劉宗波，沈陽(yáng)

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GPS測(cè)量技術(shù)在土地開(kāi)發(fā)整理中的應(yīng)用

劉宗波，沈陽(yáng)

（臨澧縣國(guó)土資源局，湖南常德 415200）

測(cè)繪技術(shù)是實(shí)施土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目的支撐技術(shù),測(cè)繪工作貫穿于土地開(kāi)發(fā)整理的全過(guò)程。該文介紹了土地開(kāi)發(fā)整理和GPS測(cè)量技術(shù)的基本概念，分析了在土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目各階段測(cè)量工作的基本特點(diǎn)，結(jié)合GPS測(cè)量技術(shù)在臨澧縣高橋大坪土地整理項(xiàng)目中的應(yīng)用情況，提出幾點(diǎn)思考，并對(duì)土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行展望，以期為提高野外作業(yè)效率和土地開(kāi)發(fā)整理工作水平提供參考。

土地開(kāi)發(fā)整理；GPS；控制測(cè)量；高橋大坪

土地開(kāi)發(fā)整理測(cè)繪是開(kāi)展土地整理項(xiàng)目的前期行為，是獲取和表達(dá)土地整理項(xiàng)目區(qū)位置、形狀、數(shù)量和利用狀況等地籍信息要素，提供土地整理現(xiàn)狀圖和土地整理規(guī)劃設(shè)計(jì)底圖的專(zhuān)題地籍測(cè)繪，是以滿(mǎn)足土地整理可行性研究、項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程量概算、施工放樣和土地整理規(guī)劃設(shè)計(jì)的實(shí)施以及土地開(kāi)發(fā)對(duì)土地利用現(xiàn)狀、地形狀況等空間基礎(chǔ)地理信息的需要而進(jìn)行的一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的基礎(chǔ)性測(cè)繪工程[1]。

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展以及地理空間數(shù)據(jù)采集的需要，基于3S的數(shù)字測(cè)量技術(shù)也日益成熟，具有實(shí)時(shí)、快速、精確、無(wú)需通視等特點(diǎn)的GPS技術(shù)正逐步被廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，而土地開(kāi)發(fā)整理測(cè)繪對(duì)象主要是荒山和農(nóng)田，決定了測(cè)繪環(huán)境是野外空曠的農(nóng)村土地，視野開(kāi)闊，基本沒(méi)有高大建筑物，無(wú)大的干擾信息源，能夠接收較強(qiáng)的衛(wèi)星信號(hào)，這都為GPS技術(shù)提供了一個(gè)良好的測(cè)量條件。作為野外數(shù)據(jù)采集的有效手段之一，GPS技術(shù)應(yīng)用于土地整理測(cè)繪中既滿(mǎn)足精度要求和測(cè)量數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，又能全面提高土地整理工作的現(xiàn)代化水平，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 土地開(kāi)發(fā)整理和GPS測(cè)量技術(shù)的基本概念及特點(diǎn)

土地開(kāi)發(fā)整理是指在一定區(qū)域內(nèi)，按照土地利用總體規(guī)劃、城市規(guī)劃、土地開(kāi)發(fā)整理專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃確定的目標(biāo)和用途，通過(guò)采取行政、經(jīng)濟(jì)、法律和工程技術(shù)等手段，對(duì)土地利用狀況進(jìn)行調(diào)查、改造、綜合整治、提高土地集約利用率和產(chǎn)出率，改善生產(chǎn)、生活條件和生態(tài)環(huán)境的過(guò)程[2]。

GPS測(cè)量技術(shù)是測(cè)繪技術(shù)中一種非常重要的方法，是一種利用衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行空間交會(huì)定點(diǎn)的測(cè)量技術(shù)。通過(guò)載波相位差分技術(shù)進(jìn)行定位測(cè)量，精度可達(dá)5~10mm+1ppm。而近幾年發(fā)展起來(lái)的GPS-RTK技術(shù)能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率[4-5]。

土地開(kāi)發(fā)整理是一項(xiàng)綜合工程。前期決策、設(shè)計(jì)，中期的施工控制，后期竣工驗(yàn)收等各個(gè)階段都離不開(kāi)測(cè)繪技術(shù)。不同的階段對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的要求各不相同，而GPS測(cè)量技術(shù)在土地開(kāi)發(fā)整理的各個(gè)階段都能發(fā)揮重要的作用。

2 GPS測(cè)量技術(shù)在土地開(kāi)發(fā)整理中的應(yīng)用

以湖南省臨澧縣高橋大坪土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目為例，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)到控制測(cè)量、細(xì)部測(cè)量等幾個(gè)方面詳細(xì)探討GPS測(cè)量技術(shù)在土地開(kāi)發(fā)整理中的應(yīng)用。

2.1 技術(shù)路線(xiàn)方法

土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目測(cè)繪的流程和其他測(cè)繪項(xiàng)目一樣，首先是接受委托方委托，然后到現(xiàn)場(chǎng)踏勘，收集相關(guān)資料，做技術(shù)分析并編項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告報(bào)相關(guān)部門(mén)審批，而后開(kāi)始控制測(cè)量、地形測(cè)量、地籍測(cè)量和編輯成圖，檢驗(yàn)合格后提供測(cè)繪成果。具體作業(yè)流程見(jiàn)圖1。

圖1 土地整理作業(yè)流程圖

接受土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目測(cè)繪任務(wù)后，應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成現(xiàn)場(chǎng)踏勘、技術(shù)設(shè)計(jì)，并經(jīng)土地開(kāi)發(fā)整理中心認(rèn)可后開(kāi)始實(shí)施。

為控制項(xiàng)目區(qū)全局，限制測(cè)量誤差的累積，為后繼各種測(cè)量提供起始數(shù)據(jù)，土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目的控制測(cè)量宜采用GPS相對(duì)定位技術(shù)，做完控制測(cè)量，應(yīng)對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.2 控制測(cè)量

土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目測(cè)繪，首級(jí)平面控制采用GPS進(jìn)行觀測(cè)。所引GPS點(diǎn)位要求基礎(chǔ)牢固，視野開(kāi)闊便于導(dǎo)線(xiàn)聯(lián)測(cè)。所有GPS點(diǎn)要求制作點(diǎn)之記。

湖南省臨澧縣高橋大坪土地整理項(xiàng)目控制測(cè)量采用了快速靜態(tài)定位技術(shù), 首先對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，制定控制測(cè)量方案，設(shè)計(jì)控制網(wǎng)等級(jí)和網(wǎng)形，確定點(diǎn)位。GPS控制網(wǎng)的點(diǎn)位滿(mǎn)足以下要求：①點(diǎn)位地質(zhì)條件好、穩(wěn)定，易于長(zhǎng)期保存。最好選在基巖上。②點(diǎn)位四周高度角15度以上無(wú)成片障礙物，以保證GPS信號(hào)接收。③點(diǎn)位離無(wú)線(xiàn)發(fā)射塔等強(qiáng)信號(hào)源距離應(yīng)大于400m，離高壓線(xiàn)、變壓器等干擾源距離應(yīng)大于200m。④點(diǎn)位周?chē)鸁o(wú)信號(hào)反射物（如建筑物、大片平靜的水面、山坡等），以免產(chǎn)生多路徑效應(yīng)誤差。⑤能較好地解決交通、住宿、生活、供電等問(wèn)題。

GPS網(wǎng)點(diǎn)埋設(shè)具有中心標(biāo)志的自制混泥土標(biāo)石，以精確標(biāo)志點(diǎn)位，點(diǎn)的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅(jiān)固以利長(zhǎng)久保存和利用（圖2）。測(cè)區(qū)新埋設(shè)E級(jí)GPS點(diǎn)6個(gè)，1號(hào)點(diǎn)位于佘市村水泥村道上，不便于埋設(shè)標(biāo)石，在路面上打入帶鋁帽的金屬鋼釘后，用紅油漆噴涂標(biāo)示，2號(hào)至6號(hào)埋設(shè)混泥土柱石。所有GPS點(diǎn)埋設(shè)完畢后，采用南方S750亞米級(jí)手持GPS機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)制點(diǎn)之記，并及時(shí)完成選點(diǎn)網(wǎng)圖。

帶鋁帽的鋼釘 帶中心標(biāo)志的混泥土柱石

E級(jí)GPS點(diǎn)只取點(diǎn)號(hào)，不取點(diǎn)名。點(diǎn)號(hào)命名規(guī)則為“GPS”+流水號(hào)，如：1號(hào)GPS 點(diǎn)點(diǎn)號(hào)為“GPS1”。

靜態(tài)數(shù)據(jù)采集采用4臺(tái)套S82T型GPS接收機(jī)按快速靜態(tài)差分模式觀測(cè)，同步圖形按邊連結(jié)方式推進(jìn)，GPS網(wǎng)點(diǎn)與周邊C級(jí)GPS點(diǎn)和Ⅲ等水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)3個(gè)點(diǎn)。GPS觀測(cè)時(shí)儀器高量?jī)纱?，?dāng)較差小于3mm時(shí)取平均值記入觀測(cè)手簿。4名測(cè)量人員按照控制測(cè)量方案，分別在各自的點(diǎn)位上進(jìn)行靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，整個(gè)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，各點(diǎn)位人員嚴(yán)格聽(tīng)從項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一調(diào)度，并仔細(xì)量取天線(xiàn)高和認(rèn)真填寫(xiě)觀測(cè)手簿。

作業(yè)方法采用快速靜態(tài)工作模式，采樣參數(shù)執(zhí)行表1規(guī)定。

表1 土地整理項(xiàng)目控制網(wǎng)GPS網(wǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)采集參數(shù)表

基線(xiàn)解算和全網(wǎng)平差采用南方測(cè)繪公司GPSPro VER4.0數(shù)據(jù)處理軟件，在1980年西安坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，將本地中央經(jīng)線(xiàn)111°偏移至111°30′?？紤]到測(cè)區(qū)范圍不大，測(cè)圖比例尺為2 000，故而將固定誤差設(shè)為5.0mm，比例誤差設(shè)為5.0ppm。所有基線(xiàn)解算全部合格，最弱基線(xiàn)GPS3-GPS2相對(duì)誤差為1/179 961，遠(yuǎn)小于1/40 000，符合規(guī)范要求。

2.3 細(xì)部測(cè)量RTK

土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目控制測(cè)量檢驗(yàn)達(dá)到相應(yīng)的精度后，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行細(xì)部測(cè)量。由于RTK測(cè)量具備可以實(shí)時(shí)提供坐標(biāo)，無(wú)需進(jìn)行室內(nèi)計(jì)算，可以即測(cè)即用，各點(diǎn)之間不用通視，誤差不積累，精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因而在各行業(yè)的測(cè)量工作中與常規(guī)方法結(jié)合得到了迅速推廣[5]。在土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目的細(xì)部測(cè)量中，也主要采用RTK動(dòng)態(tài)差分測(cè)量模式，涉及到拆遷工程的，但因RTK在房屋區(qū)信號(hào)影響較大，故而采用全站儀對(duì)拆遷區(qū)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。

臨澧縣高橋大坪整理項(xiàng)目細(xì)部測(cè)量，利用一臺(tái)南方靈銳S86T作為基準(zhǔn)站，四臺(tái)南方靈銳S82T作為流動(dòng)站，采用RTK工作模式進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，直接使用GPS控制點(diǎn)作為圖根控制點(diǎn)。測(cè)量人員分為四組，按照技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)和土地整理中心的要求，全圖采用1：2 000比例尺測(cè)圖，需加強(qiáng)測(cè)繪的局部地區(qū)按1∶500比例尺要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

在實(shí)際測(cè)量中，應(yīng)注意地貌宜以等高線(xiàn)表示，明顯的特征地貌，應(yīng)以符號(hào)表示。山頂、鞍部、凹地、山脊、谷地及傾斜變換點(diǎn)處，必須測(cè)注高程點(diǎn)。露巖、獨(dú)立石、土堆、陡坎等應(yīng)注記高程或比高。各種天然形成的斜坡、陡坎，其比高小于等高距的1/2或圖上長(zhǎng)度小于10mm時(shí)，可不表示，當(dāng)坡、坎較密時(shí)，可適當(dāng)取舍?，F(xiàn)狀圖上高程點(diǎn)注記應(yīng)精確到0.01m。

應(yīng)在現(xiàn)狀圖上測(cè)注出擬定的項(xiàng)目區(qū)邊界，并施測(cè)項(xiàng)目區(qū)邊界外20~50m范圍內(nèi)的地形地貌特征、主要道路和水系及其附屬設(shè)施，具體范圍依比例尺而定。在土地整理要素取舍過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）土地利用要素：土地權(quán)屬界線(xiàn)必須實(shí)測(cè)并標(biāo)注清楚，細(xì)化到最末級(jí)權(quán)屬主體；各地類(lèi)界線(xiàn)必須封閉；梯田坎在寬度在圖上大于2mm時(shí)，應(yīng)實(shí)測(cè)坡腳；田埂寬在圖上小于1mm時(shí)，可用單線(xiàn)表示。

2) 水利水源設(shè)施和道路管線(xiàn)要素：不但要在圖上準(zhǔn)確定位，測(cè)注長(zhǎng)、寬、高和高程等數(shù)據(jù)，還需測(cè)計(jì)相應(yīng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，以滿(mǎn)足土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)的需要。

3) 拆遷工程要素：項(xiàng)目區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)拆遷的居民點(diǎn)等建（構(gòu)）筑物要確定其位置、面積、權(quán)屬；項(xiàng)目區(qū)內(nèi)不涉及拆遷的集中居民點(diǎn)可只測(cè)外圍，內(nèi)部標(biāo)注居民點(diǎn)名稱(chēng)，其他分散房屋應(yīng)逐個(gè)測(cè)繪。

3 結(jié)論

測(cè)繪高新技術(shù)的飛速發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)、地理空間信息技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用與普及，能更方便地從測(cè)繪成果中同時(shí)獲得地物的位置、方向、坐標(biāo)、高程、面積、形狀及其他屬性等數(shù)據(jù)，使信息的檢索與應(yīng)用更加方便、快捷。GPS測(cè)量技術(shù)可以連續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)、精確、可靠、快速、簡(jiǎn)便地采集測(cè)量數(shù)據(jù)，再通過(guò)專(zhuān)用軟件傳遞到電腦上進(jìn)行處理，最終為用戶(hù)提供各種需求的圖件資料，充分實(shí)現(xiàn)了測(cè)量工作內(nèi)外業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及其處理自動(dòng)化、測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為智能化、測(cè)量成果和產(chǎn)品數(shù)字化要求。在土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目測(cè)量中，采用GPS等先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)方法，為土地開(kāi)發(fā)整理可持續(xù)發(fā)展各項(xiàng)工程建設(shè)提供可靠的測(cè)繪保障服務(wù)，土地整理項(xiàng)目才能發(fā)揮良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，土地開(kāi)發(fā)整理事業(yè)才能健康發(fā)展。

[1]張金亭，2006.試論土地整理測(cè)繪[J].國(guó)土資源科技管理， 23（1）

[2]向鶯燕，李建榮，龔伯云，2011，淺析測(cè)繪與土地開(kāi)發(fā)整理[J].湖南測(cè)繪簡(jiǎn)訊，3

[3] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員，2009.全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范：GB/T 18314-2009[s].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,4-5

[4] 徐紹銓?zhuān)瑥埲A海，楊志強(qiáng)，王澤民，2011，GPS測(cè)量原理及應(yīng)用（第三版）[M]，武漢：武漢大學(xué)出版社，115-146

[5] 馬忠衛(wèi)，戴友剛，翟輝，2012.GPS-RTK在農(nóng)村宅基地調(diào)查中的運(yùn)用及質(zhì)量控制[J].地質(zhì)學(xué)刊，36(2)：203-205

[6]湖南省國(guó)土資源廳，2007.湖南省土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目測(cè)繪技術(shù)規(guī)范（試行）[湘國(guó)土資發(fā)[2007]80號(hào)]，4-6

The Application of GPS to the Land Development and Consolidation

LIU Zong-bo SHEN Yang

(Linli Bureau of Land and Resources, Changde, Hunan 415200)

Surveying and mapping technology is the key technology to land development and consolidation. This paper deals with basic conception of GPS surveying and mapping technology and land development and consolidation as well as basic characteristics of GPS surveying and mapping in various stages of land development and consolidation and the application of GPS surveying and mapping technology to land consolidation in Gaoqiao, Daping, Linli.

land development and consolidation; GPS; control survey; Daping, Gaoqiao, Linli

P21

A

1006-0995（2017）02-0342-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.040

2017-04-10

劉宗波（1971-），男，注冊(cè)測(cè)繪師、助理工程師，武漢大學(xué)測(cè)繪專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，現(xiàn)主要從事國(guó)土測(cè)繪管理工作