數(shù)字地籍控制測量中外業(yè)數(shù)據(jù)質量檢驗方法研究

【摘 要】地籍調查包括權屬調查與地籍測量，其目的就是獲取和表述每一宗土地的權屬、位置、形狀、數(shù)量和用途等有關信息，達到“權屬合法、界址清楚、面積準確”，為土地產(chǎn)權管理與稅收提供基礎資料和定位系統(tǒng)。地籍調查成果（地籍數(shù)據(jù)集、地籍冊集和地籍圖集）是建立外業(yè)數(shù)據(jù)的具體體現(xiàn)，是建立土地管理信息系統(tǒng)，依法進行土地管理的基礎。

【關鍵詞】地籍測量；外業(yè)數(shù)據(jù)；數(shù)字技術；數(shù)據(jù)質量；誤差分析；GPS技術

0 引言

地籍測量是利用測量儀器，通過幾何計算來獲取地面物體的平面位置，通過坐標的形式表現(xiàn)出來。人、儀器、外部環(huán)境和工藝流程都可能產(chǎn)生誤差或錯誤，如何使這些因素的影響降到最小，同時避免錯誤，是保證數(shù)據(jù)質量的關鍵。

目前各地的地籍測量都要建立地籍信息管理系統(tǒng)，地籍信息管理系統(tǒng)的構建工作是一項復雜的系統(tǒng)工程，是土地管理部門的工作重點。數(shù)據(jù)是管理系統(tǒng)的“血液”，系統(tǒng)源數(shù)據(jù)質量的優(yōu)劣，決定了系統(tǒng)實際應用價值的大小。系統(tǒng)源數(shù)據(jù)主要是圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩大類。無論圖形數(shù)據(jù)還是屬性數(shù)據(jù)，都要從外業(yè)直接或間接采集才能得到。本文從外業(yè)采集手段和流程分階段進行檢查來確保數(shù)據(jù)源的質量。

1 已有資料的分析檢驗

對已有成果的檢驗主要是對已有成果的精度進行評定，看其精度能否滿足本次測量工作需要。通常可以利用秩虧自由網(wǎng)平差的辦法來對已知點的坐標點精度情況進行評定，同時加入高精度全站儀提供的尺度精度來檢驗已知點的穩(wěn)定性或精度，在點數(shù)較少時可采用以下的簡單的方法來檢驗。

在平面網(wǎng)的控制點中，一般來說，當測區(qū)平面控制點大于2個時，可用其中部分點為基準點，利用平差后的結果檢查另一部分點，依據(jù)規(guī)范要求的限差來比較點的精度。當測區(qū)僅有兩個點時，要通過以下方法來檢查。

1）在通視條件下，用全站儀測量兩點的平距和高差，轉換到同一坐標系與已知點的坐標反算值進行比較。其精度應滿足要施測級別的上一級別最低的精度要求。例如，根據(jù)已知點要施測四等網(wǎng)，那么起算點的精度應滿足三等網(wǎng)中最弱邊邊長相對中誤差的要求l/80000的■倍。

2）不通視時，可用GPS來進行，利用它自身的尺度因子來進行檢核（在下節(jié)詳細論述）；當自查無誤后，才可進入下一步控制測量。必要時要進行相關改正來提高精度，防止對控制網(wǎng)產(chǎn)生扭曲。

在高程資料分析中，當大于一個高程基準點時應進行高程聯(lián)測，看其閉合差是否滿足規(guī)范限差要求。當僅有一個點時可自行閉合，并盡可能用其它高程的相關資料進行比較（地形圖中相同位置點，并看是否為同一高程系）。

2 控制測量中的數(shù)據(jù)質量檢驗方法

2.1 常規(guī)控制測量的數(shù)據(jù)質量檢驗

在控制測量中，常規(guī)測量是指使用全站儀測量邊、角進行邊角網(wǎng)的布設，常規(guī)的導線網(wǎng)平差，目前內(nèi)業(yè)平差已經(jīng)實現(xiàn)了電算化，極大的提高了內(nèi)業(yè)的效率。檢驗一般檢查導線閉合差、最弱點點位中誤差，最弱邊邊相對中誤差等，檢驗方法比較成熟。

導線閉合差反映的是導線基本的精度指標，它分為坐標閉合差和角度閉合差，其精度和它自身精度及起閉的基準點精度有關。規(guī)范對此按照級別有明確的規(guī)定，在實際作業(yè)中以規(guī)范的限差為要求執(zhí)行。

最弱點點位中誤差是點的精度要求，它與導線閉合差沒有嚴格必然的因果關系。但必須在滿足上述條件時才考慮它的精度，它的精度從一個側面反映了它對下級導線的適用性。

最弱邊邊相對中誤差是一個相對誤差概念，整體上反映了網(wǎng)的精度，也與基準點有關。它們?nèi)哂胁豢商娲裕跈z驗時要同時考慮，互相檢驗。

2.2 GPS控制測量的數(shù)據(jù)質量檢驗

全球定位系統(tǒng)（GPS）是美國國防部研制的分布在地球軌道上多個GPS衛(wèi)星確定地面點位置的一種新型定位系統(tǒng)。與常規(guī)方法相比，GPS定位技術建立控制網(wǎng)的特點是：自動化程度高、全天侯、高精度、定位速度快、布點靈活和操作方便等。GPS定位技術在控制測量中的質量檢驗，主要從以下四方面來進行闡述。

1）三維無約束平差中的質量檢驗

三維無約束平差的主要目的是考察GPS基線向量網(wǎng)本身的內(nèi)符合精度以及考察基線向量之間有無明顯的系統(tǒng)誤差和粗差，其平差應在不引入外部基準，或者雖引入外部基準但并不會由其誤差使控制網(wǎng)產(chǎn)生變形和改正。由于GPS基線向量本身提供了尺度基準和定向基準，故GPS網(wǎng)平差時，只需提供一個位置基準，且由于只引入一個位置基準，因此，網(wǎng)不會因該基準誤差產(chǎn)生變形，所以是一種無約束平差。平差中有兩種引入基準的方法：一種，是取網(wǎng)中任意一點的偽距定位坐標作為網(wǎng)的位置基準；另一種，是引入一種合適的近似坐標系統(tǒng)下的秩虧自由網(wǎng)基準。

由于GPS網(wǎng)各基線向量觀測值之間可認為是相互獨立的，且誤差方程的坐標未知數(shù)的系數(shù)均是單位陣，我們可以通過改正數(shù)，檢驗和了解網(wǎng)自身的內(nèi)符合精度，觀察網(wǎng)中是否可能存在粗差和系統(tǒng)誤差。

2）二維無約束平差中的質量檢驗

GPS基線向量網(wǎng)二維平差應在某一參考橢球面上，或是在某一投影平面坐標系上進行。因此平差前，首先須將GPS三維基線向量觀測值及其協(xié)方差陣轉換投影至二維平差計算面。也就是從三維基線向量中提取二維信息，在平差計算基準面上構成一個二維GPS基線向量網(wǎng)。

GPS基線向量網(wǎng)二維平差也可分為無約束平差、約束平差和聯(lián)合平差3類，平差原理及方法均與三維平差相同。由二維約束平差和聯(lián)合平差獲得的GPS平差成果，就是國家坐標系下或地方坐標系下具有傳統(tǒng)的控制成果。在平差中的約束條件往往是由地面網(wǎng)重合的已知點坐標，這些作為基準的已知點的精度或它們之間的兼容性是必須保證的。否則由于基準本身誤差太大互不兼容，將會導致平差后的GPS網(wǎng)產(chǎn)生嚴重變形，精度大大降低。因此，在平差開始前，應通過檢驗發(fā)現(xiàn)并淘汰精度低且不兼容的地面網(wǎng)已知點，再進行平差。

3）利用GPS的尺度因子進行比較法來檢驗

由于GPS基線向量本身提供了尺度基準和定向基準，故GPS網(wǎng)平差時只引入一個位置基準，在商業(yè)軟件中都會自動引入。我們可根據(jù)它本身的尺度基準，在GPS的有關文獻中認為，兩點之間的GPS基線長與斜距差別很小，在10km以內(nèi)可以認為等于它的起末點之間的斜距。我們把它轉換成平距，與坐標反算的平距在同一個坐標系下進行比較可以對已有點的精度進行檢核。

4）同步環(huán)、異步環(huán)的檢驗

可以參考不同等級的要求來進行各種限差的比較，在GPS的規(guī)范中各項有明確的要求。如在四等網(wǎng)中按照以下限差進行。

（1）三邊同步環(huán)要求如下：

坐標分量相對閉合差≤6ppm

全長相對閉合差≤10ppm

（2）獨立環(huán)要求如下：

坐標分量閉合差≤2■σ

全長分量閉合差≤2■σ

（3）復測基線的長度較差ds≤2■σ

（4）方差比>3，中誤差絕對值≤20mm

σ為GPS網(wǎng)相鄰點間弦長精度。

3 結束語

總之，地籍測量是一個涉及面非常廣的應用學科，它既有測量的技術問題，又有測量數(shù)據(jù)的地籍屬性問題，而地籍屬性在不斷的變更之中，不同的平臺的處理方式的差別，難以保證它的系統(tǒng)性和規(guī)范性，有時一個小的錯誤就會造成用戶巨大的經(jīng)濟損失或嚴重的社會影響。同時，地籍測量又是一個關乎國計民生的系統(tǒng)工程，作為其最重要組成部分的城鎮(zhèn)地籍測量又是地籍測量中的重點和難點，高效高質的完成城鎮(zhèn)地籍測量是今后國土大調查成果質量的重要保證。

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[責任編輯：楊揚]