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摘 要:GPS卫星全球定位技术的发展应用,将导致测绘行业一场深刻的技术革命,GPS技术在土地测绘中的作用将更为重要,它缩短了时间,提高了精度,可产生巨大的经济效益和社会效应。
关键词:GPS定位技术;土地测绘;定位工具
一、GPS测量方法简介
GPS作为一种当前最先进的定位工具正成为地籍信息十分重要的数据采集工具。近几年来,GIS型GPS接收机用于采集地面上的位置数据及详细的属性信息正日益发展。GPS只提供地理空间位置,地籍空间数据还应该包括属性信息。例如地籍信息系统中一条道路包括了该路的一系列点的空间坐标及该道路的属性信息(宽度、等级等),而GPS只能在外业采集到一系列离散点的空间坐标。要想让这些点连成道路并知道其属性信息,就必须在外业采集这些离散点时加以说明和描述。说明和描述的方法可以借鉴大比例尺机助成图中采用的数据字典技术。数据字典是描述属性及空间数据间相互关系的字符集。利用GPS采集数据时,数据字典带有属性和特征项,特征项反映了被测点的特征。如Tree表示树,是孤立点,不与其他任何点相连;Road表示道路,则带有Road的点要连起来。利用GPS采集数据时,一般都配有电子手簿或掌上电脑。测定了某位置后,可以在电子手簿上输入其相应的特征和属性项。利用GPS采集地籍空间数据是切实可行的,但实际应用中要注意以下几个问题:
(1)GPS定位模式和精度要与地籍信息系统匹配。GPS定位精度及模式多种多样,确定GPS处理方法之前一定要仔细研究以达到地籍数据所需要精度。
(2)坐标系统的转换。由于GPS定位采用的是WGS-84坐标系,因此它测出的坐标与一般的GIS(如地籍空间数据)不相同,必须将WGS-84坐标进行转换,我国目前绝大多数的GIS系统采用1954年北京坐标系的平面投影方式,因此,要对WGS-84坐标进行坐标转换及投影变换,才能满足地籍测量的要求。
二、GPS技术在地籍测量中的应用
GPS卫星定位技术的迅速发展,给测绘工作带来了革命性的变化,也对地籍测量工作,特别是地籍控制测量工作带来了巨大的影响。应用GPS进行地籍控制测量,点与点之间不要求互相通视,这样避免了常规地藉测量控制时,控制点位选取的局限条件,并且布设成GPS网状结构对GPS网精度的影响也甚小。由于GPS技术具有布点灵活、全天候观测、观测及计算速度快、精度高等优点,使GPS技术在国内各省市的城镇地籍控制测量中得以广泛应用。利用GPS技术进行地籍测量的控制,没有常规三角网(锁)布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁琐要求,只要使用的GPS仪器精度与等级控制精度匹配,控制点位的选取符合GPS点位选取要求,那么所布设的GPS网精度就完全能够满足地籍测量规程要求。
⒈GPS地籍控制网点的精度和密度
地籍测量的首要任务,是进行全测区的控制测量,它是测绘地籍图件和数据采集的基础,而地籍控制网点的精度和密度,主要是为满足测量土地权属范围的特征点,即界址点服务。网点密度,GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。由于城镇地区界址点密度较大,故在保证网点的点位精度条件下,控制点密度力求增大到便于测定界址点,必要时在GPS网下再加密一级图根导线,便于能直接从图根点测定界址点。GPS各边比常规网边长变化幅度大并且长短边结合灵活方便,因此,各级网可视需要分期布设,也可一次性混合布设到需要的密度。
⒉位置基准点的偏差对GPS网的影响
当应用GPS定位技术代替常规测量建立地籍控制网时,由于GPS定位得到的是WGS-84坐标系的三维坐标差,故GPS在参考椭球面上的网形与其在参考椭球面上的位置基准有关。在经度方向上位置基准的偏差能使GPS网产生整体旋转,但对于一定范围、高差较小的GPS网而言,其位置基准在经纬度方向上的偏差(一般100m以内)对投影在椭球上网形的影响可忽略不计,对于高差大的GPS网则要求有较精确的起算数据。由于位置基准在高程方向的偏差使投影在椭球面上的GPS网的尺度发生变化,所以,可用常规方法测定高程。
三、GPS技术引入地籍细部测量
地籍细部测量是地籍调查不可分割的组成部分,目的是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。由地籍调查规程所知,在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量,对于城镇街坊外围界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10cm,城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差差为15cm。利用GPS RTK技术完全能满足上述精度要求,建议在适合布设GPS点的部分测区使用该项技术。对于影响GPS卫生信号接收的遮蔽地带使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具,采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘丈,这样有利于加快地。
四、GPS技术在勘测定界和土地动态监测中的应用
建设用地勘测定界是确定建设用地的位置、面积等方面的测绘,它为政府部门审批用地提供基础数据。利用GPS的RTK技术迸行勘测定界,完全能满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求,且效率高,受条件限制小,特别是对铁路、公路、河流等线状用地效果更为明显。
土地利用动态监测是对土地利用的变化状况迸行及时准确的调查,为合理利用土地资源,为政府和各级土地管理部门制定各项政策,落实各种管理措施提供依据。传统的野外测量受限于条件、地形等多方面因素的制约,并且不能及时反映土地利用的动态变化。使用手持式差分型GPS接收机,能快速和方便地测量点、线和面,井记录其所规定的属性信息。手持式差分型GPS接收机适用于各种情况的土地监测,差分改正后精度可以达到1—5m,加分米级处理器定位精度大于0.5m,其精度完全满足土地利用现状调查及土地动态监测的精度要求。有传统测量无法比拟的速度快、效率高的特点。
五、GPS技术在建立地籍信息系统中的应用
地籍信息系统主要包括行政界线、宗地界线和宗地属性及地表覆盖物的几何位置、形状及倩况。地籍信息系统的精度受控制网精度的影响。地籍信息的时效性,决定了地籍信息必须具有动态更新功能。利用GPS定位技术来完成信息系统数据的采集。记录,建立控制网络数据库,将为信息系统向现代化、自动化、网络化发展奠定坚实的基础。使用最新的GPS PruXR和ProXRS系统,用户可以在短时间内采集到高精度的数据,可以构成成图及GIS应用的强大工具。
随着GPS卫星全球定位技术的发展应用,将导致测绘行业一场深刻的技术革命,特别是3S技术的结合,GPS技术在土地测绘中的作用将更为重要,它缩短了时间,提高了精度,可产生巨大的经济效益和社会效应。
关键词:GPS定位技术;土地测绘;定位工具
一、GPS测量方法简介
GPS作为一种当前最先进的定位工具正成为地籍信息十分重要的数据采集工具。近几年来,GIS型GPS接收机用于采集地面上的位置数据及详细的属性信息正日益发展。GPS只提供地理空间位置,地籍空间数据还应该包括属性信息。例如地籍信息系统中一条道路包括了该路的一系列点的空间坐标及该道路的属性信息(宽度、等级等),而GPS只能在外业采集到一系列离散点的空间坐标。要想让这些点连成道路并知道其属性信息,就必须在外业采集这些离散点时加以说明和描述。说明和描述的方法可以借鉴大比例尺机助成图中采用的数据字典技术。数据字典是描述属性及空间数据间相互关系的字符集。利用GPS采集数据时,数据字典带有属性和特征项,特征项反映了被测点的特征。如Tree表示树,是孤立点,不与其他任何点相连;Road表示道路,则带有Road的点要连起来。利用GPS采集数据时,一般都配有电子手簿或掌上电脑。测定了某位置后,可以在电子手簿上输入其相应的特征和属性项。利用GPS采集地籍空间数据是切实可行的,但实际应用中要注意以下几个问题:
(1)GPS定位模式和精度要与地籍信息系统匹配。GPS定位精度及模式多种多样,确定GPS处理方法之前一定要仔细研究以达到地籍数据所需要精度。
(2)坐标系统的转换。由于GPS定位采用的是WGS-84坐标系,因此它测出的坐标与一般的GIS(如地籍空间数据)不相同,必须将WGS-84坐标进行转换,我国目前绝大多数的GIS系统采用1954年北京坐标系的平面投影方式,因此,要对WGS-84坐标进行坐标转换及投影变换,才能满足地籍测量的要求。
二、GPS技术在地籍测量中的应用
GPS卫星定位技术的迅速发展,给测绘工作带来了革命性的变化,也对地籍测量工作,特别是地籍控制测量工作带来了巨大的影响。应用GPS进行地籍控制测量,点与点之间不要求互相通视,这样避免了常规地藉测量控制时,控制点位选取的局限条件,并且布设成GPS网状结构对GPS网精度的影响也甚小。由于GPS技术具有布点灵活、全天候观测、观测及计算速度快、精度高等优点,使GPS技术在国内各省市的城镇地籍控制测量中得以广泛应用。利用GPS技术进行地籍测量的控制,没有常规三角网(锁)布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁琐要求,只要使用的GPS仪器精度与等级控制精度匹配,控制点位的选取符合GPS点位选取要求,那么所布设的GPS网精度就完全能够满足地籍测量规程要求。
⒈GPS地籍控制网点的精度和密度
地籍测量的首要任务,是进行全测区的控制测量,它是测绘地籍图件和数据采集的基础,而地籍控制网点的精度和密度,主要是为满足测量土地权属范围的特征点,即界址点服务。网点密度,GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。由于城镇地区界址点密度较大,故在保证网点的点位精度条件下,控制点密度力求增大到便于测定界址点,必要时在GPS网下再加密一级图根导线,便于能直接从图根点测定界址点。GPS各边比常规网边长变化幅度大并且长短边结合灵活方便,因此,各级网可视需要分期布设,也可一次性混合布设到需要的密度。
⒉位置基准点的偏差对GPS网的影响
当应用GPS定位技术代替常规测量建立地籍控制网时,由于GPS定位得到的是WGS-84坐标系的三维坐标差,故GPS在参考椭球面上的网形与其在参考椭球面上的位置基准有关。在经度方向上位置基准的偏差能使GPS网产生整体旋转,但对于一定范围、高差较小的GPS网而言,其位置基准在经纬度方向上的偏差(一般100m以内)对投影在椭球上网形的影响可忽略不计,对于高差大的GPS网则要求有较精确的起算数据。由于位置基准在高程方向的偏差使投影在椭球面上的GPS网的尺度发生变化,所以,可用常规方法测定高程。
三、GPS技术引入地籍细部测量
地籍细部测量是地籍调查不可分割的组成部分,目的是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。由地籍调查规程所知,在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量,对于城镇街坊外围界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10cm,城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差差为15cm。利用GPS RTK技术完全能满足上述精度要求,建议在适合布设GPS点的部分测区使用该项技术。对于影响GPS卫生信号接收的遮蔽地带使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具,采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘丈,这样有利于加快地。
四、GPS技术在勘测定界和土地动态监测中的应用
建设用地勘测定界是确定建设用地的位置、面积等方面的测绘,它为政府部门审批用地提供基础数据。利用GPS的RTK技术迸行勘测定界,完全能满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求,且效率高,受条件限制小,特别是对铁路、公路、河流等线状用地效果更为明显。
土地利用动态监测是对土地利用的变化状况迸行及时准确的调查,为合理利用土地资源,为政府和各级土地管理部门制定各项政策,落实各种管理措施提供依据。传统的野外测量受限于条件、地形等多方面因素的制约,并且不能及时反映土地利用的动态变化。使用手持式差分型GPS接收机,能快速和方便地测量点、线和面,井记录其所规定的属性信息。手持式差分型GPS接收机适用于各种情况的土地监测,差分改正后精度可以达到1—5m,加分米级处理器定位精度大于0.5m,其精度完全满足土地利用现状调查及土地动态监测的精度要求。有传统测量无法比拟的速度快、效率高的特点。
五、GPS技术在建立地籍信息系统中的应用
地籍信息系统主要包括行政界线、宗地界线和宗地属性及地表覆盖物的几何位置、形状及倩况。地籍信息系统的精度受控制网精度的影响。地籍信息的时效性,决定了地籍信息必须具有动态更新功能。利用GPS定位技术来完成信息系统数据的采集。记录,建立控制网络数据库,将为信息系统向现代化、自动化、网络化发展奠定坚实的基础。使用最新的GPS PruXR和ProXRS系统,用户可以在短时间内采集到高精度的数据,可以构成成图及GIS应用的强大工具。
随着GPS卫星全球定位技术的发展应用,将导致测绘行业一场深刻的技术革命,特别是3S技术的结合,GPS技术在土地测绘中的作用将更为重要,它缩短了时间,提高了精度,可产生巨大的经济效益和社会效应。