鄭遠(yuǎn)楊,丁 濤
(1.安徽理工大學(xué)空間信息與測繪工程學(xué)院,安徽 淮南 232001;2.礦山采動災(zāi)害空天地協(xié)同監(jiān)測與預(yù)警安徽省教育廳重點實驗室,安徽 淮南 232001)
目前,有多種地籍測量新方法,例如GPSRTK[1]、遙感[2]、GIS[3]等技術(shù)。其中GPS-RTK 技術(shù)更加簡便、實時高效,且能降低地籍測繪難度。合理運用GPS 進行控制網(wǎng)布設(shè),并結(jié)合GPS-RTK 進行碎部點測量時,要確保布設(shè)的控制網(wǎng)在精度范圍內(nèi),才能使獲取的構(gòu)筑物數(shù)據(jù)具有更高的精確性[4]。在城鎮(zhèn)地籍測量中,運用GPS 技術(shù)布網(wǎng)并在數(shù)據(jù)采集進行目標(biāo)編碼,對地籍測繪效率和質(zhì)量都有一定的保證[5]。但在面對某些復(fù)雜的構(gòu)筑物時,GPSRTK 無法獲取點數(shù)據(jù),因此需要借助全站儀等儀器進行觀測,本文詳細(xì)介紹GPS-RTK 結(jié)合全站儀技術(shù)在地籍測量方面的應(yīng)用,以獲取理想結(jié)果。
傳統(tǒng)的地籍圖測量方法費時費力,精度達不到理想要求,且對點的要求必為通視點?,F(xiàn)代化的地籍測量在傳統(tǒng)測量的基礎(chǔ)上進行了顯著提升。在進行構(gòu)筑物測量時,對于加密圖根點可隨時進行測量且點位精度高,節(jié)省時間;為了使界址點的選取和測定在方法上得到改善,可不單單基于傳統(tǒng)的極坐標(biāo)法,且在測定界址點時,可與圖根點一起進行;在地籍圖成圖方法上,可進行外業(yè)內(nèi)業(yè)的同時處理,數(shù)據(jù)形成地籍圖時,可通過軟件自行分幅,控制成本。
2.1.1 布網(wǎng)及選點原則
進行地籍控制測量的前提是要對測區(qū)進行實地考察,視測區(qū)的面積大小、地理位置以及測區(qū)現(xiàn)存控制點數(shù)量進行控制網(wǎng)布設(shè),按測量的基本原則(即先控制后碎部、由高級到低級) 步步檢核??刂泣c的選擇應(yīng)遵循以下原則:控制點要遠(yuǎn)離大功率無線電,遠(yuǎn)離水域,所選地域應(yīng)為堅實的地面,交通便利等。
2.1.2 外業(yè)測量
本次實驗的地面控制點為E01,E02,E03,E05,E06,E07,此6 個E 級點覆蓋了整個測區(qū),控制網(wǎng)布設(shè)好之后,便進行網(wǎng)的觀測。在進行網(wǎng)的觀測時,利用10 臺GPS 雙頻接收機,先將兩臺GPS 接收機架設(shè)在附近已知點上,其余八臺放置在待測點上,此次實驗使用邊連式的布設(shè)形式,保證了圖形條件和作業(yè)效率的強度;采樣間隔為30 s,分測兩個時段,每個時段為60 min,采用WGS84坐標(biāo)系,本實驗的GPS 網(wǎng)布設(shè)方案見圖1[6]。
圖1 GPS 控制網(wǎng)布設(shè)圖
2.1.3 內(nèi)業(yè)處理
控制網(wǎng)觀測結(jié)束后,內(nèi)業(yè)進行網(wǎng)的基線解算,測區(qū)內(nèi)已知起算點為E02,E07。在基線結(jié)算過程中,會出現(xiàn)基線的不合格,這時可以剔除一些衛(wèi)星的觀測序列和一些觀測序列不好的片段[7]。本次實驗剔除了R90 衛(wèi)星的觀測序列,經(jīng)軟件平差后的基線和WGS84 坐標(biāo)下的E 級點坐標(biāo)見表1 和表2。
表1 平差后的基線和相對誤差
表2 平差后的站點WGS84 坐標(biāo)及中誤差
碎部測量就是測定碎部點的平面位置和高程。碎部點通常選取構(gòu)筑物的特征部位,例如墻面與墻面的轉(zhuǎn)點,凸起的房角點等;道路的碎部點則選取路口的轉(zhuǎn)折點,若遇到復(fù)雜的曲線道路,則在道路彎曲處進行3 次獨立的觀測;對于獨立的地物,直接觀測其中心。
對于野外數(shù)據(jù)點的采集,一般采用GPS-RTK結(jié)合全站儀的方法進行觀測,若遇到GPS-RTK 無法測量的點,則采用全站儀進行觀測。全站儀架站時,儀器對中誤差控制在5 mm 內(nèi),照準(zhǔn)一圖根點為起始位置,另一圖根點作為檢核,檢核點平面誤差不應(yīng)大于圖上0.2 mm,且高程不高于0.1 m。
由于測量外業(yè)的地物較多,無法進行編碼,所以在進行數(shù)據(jù)采集時一般采用無碼作業(yè),工作人員現(xiàn)場繪制草圖。在進行計算機繪圖時,用測點點號定位編輯成圖。本次實驗由于建筑物高度及形狀等問題,很難將棱鏡放置于建筑物表面,往往采用無合作目標(biāo)性全站儀進行觀測,這種全站儀在進行地籍觀測時,無需反射棱鏡,可直接對目標(biāo)物進行測距觀測。因此,在地籍測量、房產(chǎn)測量方面得到廣泛應(yīng)用,如徠卡的TCR 系列全站儀,在無合作目標(biāo)的情況下測距達1 000 m。
2.2.1 圖根點的測量
圖根點的精度直接影響地籍測量結(jié)果。本次實驗采用GPS-RTK 的方法獲取圖根點的坐標(biāo),主要針對地勢空曠、通視條件不好的地形。采用這種方法布設(shè)圖根點要確?;鶞?zhǔn)站至少聯(lián)測3 個高級控制點,并對基準(zhǔn)站進行坐標(biāo)系統(tǒng)的檢核,此次實驗的3 個高級控制點分別為E02,E05,EO7。每個圖根點要進行兩次觀測,觀測點位互差范圍為0.1 mm,高程中誤差互差不大于1/10 等高距,并取兩次觀測值的平均值作為最終的圖根點平面坐標(biāo)。若采用導(dǎo)線測量獲取圖根點,平面坐標(biāo)不應(yīng)超過二次附合,遇到復(fù)雜地勢,可進行三次附合;獲取圖根高程時,采用圖根三角高程測量,其中起閉點均為高級控制點。圖根點坐標(biāo)見表3。
表3 圖根點的坐標(biāo)
2.2.2 界址點的測量
界址點對地籍測量有著重要作用,是區(qū)別于地籍測量與其他測量的分界點。界址點的選取決定了地籍圖的面積大小、地理位置。在通視條件一般、地理位置不好的情況下,利用RTK 可進行界址點的測定;當(dāng)RTK 接受信號不好時,可采用全站儀進行界址點的選定。圖書館四周地形特殊,背面靠山,且周圍樹木較多,共采集31 個界址點,部分界址點坐標(biāo)見表4??芍?,總面積為16 530.3 m2。
表4 界址點坐標(biāo)
分析界址點的誤差,最后利用界址點之間的邊長來分析此次實驗的精度,最小邊長誤差為5 mm,最大邊長誤差為30 mm。
數(shù)據(jù)導(dǎo)入CASS 5.0 后,結(jié)合外業(yè)記錄的點號進行連接,進行必要的修飾便可得到所要繪制的地籍圖草圖,其中標(biāo)志出圖書館基本屬性,樓層為5 層,建筑材質(zhì)為混凝土,建筑面積為16 530.0 m2。
本次實驗繪制的宗地圖屬于地籍圖的一種附圖,由于在校園內(nèi)只測量一棟樓的地籍,因此無需繪制出鄰宗地的宗地號及界址分割示意線。所繪制的地籍圖包含本宗地界址點位置、界址線、權(quán)利人名稱等,為了保證所繪制宗地圖的正確性,要求宗地圖的制圖者及審核者在圖上簽名。
運用GPS-RTK 結(jié)合全站儀技術(shù)進行地籍圖的繪制,解決了構(gòu)筑物點無法單純用GPS-RTK 測量的問題;在進行地籍圖繪制時,運用GPS-RTK 進行圖根點和界址點的選定時,可以節(jié)省時間,且獲得的數(shù)據(jù)實時高效,精度符合測量要求。該技術(shù)可在山區(qū)或者構(gòu)筑物復(fù)雜的地方大范圍推廣,為地籍測繪減少很多難題。