羅浩，唐鐵，廖諾承

（1.湖南省測繪產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗授權站，湖南 長沙　410007；2.湖南省國土資源規(guī)劃院，湖南 長沙　410007；3.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南長沙，410114）

基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術在村鎮(zhèn)地籍測量中的應用研究

羅浩1*，唐鐵2，廖諾承3

（1.湖南省測繪產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗授權站，湖南 長沙410007；2.湖南省國土資源規(guī)劃院，湖南 長沙410007；3.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南長沙，410114）

本文評述了基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術工作流程及特點，以及該技術方法在村鎮(zhèn)地籍測量工作中的實際應用，并與常規(guī)測量技術進行了對比，為地籍調查測量新技術應用進行了探討研究。

GPS；超棱鏡；PDA；地籍調查；地籍測量

測量是地籍調查的重要環(huán)節(jié)，但是以往的地籍測量方法工作難度大、效率較低，難以滿足實際工作的需要?，F(xiàn)代化測繪技術主要是在利用全站儀與GPS等數(shù)字化儀器的基礎上，進行數(shù)據(jù)采集和解析，并借助于測繪軟件和計算機技術進行輸出。顯著提高了整體工作效率，優(yōu)化了地籍測繪流程，減少了測量誤差的積累，提升了整體精度。

1　常規(guī)技術在村鎮(zhèn)地籍測量中的開展情況

1.1村鎮(zhèn)地籍測量技術路線

常規(guī)地籍測量的主要技術路線如下：1）在調查區(qū)進行GPS基本控制測量或基于CORS基站的控制測量。主要工作有：控制網(wǎng)設計、實地選點、埋設標石、GPS靜態(tài)觀測、GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等；2）GPS/全站儀加密圖根測量。主要工作有：控制網(wǎng)加密設計、實地選點、埋設標石、GPS測量或導線測量、GPS網(wǎng)或導線網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等；3）全站儀/鋼尺/紙質草圖等碎部測量。主要工作有：實地找控制點、全站儀設站定向、測定界址點與地物點、繪制地物關系草圖等；4）計算機內業(yè)圖形編輯/屬性錄入。主要工作有：依據(jù)外業(yè)草圖編輯地籍圖、地籍屬性錄入、各類面積統(tǒng)計、地籍表格輸出等。

1.2現(xiàn)行村鎮(zhèn)地籍測量存在問題及迫切需求

現(xiàn)有技術方法雖然可以完成村鎮(zhèn)地籍測量工作，但存在著工作難度大、效率較低等明顯不足，主要有：1）整體工作效率不高。從首級控制到加密控制再到界址點測定，工序多而復雜，從基礎控制到控制加密、碎步測量的工作程序必須線性運行，考慮到誤差傳導特性，精度控制必須十分嚴格，由于整體作業(yè)周期長，控制點損毀現(xiàn)象時有發(fā)生，現(xiàn)場調查測繪人員尋找控制點需花費大量時間，導致工作效率低下；2）不能現(xiàn)場成圖。外業(yè)測繪時必須繪制大量的地物關系草圖，之后再結合草圖進行內業(yè)圖形編輯，還需要花費大量時間核對數(shù)據(jù)，而且容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯漏和相互矛盾，影響內業(yè)工作效率；3）難以有效利用已有底圖。一般地籍測繪設備，不具有GIS功能，現(xiàn)場不能對已有工作底圖進行查詢和顯示，導致地籍調查的外業(yè)工作效率低，還容易出錯，如常出現(xiàn)所謂的“雙眼皮”現(xiàn)象；4）測量遮擋問題。在城鎮(zhèn)地籍調查方面，調查涉及宗地和房屋的權屬變更，城市中高大建筑物和路邊樹木對GPS信號影響較大，不容易搜索信號，而使用全站儀進行調查需要在控制點設站，遷站移站嚴重影響了調查效率。

2　基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術

該技術系統(tǒng)運用集成創(chuàng)新理念，發(fā)揮數(shù)據(jù)通訊及軟件開發(fā)優(yōu)勢，將GPS/PDA、全站儀、棱鏡、鋼尺等設備進行有機集成，形成GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術系統(tǒng)。用以解決衛(wèi)星信號接收受影響、全站儀測量通視困難的隱蔽/半隱蔽地區(qū)地籍調查難題。

2.1基本原理

GPS/TS/PDA技術系統(tǒng)充分運用GPS差分定位、PDA嵌入式GIS現(xiàn)場成圖等原理，通過單基站或多基站模式下的快速RTK定位，避免了常規(guī)技術必須進行的多級控制加密工作；以全站儀自由設站定位方式結合3G網(wǎng)絡通訊與藍牙技術實現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)的實時傳輸與現(xiàn)場快速測繪；配合PDA專用測圖軟件實現(xiàn)圖形的現(xiàn)場勾繪、實時變換與多種數(shù)據(jù)格式輸出。

圖1　GPS/TS/PDA系統(tǒng)組成及數(shù)據(jù)流程Fig.1　System composition and data flow of GPS/TS/PDA

2.2技術指標

（1）全站儀超棱鏡定位精度取決于已有全站儀定位精度，有棱鏡5km以內或免棱鏡測距200 m以內，典型定位精度為±1 cm；

（2）外業(yè)數(shù)據(jù)采集點數(shù)量取決于已有PDA的最大存儲容量和擴展存儲卡容量，一般4G的擴展空間可連續(xù)存儲50 h以上的數(shù)據(jù)采集量；

（3）PDA與全站儀無線通訊與數(shù)據(jù)傳輸最大作用距離50 m。

2.3技術應用流程

GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術系統(tǒng)，技術應用流程如下：1）調查區(qū)坐標轉換參數(shù)計算。在測區(qū)沒有坐標轉換參數(shù)的情況下，利用VRS網(wǎng)絡進行控制點坐標聯(lián)測。具體步驟包括：高等級控制點收集、坐標聯(lián)測、坐標轉換參數(shù)計算等；2）GPS/TS/PDA組合測繪。具體步驟包括：工作底圖導入PDA、全站儀自由設站測定界址點與地物點、隨機測定RTK點、鋼尺量距PDA現(xiàn)場構圖、PDA圖形現(xiàn)場變換等；3）計算機內業(yè)圖形編輯/屬性錄入。具體步驟包括：依據(jù)PDA構圖添加地籍符號、地籍屬性錄入、各類面積統(tǒng)計、地籍表格輸出等。

3　在村鎮(zhèn)地籍測量中的示范應用

結合“十二五”國家科技支撐計劃“村鎮(zhèn)土地高精度快速調查監(jiān)測技術開發(fā)與示范（2012BAJ23B00）”項目示范工作，在長沙市長沙縣黃興鎮(zhèn)、干杉鎮(zhèn)兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)開展了基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化作業(yè)技術與基于全站儀的常規(guī)測量技術在村鎮(zhèn)地籍調查中的對比示范應用。

3.1示范區(qū)簡介

示范區(qū)選擇長沙縣黃興鎮(zhèn)藍田新村內烏雞塘組，面積約17.8公頃，該組范圍內有縣道和高速公路貫穿于其中，村民宅基地主要分布在縣道兩側，村小學、村部、商店、工廠等也在該組內。該組的地籍特征在全村具有較強的代表性。

3.2作業(yè)流程

基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術系統(tǒng)在四個示范點開展了宅基地使用權地籍測量的示范應用，主要作業(yè)流程如下：1）示范點坐標轉換四參數(shù)計算；2）GPS/TS/PDA技術系統(tǒng)測繪。主要步驟包括：全站儀自由設站測定界址點與地物點、隨機測定RTK點、鋼尺量距、PDA現(xiàn)場構圖等；3）計算機內業(yè)圖形編輯/屬性錄入。主要步驟包括：依據(jù)PDA構圖添加地籍符號、地籍屬性錄入、各類面積統(tǒng)計、地籍表格輸出等。

新技術方法省去了首級控制網(wǎng)和加密控制網(wǎng)布設的工作步驟，兼顧了常規(guī)設站和自由設站兩種模式。

常規(guī)技術方法和新技術方法作業(yè)流程對比如下：

圖2　兩種方法技術流程對比Fig.2　Technical process comparison of the two methods

3.3完成工作情況

利用GPS/TS/PDA技術系統(tǒng)和常規(guī)技術完成了黃興鎮(zhèn)藍田新村宅基地的地籍測量工作。在完成該區(qū)的坐標聯(lián)測后，開始進行新技術系統(tǒng)和常規(guī)技術的地籍測繪對比試驗。15個工作日內共完成了示范點281棟房屋的地籍測繪，房屋總面積3.02公頃，外業(yè)、影像對比和地籍測量成圖詳見圖3、4、5。

圖3　外業(yè)PDA現(xiàn)場成圖Fig.3　PDA field mapping

圖4　藍田新村宅基地測量成果影像對比圖（部分）Fig.4　Contrast figure of homestead measurement results image of Lantian new countryside （part）

4　技術評價

4.1可行性、實用性評價

基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化作業(yè)技術使用的基本上是GPS、全站儀、PDA等常用設備，配以PDA進行現(xiàn)場成圖和數(shù)字化記錄，借助已有的VRS網(wǎng)絡，形成了一套全新的作業(yè)方法，技術上完全可行。在工作流程上省去了地面控制點的加密工作，全站儀可以在無控制點情形下自由設站，且在測站上免除了對中的操作環(huán)節(jié)，因而在實際測繪工作中操作更為簡便，實用性強。一般的測繪人員，只要稍加培訓就可以很快掌握。

4.2效率、效益評價

GPS/TS/PDA技術系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有的GPS、全站儀等測量設備，通過與PDA、藍牙、GPRS等現(xiàn)代技術的集成創(chuàng)新，使地籍調查工作的整體效率優(yōu)于常規(guī)調查方式。GPS/TS/PDA技術系統(tǒng)與常規(guī)地籍測繪技術手段相比有以下優(yōu)勢：1）省去了控制測量步驟，提高了地籍測繪的速度；2）提高了地籍測繪的相對精度，采用小區(qū)域范圍內聯(lián)測RTK點實現(xiàn)坐標的整體轉換，減少了誤差；3）簡化了測繪內業(yè)的復雜度，在野外就可以及時構圖，減少了內業(yè)的工作量，且確保了房屋外業(yè)測量準確性，可以在PDA內直接設站，減少設站的往返，提高了工作效率。

在人員和儀器數(shù)量相同條件下，常規(guī)方法和GPS/TS/PDA技術系統(tǒng)效率對比分析如表1。

圖5　藍田新村烏雞塘組測量地籍圖Fig.5　The cadastral measurement map of Wujitang group in Lantian new countryside

表1　兩種技術方法用時對比Table 1 time consuming comparison of two technical methods

結合以往大量的示范應用統(tǒng)計，采用新技術系統(tǒng)后，整體工作效率平均可以提高30%以上；同時新技術方法優(yōu)化了常規(guī)地籍測繪技術流程，減少了測量誤差的積累，同樣帶來了整體精度尤其是點位絕對精度的提高。經(jīng)過成果測繪質量檢測，GPS/TS/PDA技術取得的測繪成果，與常規(guī)技術獲得測繪成果質量及測量精度相當。

5　總結

新技術模式有利于促進村鎮(zhèn)地籍調查變更發(fā)證新機制。新技術系統(tǒng)突破了常規(guī)的“先控制測量，后碎部測量”以及“先有已知點，后測未知點”這一作業(yè)模式，實現(xiàn)了無控制點條件下的自由設站快速測繪新模式；同時通過PDA導入底圖數(shù)據(jù)，只對變更區(qū)域進行快速修補測，避免了已有數(shù)據(jù)的二次測繪，可以大大推進“以點帶面”的地籍變更工作，對加快完成農(nóng)村集體土地所有權發(fā)證、宅基地登記發(fā)證、建設用地使用權發(fā)證工作具有重要意義。

新技術系統(tǒng)為《物權法》的實施提供了強有力的技術保障。《物權法》首次明確了不動產(chǎn)登記機構的職責，更強調登記機構的責任。強調凡是出現(xiàn)登記錯誤，登記機構都要承擔賠償責任。因此，地籍登記部門在強化責任意識的同時，應采取更嚴格的技術手段去保障地籍測繪精度。新技術系統(tǒng)不論是在界址點測繪精度方面還是在杜絕粗差數(shù)據(jù)方面，都采取了創(chuàng)新性的技術保障措施，如控制點直接用網(wǎng)絡RTK定位，避免多層次控制加密帶來的精度損失；再如PAD現(xiàn)場成圖，實時檢核，避免數(shù)據(jù)差錯的出現(xiàn)等，從根本上保證了測繪成果的準確可靠。

/Re fe ren ces

［1］文寧.GPS/PDA技術在長沙縣土地調查中的應用［J］.國土資源導刊.2007（5）.

［2］焦明連，王慶.基于GPS/PDA技術的土地調查系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］. 淮海工學院學報（自然科學版）.2010（02）.

［3］王慧青，王慶.土地調查用GPS/PDA實時差分定位系統(tǒng)的坐標轉換及精度測試［J］.艦船電子工程.2008（11）.

［4］趙建利，馬澤斌，牛彥斌.GPS/PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在第二次土地調查中的應用研究［J］.測繪通報.2009（02）.

［5］馮寶紅，鄭小元，王慶，萬德鈞，方新秋.GPS-PDA在土地變更調查中的應用研究［J］.測控技術.2003（08）.

［6］周勇.地籍測繪中的現(xiàn)代專業(yè)測繪技術分析［J］.江西建材.2015（5）.

The Application Research of Cadastral Surveying and M apping Integration Technology in Villages and Towns Cadastral M easurement Based on GPS/TS/PDA

Luo Hao1， Tang Tie2， Liao Nuocheng3
（1.Hunan Surveying and M apping Product Quality Supervision and Inspection Authorized Station，Changsha Hunan 410007； 2. Hunan Land and Resources Planning Institute， Changsha Hunan410007； 3. Civil and Architecture Department of Changsha University of Science and Technology， Changsha Hunan410114）

The thesis reviewed working process and characteristics of the cadastral survey integration technology based on GPS/TS/PDA， as well as the practical app lication of technology and methods in village and town cadastral measurement. Moreover， the thesis compared this technology with conventional measurement technology， and discussed the application of new technology in cadastral survey and measurement.

GPS； super prism； PDA； cadastral survey； cadastral measurement

P694

A

1672-5603（2016）03-091-6

*第一作者簡介羅浩：1977年生，測繪工程師，主要研究方向測繪地理信息。E-mail: 154025221@qq.com

2016-6-21；改回日期：2016-7-25。