現代化聯合測繪技術在陜西西咸新區灃東新城土地資源調查中的應用

易大林

（陜西省西咸新區灃東新城自然資源和規劃局，陜西 西安 710086）

為推動“將陜西西咸新區灃東新城建設成為絲綢之路經濟帶重要支點、我國向西開放重要樞紐、西部大開發新引擎和中國特色新型城鎮化”的偉大布局，急需摸清西咸新區灃東新城土地資源的利用現狀，為進一步制定該區域中長期發展戰略提供基礎依據。針對測繪區域任務重、時間緊和精度需求高的基本現狀，本文以該區域土地資源調查為例，以衛星定位服務綜合系統（CORS系統）為基礎，分析現代化聯合測繪技術在大比例尺土地資源調查中的應用，為政府決策提供重要依據。

1 研究區基本概況

研究區位于陜西渭河以南及灃河以東的區域，是西咸新區灃東新城成立最早和發展最快的核心板塊，同時也是陜西省最早托管街道的開發區，為合理布局城市生產空間、生活空間和生態空間，確立了“一軸二帶五板塊”的城市發展空間格局，需要對陜西西咸新區灃東新城的土地資源進行調查測繪，為政府的決策提供依據。此外，為滿足城市規劃需要，本次測繪采用數字化測繪方法，包括平面坐標系統、高程坐標系統等。

2 衛星定位服務綜合系統（CORS系統）概況

我國實時動態定位技術的快速發展，推動了我國GPS技術的快速進步，在城市測繪中占據了重要的地位。現階段，以多基站網絡PRK技術為主建立的連續運行參考站（簡稱CORS）成為我國定位技術的主要發展方向之一[1]。CORS系統是以實時動態定位技術、數字通信技術和計算機網絡技術為主的現代化科技產物，一般由基準站網、定位導航數據播發系統、數據處理中心、數據傳輸系統和用戶系統等組成。截至2019年12月，在西安市內先后完成2個CORS基站的建設，為西咸新區灃東新城的土地調查奠定了基礎。單基站CORS定位數據的平面精度和高程精度均能夠滿足本次土地資源調查的精度要求，且有效的服務范圍可達30 km，能夠滿足西咸新區灃東新城土地資源調查中圖根測量、城鎮地籍測量、土地整理測量以及土地界線勘定測量等任務。此外，使用CORS系統不僅能夠滿足土地資源調查精度的需求，而且顯著地提高了測量效率，間接地降低了測繪成本。

3 CORS系統的應用范圍

3.1 測繪地理信息領域的應用

以多基站網絡PRK技術為主建立的連續運行衛星定位服務系統，可向廣大用戶提供實時動態米級、亞米級和厘米級的衛星導航定位服務，完全滿足數字化、信息化城市建設的需求，也能夠實現三維城市建設的基本需求，對城市基礎地理信息系統構建、城市規劃等有著積極的作用[2]。因此，將該技術應用于陜西西咸新區灃東新城城市現代化建設中，可以逐步實現城市地理信息的社會化服務，逐步實現城市地理信息產業的轉型發展，對提升城市基礎設施建設和保障服務有著積極的推動作用。

3.2 政府公共管理領域的應用

隨著陜西西咸新區灃東新城城市的快速發展，城市資源、人口、交通、生態環境及金融等均處于高速的變化中，為政府和有關管理部門的管理帶來了困難。因此，如何實現城市及時、有效和連續的監控管理成為當前威脅城市安全的主要問題之一[3]。此外，隨著信息化程度的提高，社會群體對信息化需求越來越多，涉及的信息化領域也越來越寬泛。基于此，以連續運行衛星定位服務系統為基礎，對城市建設、環境保護和交通管理等方面實施動態監管，將連續運行衛星定位服務系統與通信網絡系統、城市地理信息系統等有機結合起來，能夠及時、有效和準確地掌握城市變化動態，顯著地提高了城市信息化服務效果，也顯著地提高了城市應急事件的處理能力，進而有效確保城市平穩發展。

3.3 交通運輸管理領域的應用

城市交通問題是阻礙城市發展、正常運轉的限制因素之一，隨著城市人口、車輛等交通設施的增多，城市擁堵問題日益凸顯出來，如何提高城市交通運輸管理效率逐漸成為解決城市擁堵問題的關鍵。眾所周知，城市交通基礎設施是十分有限的，無論如何升級、修建均不能滿足人們的需求變化，這就對城市交通樞紐的利用率提出了更高的要求[4]。將連續運行衛星定位服務系統應用于交通運輸管理中，可以實現車輛動態監控、智能導航、車輛信息數據采集及綜合分析并發布動態變化信息等，有效地保障了城市交通分流、減緩擁堵現狀。此外，該系統的應用有助于精確定位、實時定位、移動目標定位，不僅為廣大用戶提供了便利，更是為城市安全保障體系奠定了基礎，促進城市平穩發展。

3.4 水利水電統籌規劃領域的應用

水利水電工程是關乎國計民生的重要工程，是保障城市居民用水用電的基礎。將衛星定位服務系統用于水利水電統籌規劃領域，可以實現高精度、實時動態數據的監控和處理，為工程建設以及后期管理提供了可靠的、實時動態的監測數據，為工程建設的整體規劃提供可靠的數據[4]。此外，該系統還可以應用于大壩形變監測領域，對大壩形變進行動態監測，及時了解大壩的負荷狀況，進而提高大壩的服務周期和安全性能。

4 聯合測繪技術在土地資源調查中的應用

4.1 控制測量

土地資源調查中的控制測量按性質包括高程控制測量和平面控制測量2個方面，按其作用又可分為首級控制測量和圖根控制測量2個方面，本文劃分方案采用后者。

由于測繪區域位于CORS系統的全覆蓋區域，故首級控制測量可以利用單基站RTK方法或者XACORS方法進行測量，其高程控制測量應注意：（1）首級高程控制網點的測量可以使用傳統的測量方法，如水準測量、三角高程測量等方法；（2）首級高程控制網中最弱點的高程中誤差的相對起算點應小于±20.00 mm；（3）首級高程控制網的測量必須嚴格遵守相關規范要求進行。

圖根的測量方法可以使用CORS進行，但是當CORS信號較差時可以采用動態全球定位系統定位方法、快速靜態全球定位系統定位方法或導線測量方法建立地籍圖根控制網點。采用CORS或者RTK技術測量圖根時，應注意以下幾點內容：（1）使用CORS技術或者RTK技術測量圖根時，應確保每1個圖根至少與1個相鄰的圖根通視；（2）流動觀測站架設必須嚴格按照操作要求執行；（3）為確保測量精度，每1個圖根點應該有2個獨立的觀測數據，且2次觀測值的平面坐標較差應小于±30.00 mm，高程坐標的較差應小于±50.00 mm；（4）若在CORS信號不好的區域，本次采用全站儀進行圖根測量，其檢測邊長的水平距離相對誤差應小于1/3 000。此外，圖根導線測量是控制測量中的重要組成部分，圖根導線測量過程中應重視以下幾個方面的內容：（1）圖根導線測量的起算點一般以二級以上的RTK點、GPS點或者導線點為主；（2）使用全站儀測量相鄰RTK圖根點之間的邊長時，若不做高斯投影改正，則邊長的相對誤差應小于1/6 000。

4.2 界址點測量

界址點測量包括解析法和圖解法2種類型，其中前者是以全站儀、GPS接收機和鋼尺等測量工具，通過全野外測量技術獲取界址點坐標和界址點間距的方法；后者是采用標示界址、繪制宗地草圖、說明界址點位和說明權屬界線走向等方式描述實地界址點的位置，再由數字攝影測量加密或在正射影像圖、土地利用現狀圖、掃描數字化的地籍圖和地形圖上獲取界址點坐標和界址點間距的方法。結合測繪區域地形地貌等，在工作底圖上識別出各類界址點以及鄰近地物的邊長，進而可利用擬用地邊界與現有的地物之間的距離、夾角等參數，再利用邊角交會、邊交會等方式進行界址點的測量工作。界址點的測量工作可以通過CORS平臺，采用RTK-GPS聯合測量或者全站儀、GPS等測繪方法。此外，對于界址點的測量精度要求較高，無論選擇何種測量方式，其一級精度必須滿足允許誤差為±10.00 cm，二級精度的允許誤差為±15.00 cm，三級精度的允許誤差為±20.00 cm。對陜西西咸新區灃東新城土地資源調查中各級別進行了中誤差統計，結果表明：本次采用聯合測繪技術獲得的一級精度誤差為±5.00 cm，二級精度誤差為±7.50 cm，三級精度誤差為±10.00 cm，其各級精度完全滿足相應技術精度要求，說明本次所獲測量結果可靠。

4.3 地籍圖測繪

本次在陜西西咸新區灃東新城土地資源調查中地籍圖的測量采用全野外數字測圖的方式，以衛星定位服務綜合系統（CORS系統）為主，采用全站儀、GPS和RTK等現代化聯合測繪技術。在本次測量過程中對于明顯的地形要素采用極坐標法測量，而對于符合CORS系統或者RTK測量條件的，多采用CORS或RTK定位方法；對于上述方法不宜觀測的地形要素采用距離交會法、截距法和角度交會法等測量方式。同時，在測量過程中必須確保測量精度滿足實際需求，應注意以下幾點事項：（1）若采用解析法進行界址點的測量，相鄰控制點的中誤差應為圖上的±0.30 mm，限差取中誤差的2倍；（2）若采用圖解法獲取界址點信息，其相鄰界址點的中誤差應為底圖上的±0.60 mm，限差取中誤差的2倍，山區放寬至1.5倍。

4.4 測繪精度對比

為了分析本次測繪中不同測量方法的精度，對測繪區域中某幾個區塊進行了測繪精度對比研究，本文主要分析了CORS測量數據與全站儀測量數據的精度，其結果見表1。由表1可知，CORS測量所獲結果與全站儀測量結果相比較，其X誤差介于-0.54～0.24 cm之間，Y誤差介于-0.25～0.10 cm之間，高程誤差為-0.25～0.07 cm，平面誤差為0.08～0.54 cm，其精度滿足要求。

表1 CORS測量與全站儀測量精度對比表 單位/cm

4.5 測繪成果的社會化服務

隨著科學技術和信息技術的快速發展，推動了構建“智慧化城市”“信息化城市”和“三維城市”的步伐。此時，以現代化聯合測繪技術和一體化數據庫為基礎的軟件平臺顯著地提升了土地資源調查的社會化服務效率，主要體現在以下幾個方面：（1）隨著城市的發展，城市中土地資源的利用現狀會發生變化，此時采用現代化聯合測繪技術不僅能夠及時地獲取土地資源的動態變化信息，而且以一體化數據庫為主的軟件平臺為新測繪數據的更新提供了便利，使得測繪成果的社會化服務效率顯著提升；（2）以數據庫中各類數據結構為基礎，對新增的數據結構具有統一規范管理的約束，增加了不同數據之間的可疊加性，提高了各類數據的綜合利用效率。

5 結束語

綜上所述，現代化聯合測繪技術在陜西西咸新區灃東新城土地資源調查中取得了良好的應用效果，其測繪精度完全能夠滿足社會的基本需求，能夠滿足政府部門對陜西西咸新區灃東新城整體規劃的精度要求。同時，多種測繪技術方法的綜合應用不僅提高了測繪效率，而且降低了測繪成本，如外業工作量等。因此，將現代化聯合測繪技術應用到大面積的土地資源調查中具有明顯的應用優勢，尤其是現代化數字化填圖技術的綜合應用，不僅有利于土地資源調查成果的數據庫建設，而且提高了測繪成果的社會化服務效益。因此，加強現代化聯合測繪技術的綜合應用是今后發展的主要方向，尤其是不同測繪方法之間的數據轉換等是今后研究的主要方向之一，對提高測量精度意義重大。