摘要:20世界80年代以來,隨著計算機技術的發展,現代測繪技術和“3S”(GPS、GIS、RS)技術已逐步滲透到傳統的地籍測量以及土地管理中,而GPS、RTK 測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統,文章利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用進行簡單介紹。
關鍵詞:地形,地籍測量,工程測量,技術
一、GPS、RTK 測量技術簡介
GPS定位技術給傳統的工程測繪(光學法)帶來了徹底性的革命。它具有操作簡便、定位精度高、不受天氣與通視條件的限制等特點,受到了測繪行業的青睞。特別是GPS RTK( Real Time Kinematic)平面實時定位技術是GPS定位技術的最新發展技術,因其操作快捷、直觀、定位精度高、實時性強、自動化程度高、點位誤差不累積等優點,從而具有3大優勢:(1)實時掌握定位精度,操作方便快捷;(2)快速施測碎部的地形與地貌,并能數字成圖;(3)能事先輸入設計點坐標,進行工程放樣等。
RTK定位技術是基于實時載波相位差分的實時動態定位技術。在RTK作業模式下,基準站除了采集衛星數據外,還要通過數據鏈將其觀測值和站點坐標信息一起傳送給流動站。流動站在采集衛星數據的同時,還要接收來自基準站的數據鏈,并在系統內對采集和接收的兩組數據,進行實時載波相位差分的處理,得出定位結果。RTK又可細分為修正法和差分法: 修正法是將基準站的載波相位修正值發送給流動站;改正流動站接受到的載波相位,流動站再求解坐標,也稱準RTK; 差分法是將基準站采集到的載波相位,發送給流動站,再由流動站求差解算坐標,又稱真正的RTK。
二、RTK測量技術在地形、地籍測量中的應用
(一)RTK 測量技術的應用
RTK定位有快速靜態定位和動態定位兩種測量模式,兩種定位模式相結合,在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監理和GIS前端數據采集。在地形圖測繪、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面地面線測量等工作都采用了RTK作業,測量1~2s,精度就可以達到1~3 cm,且整個測量過程不需通視,有著常規測量儀器(如全站偽不可比擬的優點,應用RTK 技術進行實時定位可以達到厘米級的精度,因此,除了高精度的控制測量仍采用GPS 靜態相對定位技術之外,RTK技術即可用于地形測圖中的控制測量,地籍測量中的控制測量和界址點點位的測量。
(二)RTK 技術在地籍測量中的應用
地籍和測量中應用RTK 技術測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍圖,同上述測繪地形圖一樣,能實時測定有關界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS 獲得的數據處理后直接錄入GPS 系統,可及時地精確地獲得地籍圖。但在影響GPS 衛星信號接收的遮蔽地帶,應使用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具,采用解析法或圖解法進行細部測量。
在建設用地勘測定界測量中,RTK 技術可實時地測定界樁位置,確定土地使用界限范圍、計算用地面積。利用RTK 技術進行勘測定界放樣是坐標的直接放樣,建設用地勘測定界中的面積量算,實際上由PS 軟件中的面積計算功能直接計算并進性檢核。避免了常規的解析法放樣的復雜性,簡化了建設用地勘測定界的工作程序。在土地利用動態檢測中,也可利用RTK 技術。傳統的動態野外檢測采用簡易補測或平板儀補測法。如利用鋼尺用距離交會、直角坐標法等進行實測丈量,對于變通范圍較大的地區采用平板儀補測。這種方法速度慢、效率低。而應用RTK 新技術進行動態監測,則可提高檢測的速度和精度,省時省工,真正實現實時動態監測,保證了土地利用狀況調查的現實性。
三、GIS測量技術的運用
(一)GIS測量技術概述
目前GIS 正向著數據標準化、平臺網絡化、數據多維化、系統集成化、系統智能化和應用社會化的方向發展。互操作地理信息系統是GIS 系統集成的平臺, 它實現異構環境下多個地理信息系統及其應用系統之間的通訊協作。基于WWW的GIS (WEB GIS) 是利用Internet 技術在網絡上發布空間信息, 供用戶瀏覽使用, 成為GIS 社會化大眾化最有效的途徑。面向對象和構件的GIS 是把GIS 功能模塊劃分為多個標準控件, 完成不同功能, 通過可視化工具集成起來, 形成最終GIS 應用。嵌入式GIS 是將GIS 功能與嵌入式設備,嵌入式操作系統相結合創造更自由隨意的GIS應用模式。三維GIS (3D GIS) 目前研究重點集中在三維數據結構的設計優化實現, 立體可視化技術的應用, 三維系統功能和模塊設計等方面。數字地球是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現和認識, 其核心思想是利用數字化手段統一處理地球問題和最大限度地利用信息資源。
(二)建設方案的設計思路
1.關鍵技術
(1)高分辨率對地觀測技術
數字攝影測量將成為數字城市數據采集手段之一。
(2)3S 一體化
3S 指的是全球定位系統( GPS) 、衛星遙感系統(RS) 和地理信息系統( GIS) , 是建立數字城市的三大支撐技術, GPS 可在瞬間產生目標定位坐標卻不能給出點的地理屬性, RS 可快速獲取區域面狀信息但受光譜波段限制, GIS 具有查詢、檢索、空間分析計算和綜合處理能力,但數據的錄入和獲取始終是瓶頸問題。數字城市需要綜合運用這三大技術的特長, 方可形成和提供所需的對地觀測, 信息處理和分析模擬能力。
(3)空間一致性匹配
建立數字城市是一項龐大工程, 不同信息源、不同比例尺、不同投影方式、不規則分幅地圖, 要在數字城市系統中復合顯示, 疊加查詢和綜合分析必須進行系統整合。
(4)互操作
統一協議是實現互操作的關鍵。互操作是在保持信息不丟失的前提下, 從一個系統到另一個系統的信息交換能力, 現已有抽象開放地理互操作規范(OGIS) , 主要由三大模塊(開放式地理數據模型、OGIS 服務模型、信息群模型) 組成。
2.系統結構組成
(1)行業數據庫, 行業辦公自動化系統, 行業信息化系統、行業基礎檔案庫。
(2)3S 技術系統
包括城市電子地圖、遙感圖像(衛星、航空) 、地理信息系統、行業應用軟件、全球衛星定位系統( GPS) 、立體測量系統。
(3)硬件環境
計算機硬件(包括外設) 、網絡系統、全球衛星定位系統、立體測量系統。
四、計算機技術在地籍地形測量中的運用
下面是應用軟件的一個中文菜單提示:NAPGIS 一個很大的特點就是圖形和屬性之間的聯系緊密, 圖形處理功能強大。在其上建立的地籍管理信息系統除了圖形處理能強大以外,還提供了一套符合土地系統的解析圖形編輯法及十分強大的歷史管理功能, 解決了圖形與屬性數據歷史信息管理的難題。
宗地的屬性數據是十分豐富的, 由于各地經濟發達的程度不同, 城市的規模不同, 需求的不同, 它包括的內容也是多種多樣的; 但要以把宗地屬性分為兩類: 空間方面的屬性和人文方面的屬性。空間屬性主要有宗地面積, 座落, 四至等, 這些是國家土地管理局頒布的《城鎮地籍調查規程》及《土地登記規則》中規定必須要具備的, 另外還包括一些地區根據自己的需要所增加的一部分,在MAPGIS 中根據這兩種數據的特點, 將其放在圖形數據中由MAPGI 平臺直接維護其一致性,令面積的核算快速準確, 而將一般性質的空間屬性放在外部數據庫中; 而人文屬性包括宗地的權屬、共用關系、用途等信息, 這一部分屬性全部放在外中數據庫中, 通過宗地號與圖形數據建立聯系。
將上述的數據準備好以后, 就可以進入系統進行初始數據采集與系統建庫了。對于地籍數據而言, 系統數據分層處理必須以能提高工作效率, 便于數據分析, 統計, 查詢, 并且有良好的可擴展、可伸縮性, 能夠滿足各地區地籍管理工作需要為目標。
參考文獻:
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