數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在土地整理工程中的應(yīng)用

孫一男

富陽市土地勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，浙江 富陽 311400

1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)作為一種全新的高科技成圖方法，與傳統(tǒng)的測(cè)繪手段相比，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1）具有很高的自動(dòng)化水平

數(shù)字化測(cè)繪依靠的是計(jì)算機(jī)軟件的自行處理，最終自動(dòng)繪制出精確、美觀的數(shù)字地形圖。同時(shí)，數(shù)字化測(cè)繪的誤差也比較小。

2）測(cè)繪精度更高

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在對(duì)300m以內(nèi)的物體進(jìn)行測(cè)定的時(shí)候，誤差大約在2mm左右，測(cè)定地點(diǎn)高差時(shí)的誤差不大于18mm。測(cè)量結(jié)果以電子數(shù)據(jù)的形式儲(chǔ)存，方便進(jìn)行傳輸、處理和成圖，而在進(jìn)行這些工作的時(shí)候，不會(huì)對(duì)原始數(shù)據(jù)的精度造成不利影響。更不會(huì)有在傳統(tǒng)測(cè)繪工作中經(jīng)常出現(xiàn)的方向、展點(diǎn)、視距等難以避免的誤差，這無疑會(huì)提高測(cè)繪的精度，獲得高精度的測(cè)量結(jié)果。

3）信息多以圖形形式存在

在數(shù)字化逐漸發(fā)展的今天，測(cè)繪工作不僅僅停留在對(duì)其他人的觀摩上面，而是要搞清楚所測(cè)地點(diǎn)的屬性、位置。使用者應(yīng)當(dāng)場(chǎng)將土地測(cè)結(jié)果有關(guān)的信息進(jìn)行記錄和編碼，等到計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成圖紙時(shí)再進(jìn)行核對(duì)。如果在日后的工作中需要用到在測(cè)繪時(shí)所搜集到的信息，只要在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，就能找到相應(yīng)的成圖，大大的簡(jiǎn)化了信息的檢索工作。

4）方便對(duì)圖形進(jìn)行編輯及計(jì)算

數(shù)字化測(cè)繪所得到的數(shù)據(jù)的存放方式是分層式，因此不會(huì)受到負(fù)載量的限制，使得成果的加工利用更加方便快捷，相比于大比例尺的白紙修改，數(shù)字化測(cè)繪得出的結(jié)果在面對(duì)改建擴(kuò)建等土地權(quán)屬改變的情況時(shí)，只要輸入相關(guān)信息，計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行處理和修改，既節(jié)約了時(shí)間，又保證了圖面整體的整潔性和準(zhǔn)確性。尤其對(duì)于土地平整工程中的土方挖填平衡的計(jì)算顯得非常方便。

2 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在土地整理工程中的應(yīng)用

隨著GPS技術(shù)的不斷進(jìn)步和升級(jí)，已經(jīng)達(dá)到了比較令人滿意的精度要求，完全可以滿足日常的測(cè)繪。對(duì)于比較開闊的地段，可直接采用RTK進(jìn)行全數(shù)字的野外地形數(shù)據(jù)的采集；對(duì)于房屋密集或樹木繁茂的村莊，則可采用通過RTK測(cè)定圖根點(diǎn)，通過全站儀采集碎部點(diǎn)。下面就通過介紹RTK配合全站儀進(jìn)行野外測(cè)量的實(shí)例，來說明數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在土地整理工程中的應(yīng)用。

2.1 測(cè)區(qū)的基本狀況

以某工程為例，該測(cè)區(qū)測(cè)量面積為4km2，被一條國道貫穿，交通便利。測(cè)區(qū)的地勢(shì)較為平坦，大部分為水旱兩用地，小部分為桑園，且民居混亂，樹木繁茂，給測(cè)量工作帶來了一定的困難。

2.2 工作流程

在此類測(cè)試中，一定要先制定工作流程，然后再進(jìn)行測(cè)量，以便測(cè)量工作有條理、有效率。本次測(cè)量的工作流程如下：

選擇并埋設(shè)GPS控制點(diǎn)→計(jì)算GPS控制網(wǎng)的測(cè)量結(jié)果并進(jìn)行資料的整理→開始對(duì)控制點(diǎn)的高程檢測(cè)→開始碎部測(cè)量，RTK對(duì)其進(jìn)行配合并進(jìn)行野外數(shù)據(jù)的采集→整理資料并編輯成圖→輸出圖像，保存資料。

2.2.1 如何選擇GPS點(diǎn)

測(cè)區(qū)內(nèi)共設(shè)置了4個(gè)GPS點(diǎn)，其中一個(gè)位于測(cè)區(qū)的中心地區(qū)，另外三個(gè)分布于測(cè)區(qū)的邊界。在GPS點(diǎn)的選擇上應(yīng)遵循的原則就是分布合理、密度均勻且易于直接使用。根據(jù)測(cè)繪規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，GPS點(diǎn)周圍不能有可以強(qiáng)烈反射無線電的金屬或大范圍的水面，并遠(yuǎn)離大功率電臺(tái)、電視臺(tái)、電視信號(hào)發(fā)射塔和高壓變電所。因此，這四個(gè)GPS點(diǎn)的位置均穩(wěn)定可靠，易于直接使用且可長(zhǎng)期保留。其中，GPS1和2、1和4相互通視，可以滿足未來可能進(jìn)行的常規(guī)測(cè)量方法的技術(shù)要求。

2.2.2 外業(yè)施測(cè)

以靜態(tài)方式利用3臺(tái)雙頻接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，由于土石廟和養(yǎng)路距離GPS1距離較遠(yuǎn)，因此觀測(cè)時(shí)段采用120＇；其余各點(diǎn)由于距離較近，觀測(cè)時(shí)段可采用45＇。在觀測(cè)過程中，有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)大于四顆，平均采樣間隔為10〞，仰止角為15°。在測(cè)前和測(cè)后均要按三個(gè)方向?qū)μ炀€高進(jìn)行一次測(cè)量，并取中間值作為天線高度。在觀測(cè)時(shí)要嚴(yán)格遵守測(cè)量前制定的測(cè)量計(jì)劃，并保持相互間的聯(lián)絡(luò)，認(rèn)真將各項(xiàng)測(cè)量?jī)?nèi)容的結(jié)果填寫到測(cè)量手簿中。

2.2.3 GPS基線向量的解算

此項(xiàng)工作需利用雙頻接收機(jī)廠商提供的軟件來完成。具體做法就是將當(dāng)天采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)認(rèn)真核對(duì)后及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)，并檢查測(cè)前和測(cè)后的天線高度是否發(fā)生變化，如有變化，則取其平均值作為天線高度輸入計(jì)算機(jī)。還要對(duì)同、異步環(huán)的閉合差及復(fù)測(cè)基線進(jìn)行檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格的成果，并視具體情況決定是否補(bǔ)測(cè)或重測(cè)。

2.2.4 GPS平差計(jì)算及檢測(cè)核對(duì)

此項(xiàng)工作也需要通過雙頻接收機(jī)廠商提供的軟件來進(jìn)行。根據(jù)基線解算的成果，先進(jìn)行三維無約束平差，再將石土廟和養(yǎng)路這兩個(gè)三等GPS點(diǎn)的高程和平面坐標(biāo)作為本網(wǎng)的起始數(shù)據(jù)進(jìn)行三維約束平差，其結(jié)果見表1。

閉合環(huán)平均閉合環(huán)長(zhǎng)水平偏差垂直偏差最大點(diǎn)位誤差 相對(duì)誤差同步 異步 縱軸 橫軸 最長(zhǎng)邊 最短邊

表1

2.2.5 高程檢測(cè)

在進(jìn)行測(cè)圖先，先通過兩臺(tái)RTK對(duì)本地規(guī)劃局給出的兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，下游點(diǎn)的標(biāo)高已知為22.57m，兩臺(tái)RTK對(duì)其的檢測(cè)值與已知值相比誤差分別為5mm和23mm。上有點(diǎn)的標(biāo)高已知為21.241m，兩臺(tái)RTK對(duì)其的檢測(cè)值與已知值相比誤差分別為0和1mm，均在可允許的范圍內(nèi)。這說明通過RTK對(duì)圖根進(jìn)行高程測(cè)量的精度是可靠的。

2.2.6 地形圖的測(cè)繪

在此次測(cè)繪中，RTK的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位功能為全站儀的提供了全 圖根點(diǎn)測(cè)量。碎步測(cè)量的方法是將GPS-RTK與全站型電子速測(cè)儀相結(jié)合，自動(dòng)進(jìn)行對(duì)地形要素的采集和儲(chǔ)存，最終通過相應(yīng)的軟件輸出圖像。對(duì)于地形開闊的地區(qū)，可直接采用RTK模式進(jìn)行野外數(shù)據(jù)的全數(shù)字采集，繪制出實(shí)時(shí)地形草圖；對(duì)于房屋雜亂或樹木繁茂的地區(qū)，則要先通過RTK給定圖根點(diǎn)位，并利用全站儀采集地形數(shù)據(jù)，再繪制出實(shí)時(shí)地形草圖。最后將采集到的數(shù)據(jù)輸入電腦，并通過繪圖軟件生成數(shù)字地圖。

3 結(jié)論

基于GPS的數(shù)字測(cè)繪技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在土地整理工程中得到了廣泛的應(yīng)用，它的存在大幅度減小了土地整理工程測(cè)繪環(huán)節(jié)的工作強(qiáng)度，避免了頻繁更換基站所造成的誤差，提高了測(cè)繪工作的效率。

實(shí)踐證明，數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用除了大大減少了外業(yè)的工作量，還帶來了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，未來必將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。

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