胡中科，王 斐，鄭春風(fēng)，趙永春，廖篤剛

(中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水資源短缺及供需矛盾，日益突出。近年來，為解決工程性缺水，多項(xiàng)水庫大壩相繼開工[1]，大量的水利水電工程建設(shè)不可避免地要產(chǎn)生大量的占地及淹沒損失。因此，為順利推進(jìn)工程進(jìn)度，充分反映工程建設(shè)征地區(qū)的實(shí)際面貌，工程在建設(shè)期間存在大量的征地及實(shí)物調(diào)查工作。而實(shí)物調(diào)查工作通常又多處于高山峽谷，地勢險(xiǎn)峻、氣候惡劣的環(huán)境中，且實(shí)物指標(biāo)又具有數(shù)據(jù)量大、種類繁多、重復(fù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，主體工程建設(shè)往往工期緊、任務(wù)重，采用傳統(tǒng)的水庫移民實(shí)物調(diào)查方法進(jìn)行管理，不僅管理難度大、內(nèi)容復(fù)雜，通常需要耗費(fèi)大量的人力和物力，而且極大地制約了移民安置工作的進(jìn)度和精度。這與日益增長的工程建設(shè)導(dǎo)致的實(shí)物調(diào)查數(shù)量增多，形成了較大的矛盾。因此，如何在現(xiàn)有技術(shù)手段和方法下，有效提高實(shí)物調(diào)查工作的進(jìn)度和精度，已成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題[2-3]。

目前，有關(guān)水利水電工程征地移民實(shí)物調(diào)查方法及管理通常采用皮尺丈量、人工計(jì)算、手動(dòng)填寫紙質(zhì)表格并結(jié)合Excel錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，甚至僅采用圖上作業(yè)、圖上調(diào)查等方式。但工程實(shí)物調(diào)查通常涉及多個(gè)縣(市)，甚至跨省，影響范圍大、時(shí)間跨度長，且流動(dòng)性大、便攜性差，極易帶來成本高、數(shù)據(jù)時(shí)效性低等問題[4-6]。因此，為做好移民安置工作，最大程度發(fā)揮現(xiàn)代信息化管理技術(shù)的作用，必須對現(xiàn)有實(shí)物指標(biāo)調(diào)查方式方法進(jìn)行創(chuàng)新，改善現(xiàn)有實(shí)物調(diào)查的方式方法。

1 方法介紹

本文基于Ovital[7-8]平臺的實(shí)物調(diào)查新方法實(shí)質(zhì)是基于“移動(dòng)信息平臺”概念，結(jié)合新時(shí)期GPS衛(wèi)星定位，變革傳統(tǒng)的皮尺丈量等實(shí)物調(diào)查的工作方式，將傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖進(jìn)行可視化、移動(dòng)化和定位化，積極探索出移動(dòng)設(shè)備與實(shí)測地形圖無縫對接的新思路，新模式，以改善和提高水庫移民實(shí)物調(diào)查管理效率的過程[9]。

基于Ovital平臺的實(shí)物調(diào)查新方法是將實(shí)測的CAD地形圖通過UTM坐標(biāo)或橫軸墨卡托投影坐標(biāo)等方法導(dǎo)入載有Ovital平臺(奧維互動(dòng)地圖)的可移動(dòng)設(shè)備，將高精度的CAD地形圖與衛(wèi)星影像融合，然后通過使用載有實(shí)測地形圖的可移動(dòng)設(shè)備進(jìn)入建設(shè)征地范圍，進(jìn)行現(xiàn)場地物信息的采集、錄入、標(biāo)識、存儲、傳輸和共享。最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)工程對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫，將建設(shè)征地區(qū)所有移民信息迅速電子化、數(shù)字化?？焖偻瓿伤畮煲泼裢恋氐葘?shí)物指標(biāo)的調(diào)查和登記工作。與傳統(tǒng)的皮尺丈量法和新時(shí)期RTK方法相比，本方法操作簡單，成本低廉，適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是使用過程中受可移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號影響，在高山峽谷和衛(wèi)星信號弱的地區(qū)，對地物標(biāo)記及數(shù)據(jù)的傳輸記錄、定位等產(chǎn)生較大影響，在平原丘陵地區(qū)及衛(wèi)星信號強(qiáng)的地區(qū)較適用。

該方法由數(shù)據(jù)獲取、處理、傳輸及存儲四個(gè)階段組成，面向工程征地移民區(qū)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端快速準(zhǔn)確完成數(shù)據(jù)釆集，具體技術(shù)路線詳見圖1。

圖1 實(shí)物調(diào)查新方法技術(shù)路線

2 操作流程

基于Ovital平臺的實(shí)物調(diào)查新方法，首先是根據(jù)實(shí)物調(diào)査的范圍、對象及類型，對實(shí)物指標(biāo)進(jìn)行分類；然后根據(jù)不同類型的數(shù)據(jù)釆用不同的獲取方法、對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析獲取、基礎(chǔ)資料界面調(diào)查、多媒體數(shù)據(jù)現(xiàn)場拍攝等多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)管理；最后對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、傳輸處理。其具體操作流程為：①獲取工程建設(shè)征地范圍，通過提取建設(shè)征地范圍內(nèi)實(shí)測地形圖，明確坐標(biāo)類型(北京54坐標(biāo)或西安80坐標(biāo))，將實(shí)測dwg文件轉(zhuǎn)成dxf文件；②CAD坐標(biāo)進(jìn)行設(shè)置，選擇坐標(biāo)類型(關(guān)聯(lián)點(diǎn)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)或UTM坐標(biāo)或橫軸墨卡托投影坐標(biāo))，選擇參數(shù)類型(固定參數(shù)或全參數(shù)或7參數(shù))，確定建設(shè)征地范圍大致所處度帶；③使用校正參數(shù)，通過特征地物的拐點(diǎn)確定Δx和Δy。最終通過輸入的參數(shù)解析dxf文件文件，成果導(dǎo)入可移動(dòng)設(shè)備。具體工作流程詳見圖2。

圖2 面向移動(dòng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集流程

3 成果應(yīng)用

3.1 實(shí)例研究

實(shí)物指標(biāo)調(diào)查內(nèi)容主要包括建設(shè)征地處理范圍內(nèi)的土地、人口、房屋及附屬物等的數(shù)量、權(quán)屬和其他相關(guān)屬性等指標(biāo)。尤其以工程建設(shè)征地土地分解細(xì)化數(shù)量居多，工作量巨大，耗時(shí)多，是制約調(diào)查工期的較關(guān)鍵因素。因此，本文選擇土地?cái)?shù)量較多，地類較復(fù)雜，實(shí)物調(diào)查代表性較強(qiáng)的貴州省某水庫工程進(jìn)行實(shí)例研究。

在進(jìn)行貴州省某水庫工程實(shí)物指標(biāo)調(diào)查時(shí)，采用了基于Ovital平臺的實(shí)物調(diào)查新方法對工程建設(shè)征地區(qū)土地、墳?zāi)?、零星樹木等?shí)物指標(biāo)進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集。

采用基于Ovital平臺的實(shí)物調(diào)查新方法由事先導(dǎo)入含建設(shè)征地范圍的dxf文件，由聯(lián)合調(diào)查組手持可移動(dòng)設(shè)備，開啟軌跡追蹤，現(xiàn)場跑出權(quán)屬土地的邊界；然后登記相應(yīng)地塊的權(quán)屬人姓名、地類名稱、小地名及圖斑號等，最終云共享到電腦，生產(chǎn)電子表格打印由移民簽字確認(rèn)。同時(shí)，將地塊內(nèi)的墳?zāi)?、零星樹木、附屬物及村組界限等以“我在這”→“收藏我的位置”的方式，登記相應(yīng)權(quán)屬人信息等；然后由Ovital平臺自帶的攝像功能，現(xiàn)場拍攝每一個(gè)權(quán)屬人手持信息牌的照片，最終導(dǎo)出所有影像及信息數(shù)據(jù)，具體詳見圖3。

圖3 可移動(dòng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集成果的系統(tǒng)主界面

3.2 成果檢驗(yàn)

實(shí)物調(diào)查創(chuàng)新的目的是為實(shí)際工作進(jìn)行服務(wù)的，檢驗(yàn)調(diào)查結(jié)果能否到達(dá)精度需要，是衡量本成果質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要對采用基于Ovital平臺的實(shí)物調(diào)查新方法調(diào)查的實(shí)物成果進(jìn)行檢測。通過與傳統(tǒng)的皮尺丈量法(采用皮尺測量長度和寬度，采用手工計(jì)算面積的方法)和新時(shí)期RTK法(RTK是利用GPS衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位的一種高精度測量方法。)調(diào)查成果進(jìn)行對比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)新方法的優(yōu)劣性、適用性及可靠性。通過任意選取工程建設(shè)征地范圍內(nèi)的7個(gè)目標(biāo)地塊，同時(shí)采用移動(dòng)地圖法、傳統(tǒng)的皮尺丈量法和新時(shí)期RTK測量法等3種不同的方法進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查。研究發(fā)現(xiàn)：①新時(shí)期RTK法測量地塊面積最為準(zhǔn)確，與真實(shí)最接近；②隨著地塊不規(guī)則程度和斜坡地塊數(shù)量增加，新時(shí)期RTK法和移動(dòng)地圖法適應(yīng)性增強(qiáng)，測量結(jié)果最為接近，RTK測量法>移動(dòng)地圖法≯皮尺丈量法；③移動(dòng)地圖法與新時(shí)期RTK法測量結(jié)果相差較小，差額百分比在0.54%～8.38%，而與傳統(tǒng)的皮尺丈量法差額百分比在6.6%～5.89%。具體見表1。

表1 同一地塊不同方法測量地塊面積對比分析比

傳統(tǒng)的實(shí)物調(diào)查通常需要多個(gè)人員，分工記錄各個(gè)指標(biāo)，通常強(qiáng)度大、效率低、對不規(guī)則地塊適用性差、手工丈量誤差大。而新時(shí)期RTK方法專業(yè)操作復(fù)雜，專業(yè)性強(qiáng)，成本高，內(nèi)頁工作量大。采用基于Ovital平臺的實(shí)物調(diào)查新方法僅需一個(gè)工作人員一臺設(shè)備即可迅速將地物信息電子化和數(shù)字化。與傳統(tǒng)的皮尺丈量法和新時(shí)期RTK(載波相位差分技術(shù))方法相比，本方法操作簡單，成本低廉，適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且能迅速將建設(shè)征地區(qū)所有移民信息迅速電子化、數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)建設(shè)征地區(qū)由二維平面地形圖到三維實(shí)景漫游的迅速轉(zhuǎn)變。

4 結(jié)論與建議

通過利用載有Ovital軟件的可移動(dòng)設(shè)備，尋找特征點(diǎn)地物的坐標(biāo)，將確定的建設(shè)征地范圍線內(nèi)實(shí)測的CAD地形圖導(dǎo)入可移動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)由二維不可定位的平面地形圖轉(zhuǎn)換為可定位的三維實(shí)景地形圖，庫區(qū)所有實(shí)物指標(biāo)，均能快速而準(zhǔn)確的進(jìn)行現(xiàn)場地物信息的采集和存儲；極大提升了工作效率和成果精度，節(jié)約了人力、物力和成本等資源。具體成果為：①野外調(diào)查實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的“粗放式”實(shí)物調(diào)查模式向可移動(dòng)、可定位的“精細(xì)化管理模式”的電子地圖轉(zhuǎn)變。②解決了實(shí)物調(diào)查空間定位及屬性分離的問題，實(shí)現(xiàn)建設(shè)征地范圍內(nèi)地形地物的迅速定位和數(shù)據(jù)采集，大大提高了實(shí)物調(diào)查的時(shí)效性和高效性。③首次實(shí)現(xiàn)了集紙質(zhì)地形圖、GPS、皮尺、記錄工具等設(shè)備為一體的功能，為實(shí)物調(diào)查工作提供一個(gè)現(xiàn)場易操作、使用方便、用戶交互體驗(yàn)好、可靠性高的數(shù)據(jù)采集方式，在一定程度上改善了現(xiàn)階段實(shí)物調(diào)查工作的缺陷。④實(shí)現(xiàn)了與實(shí)測CAD地形圖較好的結(jié)合，能快速導(dǎo)入和導(dǎo)出實(shí)物調(diào)查內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)建設(shè)征地范圍內(nèi)地形地物的精準(zhǔn)導(dǎo)航和定位，對現(xiàn)場地物的追蹤及復(fù)核更有明確性和針對性。⑤現(xiàn)場地物均能快速簡潔的標(biāo)注于實(shí)景地形圖上，能最快速度建立水庫移民三維可視化數(shù)據(jù)庫，提高數(shù)據(jù)的可視化和存儲性。⑥實(shí)物成果上增強(qiáng)了不規(guī)則和斜坡地塊測量的適用性，提高了實(shí)物調(diào)查成果的精確度和移民滿意度，具有顯著的社會效益。

水利水電工程在建設(shè)征地期間存在大量的實(shí)物調(diào)查工作，而基于Ovital平臺的實(shí)物調(diào)查新方法具有較大的實(shí)踐操作性和應(yīng)用前景，進(jìn)一步提升該方法在實(shí)物調(diào)查工作中的運(yùn)用，可提高現(xiàn)場工作的質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的水庫移民向數(shù)字移民的轉(zhuǎn)變。

綜上所述，基于Ovital平臺的實(shí)物調(diào)查新方法有效解決了實(shí)物調(diào)查空間定位及屬性分離的問題，對現(xiàn)有水庫移民實(shí)物調(diào)查方法及成果管理提出了一種全新的工作思路和模式，對于將水庫移民工作納入科學(xué)化、數(shù)字化的軌道，提高工作效率和管理水平，具有重要的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。