地形测量与地籍测绘的应用研究

地形测量与地籍测绘的应用研究

刘智华

云浮市地理信息中心527300

【摘要】随着城市建设步伐的加快，地形测量与地籍测绘的任务量也在不断加大，仅凭常规测量技术难以有效应对，所以在测量工作中应重视新技术的应用。本文对全站仪免棱镜、免对中技术以及GPS-RTK技术的应用进行了探讨。

【关键词】地形测量；地籍测绘；应用

地形测量是对地球表面局部地貌、人工建筑、行政权属界限等进行的测量工作，地籍测绘是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作，地籍信息主要是指土地及其附着物的位置、权属界线、类型、面积等信息。可见，地形测量和地籍测绘还是有着密切的关系，地形测量主要目的是得到大比例尺地形图，而地籍测绘重在土地及其附着物的权属信息，所以地形测量是地籍测绘的基础，而地籍测绘也可看作地形测量中的一部分。随着测绘技术的发展，各种新技术在地形测量和地籍测绘中得到应用，因此本文就相关内容进行了探讨。

1全站仪免棱镜法与免对中法的应用

1.1传统全站仪测量技术的不足

采用传统全站仪技术进行测量时，需要安排人员在测点上支棱镜或反射板，但是遇到测量人员无法到达或者很危险的地方（如悬崖、峭壁、深谷、陡崖）时会很为难，因为这些位置也要测量出来并标记到地图上。还有一个情况未必不可测，但采用常规测量方法效率很低，例如城中村通视条件不好，路线转弯又多，布设图根导线非常困难，即使三级支点也到不了测区，虽然通过布设附和导线或闭合导线也能确保测量精度，但是所需人力和时间都较多。下面的方法可以很好地解决这些问题。

1.2免棱镜全站仪技术及应用

免棱镜全站仪将红外光IR测距头和可见激光RL测距头同轴集成在照准部中，红外光测距头用于常规棱镜测量，可见激光测距头则用于无法布置棱镜的测量，它利用了相位法原理，只需接收物体漫反射信号就能精确测定目标点的三维坐标，目前的技术已可实现测程1km以上。可见，这种技术非常适合有悬崖、峭壁、溪谷、隧道等场合的测量。但是事物没有尽善尽美的，免棱镜全站仪测量也有不足，当反射介质太暗、吸光性太强时，由于接收到的反射光太弱，如隧道中的深色水泥墙，往往就不能测距了，因而不适宜免棱镜测量技术；另外，有障碍物遮挡，甚至测站点与被测目标之间草木也会对测量造成干扰；还有就是免棱镜测量依靠激光照射，耗电较大，往往需要备用外挂电源。

免棱镜全站仪的测量误差包括测角误差、测距误差以及三角高程误差[1]。在某测量工程中分别应用了常规测量技术和免棱镜测量技术。全站仪型号为STC-770RLC，其测角精度为2″/5″，自动垂直补偿器的补偿精度1″；免棱镜测距300m，单棱镜5000m，测距精度为2mm+2ppm。从数千个点数中随机抽取18组数据，免棱镜测量与常规测量之间的平面点位差最小9mm，最大29mm；高程差最小5mm，最大25mm。计算平面精度和高程精度均为19mm，分别小于规范所要求的50mm和30mm，可见免棱镜全站仪测量技术完全可以满足大比例地形图测图精度要求。

1.3全站仪免对中技术及应用

免对中技术摆站方式灵活，可以在任意位置设站并建立站点坐标系，利用公共站点观测数据在站点坐标系与目标坐标系之间的转换参数，求出测站观测坐标在目标坐标系中的坐标。例如在某一建筑物立面通视良好的地点设站、整平，棱镜放在建筑物边角。设测站坐标为，后视点棱镜坐标为，为测站点与棱镜之间的平距；然后采用平距模式对测量区域进行碎步测量，分别记录平距、水平角和垂直角，并对至少2个有确切解析坐标的公共点进行标记。所测碎部点在软件中进行坐标系的平移、旋转操作后，原来与实际情况不相吻合的重合点坐标就会变得一致，这样整幅图的坐标都与实际情况完全吻合了。这种技术用于城内村测量不需要对中，避免了对中误差，若再利用免棱镜技术观测已知点可进一步节省后视时间与人力[2]。

免对中技术实为两点后方交会法，可以推导测站点与两已知点的观测角在30°～150°范围内可以保证精度，条件允许时应使该角度在90°附近；并且测站点与已知点距离不超过300m可满足规范的精度要求。现以某地区地形测量为例。选取其中10个坐标已知的碎部点，并将其中2个作为重合点。选用GPT-3002LND全站仪进行测量试验，经标定测距误差为-0.007+1.23mm/km。然后采用上述方法进行免对中测量，计算平面误差为mm，mm，mm。该结果表明可以满足规范1：500比例尺测图精度要求。

2GPS-RTK技术的应用

2.1GPS-RTK技术的原理

GPS-RTK技术是GPS测量技术与数据通信技术结合的以载波相位观测量为依据的实时差分定位技术，其测量系统由GPS接收设备、数据传输设备和软件系统所组成，在野外可获得厘米级的精确定位效果。基准站上的1台GPS接收机对所有可见的GPS卫星进行连续观测，并将载波相位数据与站点坐标信息实时传输给流动站。而流动站在接收GPS卫星信号的同时，也接收基准站的观测数据。根据相对定位原理和OTF技术，流动站可以实时求解整周模糊度，并进行差分和平差处理，从而求出本站三维坐标[3]。

2.2GPS-RTK技术应用

地籍图根控制测量的常规做法是采用导线网、图根三角测量以及GPS相对定位网等，但各有不足，而利用GPS-RTK技术不仅可以实时定位，还能实时了解定位精度，既减少了重复工作量，也提高了作业效率。在地籍碎步测量中，将RTK技术与全站仪（包括免棱镜技术）结合，可以优势互补，节省人力、物力，大幅提高作业效率。例如某测区虽然地势平坦，但因房屋、鱼塘密布，兼之树木遮挡，使用常规全站仪技术由于通视效果差而难以按时完成宗地权属界址点的测量，现采用RTK技术建立图根控制网，并进行碎步测量，遇房屋密集、隐蔽之处结合全站仪观测。基准站设在一座楼房顶部，为其中一个E级GPS控制点。利用测区范围内分布均匀的10个公共点（已知坐标的E级GPS控制点），求出WGS-84坐标系转换到1980西安坐标系的参数，并键入基准站仪器软件中。然后设置好流动站电台频率、工作方式。经过误差分析，求出RTK点位中误差m，高程中误差m，系统精度满足规范要求，可用于地籍图根控制测量和碎步测量。再利用全站仪以一级导线方法对部分地籍图根控制点进行了联测，分析较差，图根控制点位之间m，m，精度也满足规范要求，可以替代常规一级导线测量，作为地籍图根控制测量方法。另外，采用全站仪极坐标法对300个RTK碎部点进行了校核，表明RTK碎部测量精度同样满足规范要求。

2.3GPS-RTK测量的注意事项

RTK测量的基准站应设置在视野开阔、位置较高的点位上，并远离强电磁干扰源，如微波站、手机基站、电视发射塔等处。另外，流动站与基站的距离不宜超过10km，并保证各控制点在测区内均匀分布。

3结语

地形测量与地籍测绘在城市建设、国土部门管理中都具有非常重要的作用，但是常规测量技术会受到各种限制，不仅影响工作效率，还会耗费大量人力和物力，因此全站仪免棱镜、免对中技术以及GPS-RTK技术大有用武之地。

参考文献：

[1]马维康，李建杰，刘久伟.免棱镜电子全站仪在地形测量中的精度分析[J].勘察科学技术，2013（6）：24-26.

[2]秦佐，刘鹏程.全站仪免对中法在城区地形测量中的应用[J].城市勘测，2014（4）：146-148.

[3]粱铭.GPS-RTK技术在地籍测绘中的应用[J].全球定位系统，2014，39（4）：97-100.