網絡RTK聯合全站儀在農村宅基地測量中的應用

錢躍磊

(許昌學院城鄉規劃與園林學院,河南 許昌 461000)

0 引 言

農村宅基地確權登記發證工作,是明晰農村宅基地產權關系,依法保護農村宅基地使用權人合法權益,規范農村宅基地管理,促進社會主義新農村建設的一項基礎性、公益性工作。農村宅基地調查是農村宅基地確權登記發證工作的基礎性工作。相對于城鎮地籍調查,農村宅基地調查具有分布范圍廣、地域分散、適用農村宅基地確權政策的特點[1]。

農村宅基地測量技術和方法的好壞,直接影響測量成果質量的效率。因此,選擇合適的技術和方法對于保證測量成果質量,節省人力物力,提高工作效率具有很重要的意義。隨著測繪新技術(GPS、RS、GIS)的發展,其在地籍測繪中的應用越來越廣泛,本文主要介紹利用網絡RTK技術及全站儀數字測繪技術進行農村宅基地的綜合測繪,在保證成果質量的前提下,使工作效率得到較大的提高。

1 網絡RTK基本工作原理

CORS系統由數據處理中心子系統、數據子系統、參考站子系統和用戶應用子系統四部分組成。各子系統由數據通信子系統相互關聯,形成一個局域網。CORS是在一個較大的區域內均勻的布設多參考站,構成一個參考站網,各參考站按設定的采樣率連續觀測,通過數據通信系統實時的將觀測數據傳輸給系統控制中心,系統控制中心首先對各個站的數據進行預處理和質量分析,然后對整個數據進行同意解算,實時估算出網內的各種系統誤差改正項(電離層、對流層、衛星軌道誤差)獲得本區域的誤差改正模型。把改正數據傳給流動站,獲得高精度的可靠的定位結果[2]。

網絡RTK技術是CORS產生最重要原因和最主要的應用方式。目前,我國大多數CORS系統主要是進行網絡RTK測量。

2 農村宅基地測量

2.1 測區概況

該測區位于河南省許昌市東部,環境優美,交通便利。地勢平坦、開闊,高差落小,屬于平原地區。區內房屋密集,結構復雜,比較凌亂,比較適合RTK與全站儀結合進行測量。

2.2 外業控制測量

隨著GPS-RTK技術的發展,其在控制測量中的應用越來越廣,特別是網絡RTK的出現,使測量變得更加簡單快捷。本次地籍測圖的圖根控制就是利用網絡RTK技術來進行的。

先進行圖根控制網的選點,選點時應注意考慮點的通視、擴展以及測圖的便利。選完點后,在所選點的位置打下木樁,木樁上面訂一小釘,作為點的標志,另外在點的旁邊合適的位置用紅漆寫下點的名稱。

再利用網絡RTK進行觀測,為了提高成果的精度,必須使用三腳架架設GPS儀器,嚴格對中整平,精確量取儀器高(取至0.001 m)。觀測前需進行相關的設置,以南方RTK為例,具體如下:

1)連接主機和手薄:默認情況下軟件會自動進行藍牙連接,如果彈出提示窗口:“端口打開失敗,請重新連接”,這時只需點擊設置菜單下的連接儀器,再用光筆點中輸入端口項,文本框中輸入7(數字7取決于藍牙搜索設備后隨機分配的端口號,可以在藍牙管理器中查看到),再點擊連接按鈕,就可以輕松連接手薄和主機。

2)新建工程:打開工程之星軟件,點擊新建工程,輸入工程名和相應的參數即可。

3)網絡參數設置:點擊設置——網絡連接,彈出網絡連接對話框,點擊“設置”按鈕,彈出網絡連接設置對話框,連接方式根據手機卡類型選擇GPRS或CDMA,模式選擇VRS-NTRIP,然后輸入IP地址,域名,端口,用戶名和密碼,設置完成后點擊設置按鈕,提示設置成功后退出即可。該設置只需要輸入一次,以后無需重復設置。

4)輸入轉換參數:轉換參數事先已經獲得,在這里只需在設置菜單下的測量參數中輸入即可。

參數設置完畢后,先找一個已知點測量驗證一下,如果相差很小,則可以進行觀測,否則,需要重新進行相關設置。需要注意的是,每個圖根點均應有兩次獨立的觀測結果,兩次測量結果的平面坐標較差不得大于±3 cm、高程的較差不得大于±5 cm,在限差內取平均值作為圖根點的平面坐標和高程。

2.3 外業界址點測量

控制測量完成后,就要依據控制測量的成果數據進行界址點測量。界址點即為宅基地的特征點,測定界址點就是測定農村宅基地房屋的特征點的三維坐標。利用全站儀測定界址點的精度是非常高的,而且又簡單方便,其具體操作步驟為

1)將全站儀架設在圖根控制點上,對中、整平。

2)將棱鏡豎直立在后視控制點上,全站儀瞄準后視進行方向定位。

3)將棱鏡豎直立在界址點上,觀測者利用全站儀進行觀測,觀測數據會自動保存到全站儀內存中。

4)畫草圖者根據棱鏡立的位置進行草圖的繪制,便于內業電腦的快速成圖。

另外,界址點測量以街坊為單位進行的,要求全站儀要嚴格對中整平、定向,并采集定向點坐標進行檢核。且至少采集上一站2個以上界址點,將兩次觀測數據填寫到“界址點平面坐標檢查表”,作為檢核成果。對于一些空曠地區的界址點,可使用RTK進行數據采集。

2.4 內業地籍圖繪制

此次宅基地測量選擇了cass7.0進行內業成圖工作。南方cass軟件是在CAD平臺上開發的新一代數字化成圖軟件,好學易用、功能強大、接口靈活、可實現快速測繪成圖。在野外采集了大量的碎部點信息并畫好草圖后,就可以利用成圖軟件進行內業成圖工作[3]。

具體繪圖過程如下:

1)展點:用南方CASS7.0軟件的“繪圖處理”中的“定顯示區”來控制數據在計算機窗口的顯示范圍即將數據中的西南角值和東北角值范圍定位在計算機的窗口中,利用南方CASS7.0軟件的“繪圖處理”中的“展野外測點點號”,即將所有從外業采集的數據展到CASS7.0軟件的平臺上。

2)圖形編輯:依據當天所繪草圖和南方CASS7.0軟件“屏幕菜單”中的各種圖示進行操作,編輯主要地物,注意存盤。

3)數據檢查:測量過程中難兔會出現遺漏或錯誤,編輯的過程也是對測量數據檢驗的過程,其間發現問題要共同回憶討論解決辦法,并及時回到問題地點進行重測或補測,以使地籍圖符合實際。每天的測量數據都保存起來,以日期為文件名已備最后成圖之用,直到數據采集結束。

4)圖形整飾

為使所測地形圖清晰美觀,經進一步檢查、修正后,再進行整個圖紙的整飾工作。整飾的順序是先圖內后圖外,先地物后地貌,先注記后符號。圖上的地物、往記以及高程均按規定的圖式符號進行注記繪制。最后注記圖名、比例尺、測繪日期、測繪人員等內容,繪圖工作即可完成[4],所繪圖形如圖1所示。

圖1 地籍圖

2.5 注意事項

為提高精度,利用本方法進行操作時,需要注意以下幾點:

1)野外用全站儀測定界址點時,要嚴格對中、整平,照準后視以后,要測定后視點坐標和已知值進行比較,不要超過3 cm,確保精度。

2)利用網絡RTK做圖根控制時,要進行3次獨立觀測,最后取其平均值作為最后成果,以提高精度。

3)農村宅基地界址點盡量用全站儀直接測定,對于宅基地以內的房屋可通過拉尺子獲得,以提高工作效率。

4)測完圖以后要進行實地檢查,查漏補缺,確保成果圖準確可靠。

3 結束語

基于COBS系統的網絡RTK技術的出現,標志著高精度GPS的發展進入了一個新的階段。網絡RTK具有費用低、效率高、精度分布均勻等優點,是傳統的RTK技術無法比擬的。隨著各地COBS系統的建立和不斷完善,使網絡RTK技術將在測繪領域得到更廣泛的應用[5]。本文以許昌某一村莊為例,采用網絡RTK和全站儀進行宅基地地籍測量,經過實踐驗證,該方法不僅可以明顯的提高工作效率、擴大作業半徑、降低作業成本,而且可以極大的減輕測量人員的勞動強度及提高定位精度和可靠性,具有一定的推廣價值。

[1]劉 旭.農村宅基地調查中的關鍵技術研究[J].測繪與空間地理信息,2012,35(1):186-190.

[2]王紅闖,程連柱.網絡RTK技術在城鎮地籍側量中的應用實例分析[J].國土資源信息化,2009(4):7-8.

[3]周建鄭,趙 杰. 蘭考縣新農村建設1:1 000地形圖測繪中RTK技術的應用[J].安徽農業科學,2007,35(24):7726-7728.

[4]李新銘,錢躍磊.測繪新方法在新農村建設中的應用[J].安徽農學通報,2011(5):148-149.

[5]范文元. 基于CORS系統的網絡RTK技術在城鎮地籍測量中的應用[J].測繪與空間地理信息，2012,35(6):96-98.