基于GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化技術(shù)在村鎮(zhèn)地籍測量中的應(yīng)用研究

羅浩，唐鐵，廖諾承

（1.湖南省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)授權(quán)站，湖南 長沙　410007；2.湖南省國土資源規(guī)劃院，湖南 長沙　410007；3.長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖南長沙，410114）

基于GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化技術(shù)在村鎮(zhèn)地籍測量中的應(yīng)用研究

羅浩1*，唐鐵2，廖諾承3

（1.湖南省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)授權(quán)站，湖南 長沙410007；2.湖南省國土資源規(guī)劃院，湖南 長沙410007；3.長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖南長沙，410114）

本文評述了基于GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化技術(shù)工作流程及特點(diǎn)，以及該技術(shù)方法在村鎮(zhèn)地籍測量工作中的實(shí)際應(yīng)用，并與常規(guī)測量技術(shù)進(jìn)行了對比，為地籍調(diào)查測量新技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討研究。

GPS；超棱鏡；PDA；地籍調(diào)查；地籍測量

測量是地籍調(diào)查的重要環(huán)節(jié)，但是以往的地籍測量方法工作難度大、效率較低，難以滿足實(shí)際工作的需要。現(xiàn)代化測繪技術(shù)主要是在利用全站儀與GPS等數(shù)字化儀器的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和解析，并借助于測繪軟件和計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行輸出。顯著提高了整體工作效率，優(yōu)化了地籍測繪流程，減少了測量誤差的積累，提升了整體精度。

1　常規(guī)技術(shù)在村鎮(zhèn)地籍測量中的開展情況

1.1村鎮(zhèn)地籍測量技術(shù)路線

常規(guī)地籍測量的主要技術(shù)路線如下：1）在調(diào)查區(qū)進(jìn)行GPS基本控制測量或基于CORS基站的控制測量。主要工作有：控制網(wǎng)設(shè)計、實(shí)地選點(diǎn)、埋設(shè)標(biāo)石、GPS靜態(tài)觀測、GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等；2）GPS/全站儀加密圖根測量。主要工作有：控制網(wǎng)加密設(shè)計、實(shí)地選點(diǎn)、埋設(shè)標(biāo)石、GPS測量或?qū)Ь€測量、GPS網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等；3）全站儀/鋼尺/紙質(zhì)草圖等碎部測量。主要工作有：實(shí)地找控制點(diǎn)、全站儀設(shè)站定向、測定界址點(diǎn)與地物點(diǎn)、繪制地物關(guān)系草圖等；4）計算機(jī)內(nèi)業(yè)圖形編輯/屬性錄入。主要工作有：依據(jù)外業(yè)草圖編輯地籍圖、地籍屬性錄入、各類面積統(tǒng)計、地籍表格輸出等。

1.2現(xiàn)行村鎮(zhèn)地籍測量存在問題及迫切需求

現(xiàn)有技術(shù)方法雖然可以完成村鎮(zhèn)地籍測量工作，但存在著工作難度大、效率較低等明顯不足，主要有：1）整體工作效率不高。從首級控制到加密控制再到界址點(diǎn)測定，工序多而復(fù)雜，從基礎(chǔ)控制到控制加密、碎步測量的工作程序必須線性運(yùn)行，考慮到誤差傳導(dǎo)特性，精度控制必須十分嚴(yán)格，由于整體作業(yè)周期長，控制點(diǎn)損毀現(xiàn)象時有發(fā)生，現(xiàn)場調(diào)查測繪人員尋找控制點(diǎn)需花費(fèi)大量時間，導(dǎo)致工作效率低下；2）不能現(xiàn)場成圖。外業(yè)測繪時必須繪制大量的地物關(guān)系草圖，之后再結(jié)合草圖進(jìn)行內(nèi)業(yè)圖形編輯，還需要花費(fèi)大量時間核對數(shù)據(jù)，而且容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯漏和相互矛盾，影響內(nèi)業(yè)工作效率；3）難以有效利用已有底圖。一般地籍測繪設(shè)備，不具有GIS功能，現(xiàn)場不能對已有工作底圖進(jìn)行查詢和顯示，導(dǎo)致地籍調(diào)查的外業(yè)工作效率低，還容易出錯，如常出現(xiàn)所謂的“雙眼皮”現(xiàn)象；4）測量遮擋問題。在城鎮(zhèn)地籍調(diào)查方面，調(diào)查涉及宗地和房屋的權(quán)屬變更，城市中高大建筑物和路邊樹木對GPS信號影響較大，不容易搜索信號，而使用全站儀進(jìn)行調(diào)查需要在控制點(diǎn)設(shè)站，遷站移站嚴(yán)重影響了調(diào)查效率。

2　基于GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化技術(shù)

該技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)用集成創(chuàng)新理念，發(fā)揮數(shù)據(jù)通訊及軟件開發(fā)優(yōu)勢，將GPS/PDA、全站儀、棱鏡、鋼尺等設(shè)備進(jìn)行有機(jī)集成，形成GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化技術(shù)系統(tǒng)。用以解決衛(wèi)星信號接收受影響、全站儀測量通視困難的隱蔽/半隱蔽地區(qū)地籍調(diào)查難題。

2.1基本原理

GPS/TS/PDA技術(shù)系統(tǒng)充分運(yùn)用GPS差分定位、PDA嵌入式GIS現(xiàn)場成圖等原理，通過單基站或多基站模式下的快速RTK定位，避免了常規(guī)技術(shù)必須進(jìn)行的多級控制加密工作；以全站儀自由設(shè)站定位方式結(jié)合3G網(wǎng)絡(luò)通訊與藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸與現(xiàn)場快速測繪；配合PDA專用測圖軟件實(shí)現(xiàn)圖形的現(xiàn)場勾繪、實(shí)時變換與多種數(shù)據(jù)格式輸出。

圖1　GPS/TS/PDA系統(tǒng)組成及數(shù)據(jù)流程Fig.1　System composition and data flow of GPS/TS/PDA

2.2技術(shù)指標(biāo)

（1）全站儀超棱鏡定位精度取決于已有全站儀定位精度，有棱鏡5km以內(nèi)或免棱鏡測距200 m以內(nèi)，典型定位精度為±1 cm；

（2）外業(yè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量取決于已有PDA的最大存儲容量和擴(kuò)展存儲卡容量，一般4G的擴(kuò)展空間可連續(xù)存儲50 h以上的數(shù)據(jù)采集量；

（3）PDA與全站儀無線通訊與數(shù)據(jù)傳輸最大作用距離50 m。

2.3技術(shù)應(yīng)用流程

GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化技術(shù)系統(tǒng)，技術(shù)應(yīng)用流程如下：1）調(diào)查區(qū)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)計算。在測區(qū)沒有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下，利用VRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制點(diǎn)坐標(biāo)聯(lián)測。具體步驟包括：高等級控制點(diǎn)收集、坐標(biāo)聯(lián)測、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)計算等；2）GPS/TS/PDA組合測繪。具體步驟包括：工作底圖導(dǎo)入PDA、全站儀自由設(shè)站測定界址點(diǎn)與地物點(diǎn)、隨機(jī)測定RTK點(diǎn)、鋼尺量距PDA現(xiàn)場構(gòu)圖、PDA圖形現(xiàn)場變換等；3）計算機(jī)內(nèi)業(yè)圖形編輯/屬性錄入。具體步驟包括：依據(jù)PDA構(gòu)圖添加地籍符號、地籍屬性錄入、各類面積統(tǒng)計、地籍表格輸出等。

3　在村鎮(zhèn)地籍測量中的示范應(yīng)用

結(jié)合“十二五”國家科技支撐計劃“村鎮(zhèn)土地高精度快速調(diào)查監(jiān)測技術(shù)開發(fā)與示范（2012BAJ23B00）”項(xiàng)目示范工作，在長沙市長沙縣黃興鎮(zhèn)、干杉鎮(zhèn)兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)開展了基于GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化作業(yè)技術(shù)與基于全站儀的常規(guī)測量技術(shù)在村鎮(zhèn)地籍調(diào)查中的對比示范應(yīng)用。

3.1示范區(qū)簡介

示范區(qū)選擇長沙縣黃興鎮(zhèn)藍(lán)田新村內(nèi)烏雞塘組，面積約17.8公頃，該組范圍內(nèi)有縣道和高速公路貫穿于其中，村民宅基地主要分布在縣道兩側(cè)，村小學(xué)、村部、商店、工廠等也在該組內(nèi)。該組的地籍特征在全村具有較強(qiáng)的代表性。

3.2作業(yè)流程

基于GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化技術(shù)系統(tǒng)在四個示范點(diǎn)開展了宅基地使用權(quán)地籍測量的示范應(yīng)用，主要作業(yè)流程如下：1）示范點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換四參數(shù)計算；2）GPS/TS/PDA技術(shù)系統(tǒng)測繪。主要步驟包括：全站儀自由設(shè)站測定界址點(diǎn)與地物點(diǎn)、隨機(jī)測定RTK點(diǎn)、鋼尺量距、PDA現(xiàn)場構(gòu)圖等；3）計算機(jī)內(nèi)業(yè)圖形編輯/屬性錄入。主要步驟包括：依據(jù)PDA構(gòu)圖添加地籍符號、地籍屬性錄入、各類面積統(tǒng)計、地籍表格輸出等。

新技術(shù)方法省去了首級控制網(wǎng)和加密控制網(wǎng)布設(shè)的工作步驟，兼顧了常規(guī)設(shè)站和自由設(shè)站兩種模式。

常規(guī)技術(shù)方法和新技術(shù)方法作業(yè)流程對比如下：

圖2　兩種方法技術(shù)流程對比Fig.2　Technical process comparison of the two methods

3.3完成工作情況

利用GPS/TS/PDA技術(shù)系統(tǒng)和常規(guī)技術(shù)完成了黃興鎮(zhèn)藍(lán)田新村宅基地的地籍測量工作。在完成該區(qū)的坐標(biāo)聯(lián)測后，開始進(jìn)行新技術(shù)系統(tǒng)和常規(guī)技術(shù)的地籍測繪對比試驗(yàn)。15個工作日內(nèi)共完成了示范點(diǎn)281棟房屋的地籍測繪，房屋總面積3.02公頃，外業(yè)、影像對比和地籍測量成圖詳見圖3、4、5。

圖3　外業(yè)PDA現(xiàn)場成圖Fig.3　PDA field mapping

圖4　藍(lán)田新村宅基地測量成果影像對比圖（部分）Fig.4　Contrast figure of homestead measurement results image of Lantian new countryside （part）

4　技術(shù)評價

4.1可行性、實(shí)用性評價

基于GPS/TS/PDA地籍調(diào)查測繪一體化作業(yè)技術(shù)使用的基本上是GPS、全站儀、PDA等常用設(shè)備，配以PDA進(jìn)行現(xiàn)場成圖和數(shù)字化記錄，借助已有的VRS網(wǎng)絡(luò)，形成了一套全新的作業(yè)方法，技術(shù)上完全可行。在工作流程上省去了地面控制點(diǎn)的加密工作，全站儀可以在無控制點(diǎn)情形下自由設(shè)站，且在測站上免除了對中的操作環(huán)節(jié)，因而在實(shí)際測繪工作中操作更為簡便，實(shí)用性強(qiáng)。一般的測繪人員，只要稍加培訓(xùn)就可以很快掌握。

4.2效率、效益評價

GPS/TS/PDA技術(shù)系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有的GPS、全站儀等測量設(shè)備，通過與PDA、藍(lán)牙、GPRS等現(xiàn)代技術(shù)的集成創(chuàng)新，使地籍調(diào)查工作的整體效率優(yōu)于常規(guī)調(diào)查方式。GPS/TS/PDA技術(shù)系統(tǒng)與常規(guī)地籍測繪技術(shù)手段相比有以下優(yōu)勢：1）省去了控制測量步驟，提高了地籍測繪的速度；2）提高了地籍測繪的相對精度，采用小區(qū)域范圍內(nèi)聯(lián)測RTK點(diǎn)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的整體轉(zhuǎn)換，減少了誤差；3）簡化了測繪內(nèi)業(yè)的復(fù)雜度，在野外就可以及時構(gòu)圖，減少了內(nèi)業(yè)的工作量，且確保了房屋外業(yè)測量準(zhǔn)確性，可以在PDA內(nèi)直接設(shè)站，減少設(shè)站的往返，提高了工作效率。

在人員和儀器數(shù)量相同條件下，常規(guī)方法和GPS/TS/PDA技術(shù)系統(tǒng)效率對比分析如表1。

圖5　藍(lán)田新村烏雞塘組測量地籍圖Fig.5　The cadastral measurement map of Wujitang group in Lantian new countryside

表1　兩種技術(shù)方法用時對比Table 1 time consuming comparison of two technical methods

結(jié)合以往大量的示范應(yīng)用統(tǒng)計，采用新技術(shù)系統(tǒng)后，整體工作效率平均可以提高30%以上；同時新技術(shù)方法優(yōu)化了常規(guī)地籍測繪技術(shù)流程，減少了測量誤差的積累，同樣帶來了整體精度尤其是點(diǎn)位絕對精度的提高。經(jīng)過成果測繪質(zhì)量檢測，GPS/TS/PDA技術(shù)取得的測繪成果，與常規(guī)技術(shù)獲得測繪成果質(zhì)量及測量精度相當(dāng)。

5　總結(jié)

新技術(shù)模式有利于促進(jìn)村鎮(zhèn)地籍調(diào)查變更發(fā)證新機(jī)制。新技術(shù)系統(tǒng)突破了常規(guī)的“先控制測量，后碎部測量”以及“先有已知點(diǎn)，后測未知點(diǎn)”這一作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)了無控制點(diǎn)條件下的自由設(shè)站快速測繪新模式；同時通過PDA導(dǎo)入底圖數(shù)據(jù)，只對變更區(qū)域進(jìn)行快速修補(bǔ)測，避免了已有數(shù)據(jù)的二次測繪，可以大大推進(jìn)“以點(diǎn)帶面”的地籍變更工作，對加快完成農(nóng)村集體土地所有權(quán)發(fā)證、宅基地登記發(fā)證、建設(shè)用地使用權(quán)發(fā)證工作具有重要意義。

新技術(shù)系統(tǒng)為《物權(quán)法》的實(shí)施提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障?！段餀?quán)法》首次明確了不動產(chǎn)登記機(jī)構(gòu)的職責(zé)，更強(qiáng)調(diào)登記機(jī)構(gòu)的責(zé)任。強(qiáng)調(diào)凡是出現(xiàn)登記錯誤，登記機(jī)構(gòu)都要承擔(dān)賠償責(zé)任。因此，地籍登記部門在強(qiáng)化責(zé)任意識的同時，應(yīng)采取更嚴(yán)格的技術(shù)手段去保障地籍測繪精度。新技術(shù)系統(tǒng)不論是在界址點(diǎn)測繪精度方面還是在杜絕粗差數(shù)據(jù)方面，都采取了創(chuàng)新性的技術(shù)保障措施，如控制點(diǎn)直接用網(wǎng)絡(luò)RTK定位，避免多層次控制加密帶來的精度損失；再如PAD現(xiàn)場成圖，實(shí)時檢核，避免數(shù)據(jù)差錯的出現(xiàn)等，從根本上保證了測繪成果的準(zhǔn)確可靠。

/Re fe ren ces

［1］文寧.GPS/PDA技術(shù)在長沙縣土地調(diào)查中的應(yīng)用［J］.國土資源導(dǎo)刊.2007（5）.

［2］焦明連，王慶.基于GPS/PDA技術(shù)的土地調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)［J］. 淮海工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）.2010（02）.

［3］王慧青，王慶.土地調(diào)查用GPS/PDA實(shí)時差分定位系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及精度測試［J］.艦船電子工程.2008（11）.

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The Application Research of Cadastral Surveying and M apping Integration Technology in Villages and Towns Cadastral M easurement Based on GPS/TS/PDA

Luo Hao1， Tang Tie2， Liao Nuocheng3
（1.Hunan Surveying and M apping Product Quality Supervision and Inspection Authorized Station，Changsha Hunan 410007； 2. Hunan Land and Resources Planning Institute， Changsha Hunan410007； 3. Civil and Architecture Department of Changsha University of Science and Technology， Changsha Hunan410114）

The thesis reviewed working process and characteristics of the cadastral survey integration technology based on GPS/TS/PDA， as well as the practical app lication of technology and methods in village and town cadastral measurement. Moreover， the thesis compared this technology with conventional measurement technology， and discussed the application of new technology in cadastral survey and measurement.

GPS； super prism； PDA； cadastral survey； cadastral measurement

P694

A

1672-5603（2016）03-091-6

*第一作者簡介羅浩：1977年生，測繪工程師，主要研究方向測繪地理信息。E-mail: 154025221@qq.com

2016-6-21；改回日期：2016-7-25。