GPS在地籍测绘中的应用探讨

GPS在地籍测绘中的应用探讨

唐华宝

广西南宁530022

摘要：地籍测绘是获取和表述土地和土地上建筑物的权属、位置、形状、数量等信息的基础工作，并为产权管理、税收、统计等多种用途提供定位系统和基础资料。随着GPS全球定位系统技术的日益成熟及广泛运用，极大地提高了地籍测绘的先进性和科学性。本文以GPS某市地籍测绘的应用为例，研究了GPS在应用中的技术要点。

关键词：地籍;测绘;GPS应用;

前言

由于GPS全球定位系统定位技术的高度自动化及其所达到的高精度，也引起了广大民用部门，特别是测量工作者的普遍关注和极大兴趣，特别是近十多年来GPS定位技术在应用基础的研究、新应用领域的开拓及软硬件的开发等方面都取得了迅速发展。GPS卫星定位新技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性的变化，也对地籍测量工作产生了巨大的影响。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。

一、GPS定位技术在地籍控制测量中的应用

利用GPS技术进行地籍控制测量有以下优点：第一，它不要求通视，这样避免了常规地籍控制测量点位选取的局限条件；第二，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仪器精度与地籍控制测量精度相匹配，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规程要求。

由于GPS定位技术的不断改进和完善，其测绘精度、测绘速度和经济效益都大大地优于常规控制测量技术。目前，常规静态测量、快速静态测量、RTK技术已经逐步取代常规的测量方式，成为地籍控制测量的主要手段。边长大于15km的长距离GPS基线向量，只能采取常规静态测量方式。边长在10～15km的GPS基线向量，如果观测时刻的卫星很多，外部观测条件好，可以采用快速静态GPS测量模式；如果是在平原开阔地区，可以尝试RTK模式。边长小于5km的一、二级地籍控制网的基线，优先采用RTK方法，如果设备条件不能满足要求，可以采用快速静态定位方法。边长为5～10km的二、三、四等基本控制网的GPS基线向量，优先采用GPS快速静态定位的方法；设备条件许可和外部观测环境合适，可以使用RTK测量模式。

近几年，地籍控制测量基本采用了以上三种GPS测量模式。例如：在我国某5.5万公顷油田用地的地籍调查中，采用常规静态的作业方式建立了首级地籍控制网，然后采用RTK测量方式，加密了低一级地籍控制点。

二、GPS地籍测绘及其有关技术问题探讨

1、地籍测绘的精度要求

（1）地籍控制测量精度要求

地籍控制测量必须遵循从整体到局部，由高级到低级分级控制(分级布网，但也可越级布网)的原则。地籍控制测量分为基本控制测量和地籍控制测量两种。基本控制测量分一、二、三、四等，可布设相应等级的三角网(锁)、测边网、导线网和GPS网等。在基本控制测量的基础上进行地籍控制测量工作，分为一、二级，可布设为相应级别的三角网、测边网、导线网和GPS网。地籍平面控制测量坐标系统尽量采用国家统一坐标系统，条件不具备的地区，可采用地方坐标系或任意坐标系。精度指标是GPS网技术设计的一个重要的量化指标，它的大小将直接影响GPS网的布设方案、观测计划以及观测数据的处理方法。地籍控制测量的精度是以界址点的精度和地籍图的精度为依据而指定的。根据《地籍测t规范》规定，地籍控制点相对起算点中误差不超过士0.05m.

（2）地籍碎部测量精度要求

地籍碎部测量即界址点和地物点坐标、地类要素的获取，包括定境界线，土地权属界址线和界址点，房屋及其他构筑物的实地轮廓，铁路、公路、街道等交通线路，海岸、滩涂等主要水工设施的测绘。界址点是界址线或边界线的空间或属性的转折点，而界址点坐标是在某一特定的坐标系中利用测量手段获取的一组数据，即界址点地理位置的数学表达。界址点坐标的精度，可根据测区土地经济价值和界址点的重要程度来加以选择。在我国，考虑到地域之广大和经济发展不平衡，对界址点精度的要求也应有不同的等级。

2、GPS地籍控制网的建立

（1）布网原则与观测方案的拟定

地籍控制测量就是测设地籍基本控制点和地籍图根控制点，是为开展初始土地登记、建立基础地籍资料、以及日常地籍的动态管理而布设的平面测量控制。根据国家土地局颁布的《城镇地籍调查规程》要求，地籍平面控制网可布设为二、三、四等三角网、三边网及边角网，一、二级小三角网(锁)，一、二级导线网及相应等级的GPS网，并且各等级地籍平面控制网点，根据城镇规模均可作为首级控制。利用GPS技术进行地籍控制，没有常规三角网(锁)布设时要求近似等边。

三、GPS定位技术在地籍图测绘中的应用

地籍碎部测量和土地勘测定界(含界址点放样)工作中，主要是测定地块(宗地)的位置、形状、数量等重要数据。

由地籍调查规程所知，在地籍平面控制测量基础上的地籍碎部测量，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士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为-i-_15cm。在进行土地征用、土地整理、土地复垦等土地勘测定界工作中，相关规程规定测定或放样界址点坐标的精度为：相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4-10cm。因此，利用RTK测量模式能满足上述精度要求。

RTK技术使精度、作业效率、实时性达到了最佳的融合，为地籍碎部测量提供了一种崭新的测量方式。现在，许多的土地勘测部门都购置了具有RTK功能的GPS接收系统和相应的数据处理软件，并且取得十分显著的经济效益和社会效益。例如，自2004年以来，我国某省土地勘测规划院利用RTK技术进行了高速公路、市经济技术开发区等大型征地测量的工作；武汉大学2004年在广西兴安、湖北宜城等地利用RTK技术完成了土地专项规划的测图工作。

与全站仪相比，采用RTK方式进行碎部测量速度快，作业效率高。同全站仪一样，RTK测量单点的时间也只需要几秒到几十秒，但它不要求通视，不需要频繁换站，减少了全站仪频繁换站所花的时间，而且可以多个流动站同时工作。据初步的应用分析，测量时间节省一半以上，测量精度和可靠性都能满足要求。

四、GPS定位技术在土地利用变更调查和动态监测中的应用

近20年和今后数十年内，是我国经济快速发展时期，土地利用的形式将发生一系列的变化。因此，随时摸清土地利用形式的变化，进行土地利用变更登记，将是我国各级土地管理部门的一项重要的和经常性的工作。

土地调查中，通常对应不同的位置精度要求，在采用GPS测量模式上，可以使用单点定位、常规差分GPS、PPK、广域差分GPS等方式。这些GPS测量方式，可成倍地提高土地利用变更调查和动态监测速度，其精度和可靠性得到极大的改善，克服了传统方法的种种弊端，省时省工，适用于各种各样复杂的变更情况，真正地实现了动态监测的实时性和数值化，保证了土地利用数据的现势性。

在土地调查中，如果定位精度要求不高，优先采用单点定位模式。如果定位精度要求达到米级，可以采用广域差分GPS模式；如果附近已经建立常规差分GPS参考站并能够接收到差分信号，也可以采用常规差分GPS。如果没有广域差分GPS信号接收设备，可以在调查地区附近的已知点上，建立常规差分GPS参考站，采用常规差分GPS或PPK模式。如果是局部地区的精密土地划界，可以采用RTK测量系统[2]。

近几年，许多部门应用GPS技术进行了多项土地调查活动。如科技人员在四川攀枝花市、内蒙古包头市、四川乐山、北京郊区等地进行了土地调查试验，其几何精度完全可以满足土地利用变更调查和动态监测的要求，可以做到方便、快速、实时。

关于常规差分GPS和广域差分GPS定位方式在土地调查中的应用实例不多。实际上，我国在沿海地区已经建立了20个常规差分GPS信标站，市场上有很多商用的常规差分改正信号接收机，沿海省市可以利用这些免费的信号资源，应用于土地调查活动，将会带来极大的经济效益。另外，美国已经提供了商用的广域差分GPS服务，我国和欧盟也将提供类似服务，如果土地部门购买相关设备，完全可以实现大区域的土地实时调查工作。当然，使用这两种定位技术，需要购买差分接收设备，会增加设备费用。

五、利用GPS定位技术布测城镇地籍基本控制网

在一些大城市中，一般已经建立城市控制网，并且已经在此控制网的基础上做了大量的测绘工作。但是，随着经济建设的迅速发展，已有控制网的控制范围和精度已不能满足要求，为此，迫切需要利用GPS定位技术来加强和改造已有的控制网作为地籍控制网。

(1)由于GPS定位技术的不断改进和完善，其测绘精度、测绘速度和经济效益，都大大优于目前的常规控制测量技术，GPS定位技术可作为地籍控制测量的主要手段。

(2)对于边长小于8～10km的二、三、四等基本控制网和一、二级地籍控制网的GPS基线向量，都可采用GPS快速静态定位的方法。由试验分析与检测证明，应用GPS快速静态定位方法，施测一个点的时间，从几十秒到几分钟，最多十几分钟，精度可达到1~2cm，完全可以满足地籍控制测量的需求，可以成倍地提高观测时间和经济效益。

(3)建立GPS定位技术布测城镇地籍控制网时，应与已有的控制点进行联测，联测的控制点不能少于2个。

六、结语

随着科技的迅速发展，网络技术的不断推广，使得地籍测绘工作已经变得相对容易，在系统覆盖区域，厘米级到米级的地籍测绘，如地籍图修测、土地放样、边界调查等，都能够实时完成，极大地缩短了地籍测绘工作的周期，提高了工作效率，保证了土地信息的科学性、及时性和有效性。随着其他城市和地区网络RTK系统的建立，未来的地籍测绘工作将变得更加容易和简单。

参考文献：

[1]令狐义强.GPS-RTK技术在城市地籍测量中的应用[J].测绘与地理信息，2011（3）：108-109.

[2]吴清山，柳广春.GPS测量技术在中小城镇地籍测量控制中的应用[J].科技创业月刊，2010（5）：146-147.

[3]李文荣，郑奇志.GPS技术在地籍测量中的应用[J].测绘与空间地理信息，2012（3）：103-105.