基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術在村鎮地籍測量中的應用研究

羅浩，唐鐵，廖諾承

（1.湖南省測繪產品質量監督檢驗授權站，湖南 長沙　410007；2.湖南省國土資源規劃院，湖南 長沙　410007；3.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南長沙，410114）

基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術在村鎮地籍測量中的應用研究

羅浩1*，唐鐵2，廖諾承3

（1.湖南省測繪產品質量監督檢驗授權站，湖南 長沙410007；2.湖南省國土資源規劃院，湖南 長沙410007；3.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南長沙，410114）

本文評述了基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術工作流程及特點，以及該技術方法在村鎮地籍測量工作中的實際應用，并與常規測量技術進行了對比，為地籍調查測量新技術應用進行了探討研究。

GPS；超棱鏡；PDA；地籍調查；地籍測量

測量是地籍調查的重要環節，但是以往的地籍測量方法工作難度大、效率較低，難以滿足實際工作的需要。現代化測繪技術主要是在利用全站儀與GPS等數字化儀器的基礎上，進行數據采集和解析，并借助于測繪軟件和計算機技術進行輸出。顯著提高了整體工作效率，優化了地籍測繪流程，減少了測量誤差的積累，提升了整體精度。

1　常規技術在村鎮地籍測量中的開展情況

1.1村鎮地籍測量技術路線

常規地籍測量的主要技術路線如下：1）在調查區進行GPS基本控制測量或基于CORS基站的控制測量。主要工作有：控制網設計、實地選點、埋設標石、GPS靜態觀測、GPS網數據處理等；2）GPS/全站儀加密圖根測量。主要工作有：控制網加密設計、實地選點、埋設標石、GPS測量或導線測量、GPS網或導線網數據處理等；3）全站儀/鋼尺/紙質草圖等碎部測量。主要工作有：實地找控制點、全站儀設站定向、測定界址點與地物點、繪制地物關系草圖等；4）計算機內業圖形編輯/屬性錄入。主要工作有：依據外業草圖編輯地籍圖、地籍屬性錄入、各類面積統計、地籍表格輸出等。

1.2現行村鎮地籍測量存在問題及迫切需求

現有技術方法雖然可以完成村鎮地籍測量工作，但存在著工作難度大、效率較低等明顯不足，主要有：1）整體工作效率不高。從首級控制到加密控制再到界址點測定，工序多而復雜，從基礎控制到控制加密、碎步測量的工作程序必須線性運行，考慮到誤差傳導特性，精度控制必須十分嚴格，由于整體作業周期長，控制點損毀現象時有發生，現場調查測繪人員尋找控制點需花費大量時間，導致工作效率低下；2）不能現場成圖。外業測繪時必須繪制大量的地物關系草圖，之后再結合草圖進行內業圖形編輯，還需要花費大量時間核對數據，而且容易出現數據錯漏和相互矛盾，影響內業工作效率；3）難以有效利用已有底圖。一般地籍測繪設備，不具有GIS功能，現場不能對已有工作底圖進行查詢和顯示，導致地籍調查的外業工作效率低，還容易出錯，如常出現所謂的“雙眼皮”現象；4）測量遮擋問題。在城鎮地籍調查方面，調查涉及宗地和房屋的權屬變更，城市中高大建筑物和路邊樹木對GPS信號影響較大，不容易搜索信號，而使用全站儀進行調查需要在控制點設站，遷站移站嚴重影響了調查效率。

2　基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術

該技術系統運用集成創新理念，發揮數據通訊及軟件開發優勢，將GPS/PDA、全站儀、棱鏡、鋼尺等設備進行有機集成，形成GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術系統。用以解決衛星信號接收受影響、全站儀測量通視困難的隱蔽/半隱蔽地區地籍調查難題。

2.1基本原理

GPS/TS/PDA技術系統充分運用GPS差分定位、PDA嵌入式GIS現場成圖等原理，通過單基站或多基站模式下的快速RTK定位，避免了常規技術必須進行的多級控制加密工作；以全站儀自由設站定位方式結合3G網絡通訊與藍牙技術實現外業數據的實時傳輸與現場快速測繪；配合PDA專用測圖軟件實現圖形的現場勾繪、實時變換與多種數據格式輸出。

圖1　GPS/TS/PDA系統組成及數據流程Fig.1　System composition and data flow of GPS/TS/PDA

2.2技術指標

（1）全站儀超棱鏡定位精度取決于已有全站儀定位精度，有棱鏡5km以內或免棱鏡測距200 m以內，典型定位精度為±1 cm；

（2）外業數據采集點數量取決于已有PDA的最大存儲容量和擴展存儲卡容量，一般4G的擴展空間可連續存儲50 h以上的數據采集量；

（3）PDA與全站儀無線通訊與數據傳輸最大作用距離50 m。

2.3技術應用流程

GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術系統，技術應用流程如下：1）調查區坐標轉換參數計算。在測區沒有坐標轉換參數的情況下，利用VRS網絡進行控制點坐標聯測。具體步驟包括：高等級控制點收集、坐標聯測、坐標轉換參數計算等；2）GPS/TS/PDA組合測繪。具體步驟包括：工作底圖導入PDA、全站儀自由設站測定界址點與地物點、隨機測定RTK點、鋼尺量距PDA現場構圖、PDA圖形現場變換等；3）計算機內業圖形編輯/屬性錄入。具體步驟包括：依據PDA構圖添加地籍符號、地籍屬性錄入、各類面積統計、地籍表格輸出等。

3　在村鎮地籍測量中的示范應用

結合“十二五”國家科技支撐計劃“村鎮土地高精度快速調查監測技術開發與示范（2012BAJ23B00）”項目示范工作，在長沙市長沙縣黃興鎮、干杉鎮兩個鄉鎮開展了基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化作業技術與基于全站儀的常規測量技術在村鎮地籍調查中的對比示范應用。

3.1示范區簡介

示范區選擇長沙縣黃興鎮藍田新村內烏雞塘組，面積約17.8公頃，該組范圍內有縣道和高速公路貫穿于其中，村民宅基地主要分布在縣道兩側，村小學、村部、商店、工廠等也在該組內。該組的地籍特征在全村具有較強的代表性。

3.2作業流程

基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化技術系統在四個示范點開展了宅基地使用權地籍測量的示范應用，主要作業流程如下：1）示范點坐標轉換四參數計算；2）GPS/TS/PDA技術系統測繪。主要步驟包括：全站儀自由設站測定界址點與地物點、隨機測定RTK點、鋼尺量距、PDA現場構圖等；3）計算機內業圖形編輯/屬性錄入。主要步驟包括：依據PDA構圖添加地籍符號、地籍屬性錄入、各類面積統計、地籍表格輸出等。

新技術方法省去了首級控制網和加密控制網布設的工作步驟，兼顧了常規設站和自由設站兩種模式。

常規技術方法和新技術方法作業流程對比如下：

圖2　兩種方法技術流程對比Fig.2　Technical process comparison of the two methods

3.3完成工作情況

利用GPS/TS/PDA技術系統和常規技術完成了黃興鎮藍田新村宅基地的地籍測量工作。在完成該區的坐標聯測后，開始進行新技術系統和常規技術的地籍測繪對比試驗。15個工作日內共完成了示范點281棟房屋的地籍測繪，房屋總面積3.02公頃，外業、影像對比和地籍測量成圖詳見圖3、4、5。

圖3　外業PDA現場成圖Fig.3　PDA field mapping

圖4　藍田新村宅基地測量成果影像對比圖（部分）Fig.4　Contrast figure of homestead measurement results image of Lantian new countryside （part）

4　技術評價

4.1可行性、實用性評價

基于GPS/TS/PDA地籍調查測繪一體化作業技術使用的基本上是GPS、全站儀、PDA等常用設備，配以PDA進行現場成圖和數字化記錄，借助已有的VRS網絡，形成了一套全新的作業方法，技術上完全可行。在工作流程上省去了地面控制點的加密工作，全站儀可以在無控制點情形下自由設站，且在測站上免除了對中的操作環節，因而在實際測繪工作中操作更為簡便，實用性強。一般的測繪人員，只要稍加培訓就可以很快掌握。

4.2效率、效益評價

GPS/TS/PDA技術系統充分利用現有的GPS、全站儀等測量設備，通過與PDA、藍牙、GPRS等現代技術的集成創新，使地籍調查工作的整體效率優于常規調查方式。GPS/TS/PDA技術系統與常規地籍測繪技術手段相比有以下優勢：1）省去了控制測量步驟，提高了地籍測繪的速度；2）提高了地籍測繪的相對精度，采用小區域范圍內聯測RTK點實現坐標的整體轉換，減少了誤差；3）簡化了測繪內業的復雜度，在野外就可以及時構圖，減少了內業的工作量，且確保了房屋外業測量準確性，可以在PDA內直接設站，減少設站的往返，提高了工作效率。

在人員和儀器數量相同條件下，常規方法和GPS/TS/PDA技術系統效率對比分析如表1。

圖5　藍田新村烏雞塘組測量地籍圖Fig.5　The cadastral measurement map of Wujitang group in Lantian new countryside

表1　兩種技術方法用時對比Table 1 time consuming comparison of two technical methods

結合以往大量的示范應用統計，采用新技術系統后，整體工作效率平均可以提高30%以上；同時新技術方法優化了常規地籍測繪技術流程，減少了測量誤差的積累，同樣帶來了整體精度尤其是點位絕對精度的提高。經過成果測繪質量檢測，GPS/TS/PDA技術取得的測繪成果，與常規技術獲得測繪成果質量及測量精度相當。

5　總結

新技術模式有利于促進村鎮地籍調查變更發證新機制。新技術系統突破了常規的“先控制測量，后碎部測量”以及“先有已知點，后測未知點”這一作業模式，實現了無控制點條件下的自由設站快速測繪新模式；同時通過PDA導入底圖數據，只對變更區域進行快速修補測，避免了已有數據的二次測繪，可以大大推進“以點帶面”的地籍變更工作，對加快完成農村集體土地所有權發證、宅基地登記發證、建設用地使用權發證工作具有重要意義。

新技術系統為《物權法》的實施提供了強有力的技術保障。《物權法》首次明確了不動產登記機構的職責，更強調登記機構的責任。強調凡是出現登記錯誤，登記機構都要承擔賠償責任。因此，地籍登記部門在強化責任意識的同時，應采取更嚴格的技術手段去保障地籍測繪精度。新技術系統不論是在界址點測繪精度方面還是在杜絕粗差數據方面，都采取了創新性的技術保障措施，如控制點直接用網絡RTK定位，避免多層次控制加密帶來的精度損失；再如PAD現場成圖，實時檢核，避免數據差錯的出現等，從根本上保證了測繪成果的準確可靠。

/Re fe ren ces

［1］文寧.GPS/PDA技術在長沙縣土地調查中的應用［J］.國土資源導刊.2007（5）.

［2］焦明連，王慶.基于GPS/PDA技術的土地調查系統設計與實現［J］. 淮海工學院學報（自然科學版）.2010（02）.

［3］王慧青，王慶.土地調查用GPS/PDA實時差分定位系統的坐標轉換及精度測試［J］.艦船電子工程.2008（11）.

［4］趙建利，馬澤斌，牛彥斌.GPS/PDA數據采集系統在第二次土地調查中的應用研究［J］.測繪通報.2009（02）.

［5］馮寶紅，鄭小元，王慶，萬德鈞，方新秋.GPS-PDA在土地變更調查中的應用研究［J］.測控技術.2003（08）.

［6］周勇.地籍測繪中的現代專業測繪技術分析［J］.江西建材.2015（5）.

The Application Research of Cadastral Surveying and M apping Integration Technology in Villages and Towns Cadastral M easurement Based on GPS/TS/PDA

Luo Hao1， Tang Tie2， Liao Nuocheng3
（1.Hunan Surveying and M apping Product Quality Supervision and Inspection Authorized Station，Changsha Hunan 410007； 2. Hunan Land and Resources Planning Institute， Changsha Hunan410007； 3. Civil and Architecture Department of Changsha University of Science and Technology， Changsha Hunan410114）

The thesis reviewed working process and characteristics of the cadastral survey integration technology based on GPS/TS/PDA， as well as the practical app lication of technology and methods in village and town cadastral measurement. Moreover， the thesis compared this technology with conventional measurement technology， and discussed the application of new technology in cadastral survey and measurement.

GPS； super prism； PDA； cadastral survey； cadastral measurement

P694

A

1672-5603（2016）03-091-6

*第一作者簡介羅浩：1977年生，測繪工程師，主要研究方向測繪地理信息。E-mail: 154025221@qq.com

2016-6-21；改回日期：2016-7-25。