工作底图VCT的转入
虽然“调查之星”技术可以直接获取变更地块界址点的坐标信息，但为了便于对“调查之星”所测坐标进行检核，同时为了方便野外调查，有条件的地方，应当将底土转入并配合使用。因为“调查之星”使用的PDA数据处理能力有限，而VCT格式结构复杂，数据量大，所以不能直接使用，必须将底图转换成“调查之星”专用的SK格式，并且要同时保证每幅底图大小不要超过5M。转换方法，就是使用SKTool直接转换。SKTool是“调查之星”的一个转换工具，运行在WINDOWS 2000／XP操作系统环境下。它能够将VCT格式转换为在PDA内使用的sK底图格式，或者将SK格式转换成VCT格式。
4.2变更点位坐标的测定
变更调查的关键就是要精确地获取变更地块的界址点坐标，并以此为基础绘制出变更地块的界线范围。当进行变更调查时，调查人员需将“调查之星”接收机天线立于变更地块的拐点上10秒钟，以便采集GPS单点定位信息以及由GPRS公网传输的基站GPS差分信息。在实际作业中，移动站开机后自动登录GPRS网络，并与服务器建立通讯；服务器为了网络安全，同时也要对每个移动站进行身份认证；服务器接收来自基站的差分改正信息，并通过Internet接入GPRS网络，将数据传送给移动站；移动站利用差分信息对接收的GPS数据进行坐标修正，便可以在野外直接获取变更地块界址点的精确坐标。
4.3变更地块图形的绘制与属性录入
当变更地块所有必要的界址点采集完毕之后，就可以使用“调查之星”野外数据采集系统提供的一系列编辑与制图功能将变更地块的界线范围绘制出来，并同时记录其相关属性信息。如图1，正在进行天邦制衣厂变更宗地数据的采集。“调查之星”野外数据采集系统提供了丰富的数据编辑与制图功能，它可进行矢量放大、缩小、自漫游，选取网格、屏幕取点、选图斑、选点、框选、信息查询等操作，另有辅助功能如两点间距离求取、面积求取、前方交汇、显示容差等等功能，可以根据用户的不同需求快速、准确地完成野外土地调查工作。
5、内业数据处理
内业数据处理的目的就是以外业数据采集信息为基础，对土地利用现状数据库中的相应图斑进行变更，从而保证土地利用数据库的现势性。内业数据处理工作相对比较复杂，因为它不仅涉及到与不同地区土地利用现状数据库的接口问题，而且还涉及到点、线、面等图层的变更处理问题。下面就以徐州地区的土地利用现状数据库为例，介绍一种内业数据处理方法。
5.1变更区域数据的转出
在内业数据处理之前，首先应将“调查之星”外业采集的变更地块信息导人到土地利用现状数据库中。因为徐州土地利用现状数据库预留了与VCT的接口，所以首先应将“调查之星”采集的外业原始数据通过“调查之星”转换工具SKTool转换成VCT格式，然后再利用徐州城乡一体化地籍信息系统的转换工具将外业VCT数据导入徐州土地利用现状数据库。转换时需要设置VCT文件的路径以及投影带的相关信息，如图2。转换完成后。在徐州土地利用现状数据库中会自动生成相关的图层，这主要取决于“调查之星”的图层分层设置信息，如“调查之星”采用TBDL层来存储变更地块的界线范围与地类信息，数据转换后，在徐州土地利用现状数据库中会生成TBDL图层，所有变更地块的界线范围信息都存储在该图层上，如图3。
5.2数据库的更新
外业调查界线范围数据转入后，城乡一体化地籍信系统就可以根据此界线范围，对土地利用现状数据库中的数据进行变更处理。因为徐州城乡一体化地籍信息系统点、线、面分层存储——采用YTH-DZDL存储点图斑，采用YTH-XZDL存储线图斑，采用YTH-MZDL存储面状图斑；所以在变更的时候，三层要同时进行更新。
5.2.1面状图斑的变更
面图斑变更时，需要将变更地块的界线范围与土地利用现状数据库中的面状图斑同时读入，利用数据处理工具，将面状图斑按照变更地块的界线范围进行切割，删除界线范围内的面图斑数据。然后根据变更地块界线范围新增一个图斑，并同时根据野外采集的属性信息添加新图斑地类、权属性质与图斑编号等属性，应当注意在添加图斑号属性时。应当保证同一个行政村的图斑号不要重复。
5.2.2线状图斑的变更
在数据库变更的时候，为了保证不同图层之间数据的逻辑一致性，往往还要进行线状图斑的变更。如农用地变成建设用地时，一般情况下农用地范围内的线状图斑(沟渠或农村道路等)应当同时被删除。线图斑变更时不能简单删除，因为有的线状地物比较长，可能超出变更界线的范围，所以应当先根据变更界线的范围对线图斑进行切割，然后再删除变更界线范围内的线状图斑。
5.2.3其它图层的变更与地图整饰
如果在变更界线范围内，其它图层中也有数据，此时也需要参照上述方法实施图层变更。当所有图层变更完毕之后，还要进行地图的整饰。即进行老图斑号地类号位置的调整。新图斑号地类号的注记，新图斑权属单位的注记等等，如图4。
6、结语
与常规土地变更调查方法相比，基于“调查之星”技术的土地变更调查方法，作业开展灵活——一般情况1—2人就可以展开作业，并且不需要控制点信息；野外调查速度快——按照以往调查经验，每天每组可以实现30块左右宗地数据的采集工作；外业数据采集的精度高——系统升级后，“调查之星”采集的点位精度可以达到厘米级，甚至毫米级；并且容易实现数据更新入库——“调查之星”预留与国标地籍数据(VCT)的接口，很容易实现与相关地籍软件的数据交换。因此，“调查之星”的推广应用必将取得良好的经济效益与社会效益。