浅谈数字化地籍测量

　　摘要：地籍测量需采集大量数据，其内业计算量大而繁锁，采用常规的测量方法要达到规程要求难度很大，随着GPS、GIS、全站仪等相关技术的广泛应用，数字化测图得到了迅速的发展和应用，使得地籍测量逐步走向数字化和自动化的地理信息时代。
　　关键词：数字测图；地籍测量；
　　引言
　　随着国家城镇建设步伐的加快，城镇地籍测量工作在全国范围内铺开，各地对地籍图的需求也急剧膨胀。地籍测量是市镇建设的基础工程，是一项政府行为的测绘工作。其目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系，为建立全国土地管理信息系统奠定基础，主要包括权属调查和地籍测量。
　　1全数字测图的基本原理
　　1.1数字化地籍测量的主要内容
　　数字化地籍测量的目的是建立各城镇的数据库及地籍管理系统，舍掉浩繁的宗地图件、表册，实现地籍管理的自动化。数字化地籍测量的主要工作内容包括地籍图根控制测量和地籍勘丈(宗地权属界址点及其它地物要素平面位置的测定)；地籍调查表的输入、输出；土地证、归户卡和土地申请书的生成和输出；基本地籍图、宗地图、图幅结合表、控制点网图的生成与输出；面积量算、汇总与统计等。
　　1.2数字化地籍测量的优势性分析
　　传统的平板仪测图和经纬仪(或测距经纬仪)测图通称白纸测图，主要采用解析法和极坐标法。由于其成图周期长、精度低、劳动强度大等局限，逐步被淘汰。而全数字地形测图是利用先进的测量仪器(如GPS接收机、电子全站仪等)和自动化成图软件，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示、编辑修改和计算机绘图。与传统白纸测图相比，全数字测图不仅仅是方法的改进，而是技术本质的飞跃。它主要有以下几个优势特点：
　　(1)数字化地籍测量打破了内外业的界线，从首级控制到最终成图，实行一体化作业，并且减轻了室外作业的强度，缩短了成图周期。
　　(2)打破了分级布网、逐级控制的原则。所需控制点数目比传统白纸测图大大减少，图根控制的加密可与碎部测量同时进行。
　　(3)测量碎部点坐标的方法除极坐标方法外，还可灵活采用矩形两点法、直角偏距法、平行线法、方向线支距法、各种交会法等诸多方法。
　　(4)碎部量测时不受图幅边界的限制，外业可不分幅作业，由内业成图时自动进行分幅与接边处理。
　　1.3数字化地籍测量的作业原理
　　外业数据采集利用全站仪记录的方法或利用全站仪连接便携式计算机直接记录的方法；数据传输用标准的数据传输线连接全站仪和计算机，利用Windows下的超级终端完成数据的传输；数据的处理采用C语言编制的数据转换程序进行处理；图形的编辑利用RDMS、EPSW等一些软件根据草图编绘图形，再转换至AutoCAD进行细部的编辑和处理，或使用MAPSUV、WalkfieM等一些较成熟的软件直接编辑和处理；出图采用数字化地籍图和绘图仪绘图两种形式，以适应不同需要。
　　2、全数字测图的外业
　　通常情况下，在数字化地籍测量实施过程中，测量人员可以选用静态GPS网作基本控制，导线(网)、动态GPS作加密控制，支导线(点)补充测站点，全站仪、动态GPS碎部数据采集，进而CASS7.0辅助成图，绘图仪自动出图的作业方案。
　　2.1GPS-RTK技术的应用
　　全球定位系统(GlobalPositioningSystem—GPS)是美国从20世纪70年代开始研制历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。大量的实践证明GPS新技术的出现，可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标。特别是应用RTK新技术，甚至可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次测绘成电子地图，然后通过计算机和绘图仪、打印机输出各种比例尺图件。应用RTK技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(如伪距或相位观测值)及已知数据(如基准站点坐标)实时传输给流动站GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗卫星后，可以实时地求解出厘米级的流动站动态位置。这比GPS静态和快速静态定位需要事后进行处理来说，其定位效率会大大提高。故RTK技术一出现，其在测量中的应用立刻受到人们青睐GPSRTK技术系统配置包括以下三部分：基准站接收机；移动站接收机；数据链。基准站接收机设在具有已知坐标(也可无已知坐标，地势较高)的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过OTF(OnTheFly)算法快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。因此，除了高精度的控制测量仍采用GPS静态相对定位技术之外，RTK技术即可用于地形测图中的控制测量，地籍和房地产测量巾的控制测量和界址点点位的测量。
　　2.2全站仪的应用
　　全站仪，即全站型电子速测仪。它是随着计算机和电子测距技术的发展，近代电子科技与光学经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的仪器，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能，使得仪器不仅能够测角，而且也能测距，并且测量的距离长、时间短、精度高。全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的二三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或称全站仪。
　　全站仪包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过1／O接口接入总线与微处理机联系起来。微处理机(CPU)是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列(缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器)、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置(接口)，输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。
　　全站仪内部大量地使用了微电子技术，因此，可实现数据自动记录、传输、检查、计算处理。利用全站仪不仅可以得到原始的或改正后的观测数据，而且还可得到平差后的三维坐标。全站仪是数字化的测绘仪器，是实现测量自动化的一种重要仪器，通过它还可形成自动化数据流，从而实现自动化制图和建立地图管理数据库的目的。数字测图大多数仍采用全站仪测量，其数据作为电子信息在自动传输、自动记录和存储、以及计算机处理、成图等全过程中，测量原始数据信息的精度基本没有损失，获得与测量仪器同精度的测量成果，从而实现了数字测图的高精度。
　　2.3CASS7.0软件的应用
　　CASS7.0地形地籍成图软件是南方测绘仪器公司基于AutoCAD2006平台技术开发的数字化测绘数据采集处理系统，广泛应用于地形成图、地籍成图和工程测量等领域。它全面面向GIS，彻底打通了数字化成图系统与GIS的接口。使用骨架线实时编辑、简码用户化、GIS无缝接口等先进技术，自CASS软件推出以来，已经成为用户量最大、升级最快、服务最好的主流成图软件。它采用真彩色XP风格界面，重新编写和优化了程序代码，加强了等高线、电子平板、断面设计等技术，系统运行更高效、更稳定。同时大量使用快捷工具按钮，全新CELL技术使数据浏览编辑和系统设置更加方便快捷。采用CELL技术的人机交互界面，数据编辑管理、系统设置更方便快捷；方便灵活的电子平板多测尺功能，更符合测量习惯；完全可视化的断面设计功能，图数互动，设计过程更直观；方便的图幅管理功能，地形图分幅管理更规范省心；数据质量全程控制，与主流GIS系统无缝接口。CASS7.0除具有AutoCAD强大的图形编辑功能外，在菜单中特别添加了地籍成图菜单功能：界址线、界址点、街坊内统一编号、自动累加、方便重排浏览与查询编辑；图形属性联动、地图图形属性合为一体、修改宗地属性方便快捷；自由分割、合并宗地、宗地面积自动重算、自动面积查错等方便实用的功能，使其更加符合地籍测量的实际需要，便于地籍数据库建设中各种图形的编辑。CASS7.0软件不失为一种高效率的测绘软件，随着数字化地籍成图得到越来越多的广泛应用，CASS7.0软件中还有大部分功能有待我们大家去开发、研究，能熟练掌握应用它的功能，将大大提高工作效率。
　　3、全数字测图的内业
　　3.1内业编绘
　　每天外业结束后，及时把电子手簿中的数据传送到微机中，利用大比例尺绘图软件进行编辑。绘图员根据外业绘制的草图，对各类型的点在不同的图层中进行绘制编辑。在编辑过程中，绘图员应对草图中的标注和微机中的标注进行校核以保证准确无误。连图过程中需对地物编码准确应用。由于显示器屏幕的限制，地物密集等情况，使得错连、漏连、漏测现象在所难免，连图过程中应随时进行检查，并在后期到实地进行查图和补测。实地校核地籍图绘成后，组成两人一组的作业组，带着作业原图和调查成果，走家串户，一宗地一宗地的进行核实，做到实地、调查表、地籍图三对照。
　　3.2面积分类统计
　　地籍测量最繁琐、最重要的一步要数面积量算。随着计算机技术的快速发展，面积量算也摆脱了传统的方法，可以在微机内进行，并且有较高的精度。尽管如此，在面积量算时仍应按照由高级控制到低级，再由低级向高级逐级汇总，也就是说应由测区到街道、由街道到街坊、由街坊到宗地，然后再倒过来逐级汇总，这样做有利于误差配赋。
　　4、数字化地籍测图的应用
　　数字地籍图能全面应用，地籍信息完整地覆盖每一个区域，在所形成的数字图形上详细记载每块土地及其附着物的基本情况，包括权属、数量、质量、权利、用途、性质等基本情况。它不但为实现土地的经济价值、保护所有者的合法权益服务，还为政府部门制定经济发展目标、土地管理政策、环境保护政策服务。综合起来有以下几个应用方向：
　　4.1为地籍图的修补、变更提供方便。
　　由于界址点和地物点(如房角点)均是全站仪直接采集其坐标值，所以其精度相同，在日常地籍的修测、补测中，即使没有控制点，也可以利用界址点、地物点的坐标值后方交会测站点，从而保证了地籍图修测、补测的精度。
　　4.2提供地理信息基础数据。
　　由于应用现代测量技术，其既包含图形信息，又包含属性信息，精确表达了某一地块(或宗地)和建筑物、构筑物的位置、面积、质量和权属界限在空间上的相互关系，为地理信息系统的建立奠定了基础。
　　4.3为经济服务。
　　利用地籍图提供的土地及附着物的质量评价数据和图形信息，结合国家和地方的有关法律、法规，使地块及建筑物的评估更加合理，为有偿出让和转让、征收税费等以土地及附着物为主体的经济活动提供准确、可靠的资料。
　　4.4为产权保护服务。
　　由于土地本身具有占有和使用的关系，尤其地籍调查和测绘是国家政策支持下依法进行的行政行为，所形成的地籍信息具有法律性、精确性、现实性等特征，因而使其能为在以土地及其附着物为主题的产权活动中提供图形、数据和法律依据。
　　4.5为土地利用规划服务。
　　为各类土地利用规划(包括土地利用总体规划、城市规划、村镇规划等)用现状密切地结合在一起，不但加快了规划编制速度，而且使规划编制更加科学、切合实际，并且可使规划的实施成本降低。
　　4.6为政府决策服务。
　　政府部门利用地籍信息制定土地政策、土地所用制度改革等方面的决策，也包括政府部门对经济发展、环境保护、人类生存以及个人或组织投资等方面的决策。
　　5、结束语
　　数字化地籍测量实质上是一种全解析、机助的测量方法，与常规的测量方法相比有明显的优势和广阔的发展前景。随着测绘科技发展的不断深入，具有更多功能的测绘仪器设备的推陈出新，测绘软件的升级与创新，给数字化测图带来更为广泛的发展空间和应用前景，数字化测图技术也将会发生巨大的变化，成为测绘技术变革的重要标志。
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