GPS測量技術(shù)在土地開發(fā)整理中的應(yīng)用

劉宗波，沈陽

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GPS測量技術(shù)在土地開發(fā)整理中的應(yīng)用

劉宗波，沈陽

（臨澧縣國土資源局，湖南常德 415200）

測繪技術(shù)是實施土地開發(fā)整理項目的支撐技術(shù),測繪工作貫穿于土地開發(fā)整理的全過程。該文介紹了土地開發(fā)整理和GPS測量技術(shù)的基本概念，分析了在土地開發(fā)整理項目各階段測量工作的基本特點，結(jié)合GPS測量技術(shù)在臨澧縣高橋大坪土地整理項目中的應(yīng)用情況，提出幾點思考，并對土地開發(fā)整理項目測繪技術(shù)進行展望，以期為提高野外作業(yè)效率和土地開發(fā)整理工作水平提供參考。

土地開發(fā)整理；GPS；控制測量；高橋大坪

土地開發(fā)整理測繪是開展土地整理項目的前期行為，是獲取和表達土地整理項目區(qū)位置、形狀、數(shù)量和利用狀況等地籍信息要素，提供土地整理現(xiàn)狀圖和土地整理規(guī)劃設(shè)計底圖的專題地籍測繪，是以滿足土地整理可行性研究、項目規(guī)劃設(shè)計、工程量概算、施工放樣和土地整理規(guī)劃設(shè)計的實施以及土地開發(fā)對土地利用現(xiàn)狀、地形狀況等空間基礎(chǔ)地理信息的需要而進行的一項技術(shù)性較強的基礎(chǔ)性測繪工程[1]。

隨著社會和經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展以及地理空間數(shù)據(jù)采集的需要，基于3S的數(shù)字測量技術(shù)也日益成熟，具有實時、快速、精確、無需通視等特點的GPS技術(shù)正逐步被廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域，而土地開發(fā)整理測繪對象主要是荒山和農(nóng)田，決定了測繪環(huán)境是野外空曠的農(nóng)村土地，視野開闊，基本沒有高大建筑物，無大的干擾信息源，能夠接收較強的衛(wèi)星信號，這都為GPS技術(shù)提供了一個良好的測量條件。作為野外數(shù)據(jù)采集的有效手段之一，GPS技術(shù)應(yīng)用于土地整理測繪中既滿足精度要求和測量數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，又能全面提高土地整理工作的現(xiàn)代化水平，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 土地開發(fā)整理和GPS測量技術(shù)的基本概念及特點

土地開發(fā)整理是指在一定區(qū)域內(nèi)，按照土地利用總體規(guī)劃、城市規(guī)劃、土地開發(fā)整理專項規(guī)劃確定的目標(biāo)和用途，通過采取行政、經(jīng)濟、法律和工程技術(shù)等手段，對土地利用狀況進行調(diào)查、改造、綜合整治、提高土地集約利用率和產(chǎn)出率，改善生產(chǎn)、生活條件和生態(tài)環(huán)境的過程[2]。

GPS測量技術(shù)是測繪技術(shù)中一種非常重要的方法，是一種利用衛(wèi)星信號進行空間交會定點的測量技術(shù)。通過載波相位差分技術(shù)進行定位測量，精度可達5~10mm+1ppm。而近幾年發(fā)展起來的GPS-RTK技術(shù)能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，采用了載波相位動態(tài)實時差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率[4-5]。

土地開發(fā)整理是一項綜合工程。前期決策、設(shè)計，中期的施工控制，后期竣工驗收等各個階段都離不開測繪技術(shù)。不同的階段對測繪數(shù)據(jù)的要求各不相同，而GPS測量技術(shù)在土地開發(fā)整理的各個階段都能發(fā)揮重要的作用。

2 GPS測量技術(shù)在土地開發(fā)整理中的應(yīng)用

以湖南省臨澧縣高橋大坪土地開發(fā)整理項目為例，從項目設(shè)計到控制測量、細部測量等幾個方面詳細探討GPS測量技術(shù)在土地開發(fā)整理中的應(yīng)用。

2.1 技術(shù)路線方法

土地開發(fā)整理項目測繪的流程和其他測繪項目一樣，首先是接受委托方委托，然后到現(xiàn)場踏勘，收集相關(guān)資料，做技術(shù)分析并編項目技術(shù)報告報相關(guān)部門審批，而后開始控制測量、地形測量、地籍測量和編輯成圖，檢驗合格后提供測繪成果。具體作業(yè)流程見圖1。

圖1 土地整理作業(yè)流程圖

接受土地開發(fā)整理項目測繪任務(wù)后，應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成現(xiàn)場踏勘、技術(shù)設(shè)計，并經(jīng)土地開發(fā)整理中心認可后開始實施。

為控制項目區(qū)全局，限制測量誤差的累積，為后繼各種測量提供起始數(shù)據(jù)，土地開發(fā)整理項目的控制測量宜采用GPS相對定位技術(shù)，做完控制測量，應(yīng)對測量成果進行檢驗。

2.2 控制測量

土地開發(fā)整理項目測繪，首級平面控制采用GPS進行觀測。所引GPS點位要求基礎(chǔ)牢固，視野開闊便于導(dǎo)線聯(lián)測。所有GPS點要求制作點之記。

湖南省臨澧縣高橋大坪土地整理項目控制測量采用了快速靜態(tài)定位技術(shù), 首先對測區(qū)進行現(xiàn)場踏勘，制定控制測量方案，設(shè)計控制網(wǎng)等級和網(wǎng)形，確定點位。GPS控制網(wǎng)的點位滿足以下要求：①點位地質(zhì)條件好、穩(wěn)定，易于長期保存。最好選在基巖上。②點位四周高度角15度以上無成片障礙物，以保證GPS信號接收。③點位離無線發(fā)射塔等強信號源距離應(yīng)大于400m，離高壓線、變壓器等干擾源距離應(yīng)大于200m。④點位周圍無信號反射物（如建筑物、大片平靜的水面、山坡等），以免產(chǎn)生多路徑效應(yīng)誤差。⑤能較好地解決交通、住宿、生活、供電等問題。

GPS網(wǎng)點埋設(shè)具有中心標(biāo)志的自制混泥土標(biāo)石，以精確標(biāo)志點位，點的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅固以利長久保存和利用（圖2）。測區(qū)新埋設(shè)E級GPS點6個，1號點位于佘市村水泥村道上，不便于埋設(shè)標(biāo)石，在路面上打入帶鋁帽的金屬鋼釘后，用紅油漆噴涂標(biāo)示，2號至6號埋設(shè)混泥土柱石。所有GPS點埋設(shè)完畢后，采用南方S750亞米級手持GPS機進行現(xiàn)場測制點之記，并及時完成選點網(wǎng)圖。

帶鋁帽的鋼釘 帶中心標(biāo)志的混泥土柱石

E級GPS點只取點號，不取點名。點號命名規(guī)則為“GPS”+流水號，如：1號GPS 點點號為“GPS1”。

靜態(tài)數(shù)據(jù)采集采用4臺套S82T型GPS接收機按快速靜態(tài)差分模式觀測，同步圖形按邊連結(jié)方式推進，GPS網(wǎng)點與周邊C級GPS點和Ⅲ等水準點聯(lián)測3個點。GPS觀測時儀器高量兩次，當(dāng)較差小于3mm時取平均值記入觀測手簿。4名測量人員按照控制測量方案，分別在各自的點位上進行靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，整個數(shù)據(jù)采集過程中，各點位人員嚴格聽從項目負責(zé)人的統(tǒng)一調(diào)度，并仔細量取天線高和認真填寫觀測手簿。

作業(yè)方法采用快速靜態(tài)工作模式，采樣參數(shù)執(zhí)行表1規(guī)定。

表1 土地整理項目控制網(wǎng)GPS網(wǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)采集參數(shù)表

基線解算和全網(wǎng)平差采用南方測繪公司GPSPro VER4.0數(shù)據(jù)處理軟件，在1980年西安坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，將本地中央經(jīng)線111°偏移至111°30′。考慮到測區(qū)范圍不大，測圖比例尺為2 000，故而將固定誤差設(shè)為5.0mm，比例誤差設(shè)為5.0ppm。所有基線解算全部合格，最弱基線GPS3-GPS2相對誤差為1/179 961，遠小于1/40 000，符合規(guī)范要求。

2.3 細部測量RTK

土地開發(fā)整理項目控制測量檢驗達到相應(yīng)的精度后，應(yīng)進一步對項目區(qū)進行細部測量。由于RTK測量具備可以實時提供坐標(biāo)，無需進行室內(nèi)計算，可以即測即用，各點之間不用通視，誤差不積累，精度高、實時性強的特點，因而在各行業(yè)的測量工作中與常規(guī)方法結(jié)合得到了迅速推廣[5]。在土地開發(fā)整理項目的細部測量中，也主要采用RTK動態(tài)差分測量模式，涉及到拆遷工程的，但因RTK在房屋區(qū)信號影響較大，故而采用全站儀對拆遷區(qū)進行補測。

臨澧縣高橋大坪整理項目細部測量，利用一臺南方靈銳S86T作為基準站，四臺南方靈銳S82T作為流動站，采用RTK工作模式進行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，直接使用GPS控制點作為圖根控制點。測量人員分為四組，按照技術(shù)設(shè)計書和土地整理中心的要求，全圖采用1：2 000比例尺測圖，需加強測繪的局部地區(qū)按1∶500比例尺要求進行數(shù)據(jù)采集。

在實際測量中，應(yīng)注意地貌宜以等高線表示，明顯的特征地貌，應(yīng)以符號表示。山頂、鞍部、凹地、山脊、谷地及傾斜變換點處，必須測注高程點。露巖、獨立石、土堆、陡坎等應(yīng)注記高程或比高。各種天然形成的斜坡、陡坎，其比高小于等高距的1/2或圖上長度小于10mm時，可不表示，當(dāng)坡、坎較密時，可適當(dāng)取舍。現(xiàn)狀圖上高程點注記應(yīng)精確到0.01m。

應(yīng)在現(xiàn)狀圖上測注出擬定的項目區(qū)邊界，并施測項目區(qū)邊界外20~50m范圍內(nèi)的地形地貌特征、主要道路和水系及其附屬設(shè)施，具體范圍依比例尺而定。在土地整理要素取舍過程中，應(yīng)注意以下幾點：

1）土地利用要素：土地權(quán)屬界線必須實測并標(biāo)注清楚，細化到最末級權(quán)屬主體；各地類界線必須封閉；梯田坎在寬度在圖上大于2mm時，應(yīng)實測坡腳；田埂寬在圖上小于1mm時，可用單線表示。

2) 水利水源設(shè)施和道路管線要素：不但要在圖上準確定位，測注長、寬、高和高程等數(shù)據(jù)，還需測計相應(yīng)的建設(shè)標(biāo)準，以滿足土地開發(fā)整理項目規(guī)劃設(shè)計的需要。

3) 拆遷工程要素：項目區(qū)內(nèi)設(shè)計拆遷的居民點等建（構(gòu)）筑物要確定其位置、面積、權(quán)屬；項目區(qū)內(nèi)不涉及拆遷的集中居民點可只測外圍，內(nèi)部標(biāo)注居民點名稱，其他分散房屋應(yīng)逐個測繪。

3 結(jié)論

測繪高新技術(shù)的飛速發(fā)展，GPS測量技術(shù)、地理空間信息技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用與普及，能更方便地從測繪成果中同時獲得地物的位置、方向、坐標(biāo)、高程、面積、形狀及其他屬性等數(shù)據(jù)，使信息的檢索與應(yīng)用更加方便、快捷。GPS測量技術(shù)可以連續(xù)、動態(tài)、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便地采集測量數(shù)據(jù)，再通過專用軟件傳遞到電腦上進行處理，最終為用戶提供各種需求的圖件資料，充分實現(xiàn)了測量工作內(nèi)外業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及其處理自動化、測量過程控制和系統(tǒng)行為智能化、測量成果和產(chǎn)品數(shù)字化要求。在土地開發(fā)整理項目測量中，采用GPS等先進的測繪技術(shù)方法，為土地開發(fā)整理可持續(xù)發(fā)展各項工程建設(shè)提供可靠的測繪保障服務(wù)，土地整理項目才能發(fā)揮良好經(jīng)濟效益和社會效益，土地開發(fā)整理事業(yè)才能健康發(fā)展。

[1]張金亭，2006.試論土地整理測繪[J].國土資源科技管理， 23（1）

[2]向鶯燕，李建榮，龔伯云，2011，淺析測繪與土地開發(fā)整理[J].湖南測繪簡訊，3

[3] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準化管理委員，2009.全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范：GB/T 18314-2009[s].北京：中國標(biāo)準出版社,4-5

[4] 徐紹銓，張華海，楊志強，王澤民，2011，GPS測量原理及應(yīng)用（第三版）[M]，武漢：武漢大學(xué)出版社，115-146

[5] 馬忠衛(wèi)，戴友剛，翟輝，2012.GPS-RTK在農(nóng)村宅基地調(diào)查中的運用及質(zhì)量控制[J].地質(zhì)學(xué)刊，36(2)：203-205

[6]湖南省國土資源廳，2007.湖南省土地開發(fā)整理項目測繪技術(shù)規(guī)范（試行）[湘國土資發(fā)[2007]80號]，4-6

The Application of GPS to the Land Development and Consolidation

LIU Zong-bo SHEN Yang

(Linli Bureau of Land and Resources, Changde, Hunan 415200)

Surveying and mapping technology is the key technology to land development and consolidation. This paper deals with basic conception of GPS surveying and mapping technology and land development and consolidation as well as basic characteristics of GPS surveying and mapping in various stages of land development and consolidation and the application of GPS surveying and mapping technology to land consolidation in Gaoqiao, Daping, Linli.

land development and consolidation; GPS; control survey; Daping, Gaoqiao, Linli

P21

A

1006-0995（2017）02-0342-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.040

2017-04-10

劉宗波（1971-），男，注冊測繪師、助理工程師，武漢大學(xué)測繪專業(yè)畢業(yè)，現(xiàn)主要從事國土測繪管理工作