地籍測量工程中數字化測繪技術運用

摘 要：數字化測繪技術的主要目的在于實現地籍測繪數據的數字化采集、存儲、處理和分析，降低數據出現錯誤的可能性。基于此，討論數字化地籍測繪技術的核心特征，總結該技術在地籍測量工程中具備的多重優勢，并詳細探討其運用在地籍測量工程中的GPS+RTK技術的高精度測量、遙感技術的實時監測和數據獲取以及無人機攝影測量技術的三維模型構建等主要方式。這些應用不僅提高了地籍測量工程的效率和準確性，還為城市規劃、土地管理和資源保護等領域提供了關鍵數據支持。

關鍵詞：地籍測量工程；數字化；測繪技術

中圖分類號：P271? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）12-0080-03

0 引言

地籍測量工程一直是國土資源管理和土地規劃的基礎工作，其獲取數據的準確性和有效性對于國家的土地資源管理開展工作至關重要。20世紀80年代，隨著計算機技術開始逐漸被引入到地籍測量工程中，地籍測量單位逐漸開始使用計算機來處理地籍測量數據，取代了傳統的手工計算方法。到了20世紀90年代初期，我國開始大范圍地使用GIS技術，并將數字化地圖與地籍測量數據進行有效結合。隨著衛星遙感技術和全球定位系統（GPS）的發展，中國的地籍測量數字化進一步提升，GPS技術的應用使測量工作更加準確，并加速了地籍信息的更新和管理。

現階段，數字化測繪技術已經在中國地籍測量工程中得到全面普及。高度自動化的測繪儀器和軟件系統使地籍測量工作更加高效和便捷，該技術的不斷創新和普及將繼續推動地籍測量工作的現代化和精細化發展。

1 數字化地籍測繪技術含義

數字化地籍測繪技術是地籍測量領域中的一項先進技術，其主要特征是將傳統的地籍測繪工作過程，從紙質或模擬形式轉化為數字形式的處理和管理。這種技術的核心在于整合先進的地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）、遙感技術和計算機科學等領域的技術和方法，實現地籍測繪數據的數字化采集、存儲、處理和分析。

該技術提高了地籍測繪數據的精確性和準確性，通過數字化采集和處理，降低了數據誤差，提高了土地權屬信息的可信度[1]。結合數字化的地籍測繪數據，城市規劃師可以更好地進行土地利用規劃、基礎設施規劃和環境保護規劃。這些數據還能用于風險評估和災害管理，為城市的長期穩定發展提供了有力支持。

2 數字化測繪技術在地籍測量工程中的應用優勢

2.1 具有較高精準度

在開展地籍測量工作時使用數字化測繪技術，能明顯提升各項數據的測繪精度，并基于計算機進行各類圖像數據的高精準度處理，利用高精度的衛星定位系統（如全球定位系統，GPS）和激光測距儀等先進設備，能夠讓地籍數據采集和測量的結果更加準確。

數字化測繪技術還能夠實現多源數據的集成和自動化處理，有效減少了人為干預導致的誤差，進一步提高了精準度。通過應用數字化測繪技術，不僅可以獲取土地邊界和地塊信息，還可以實時更新地籍數據，以適應土地利用規劃的變化。這有助于政府和土地管理部門更好地管理土地資源，提高土地利用的效率和可持續性[2]。

數字化測繪技術還具有高度的數據可視化能力，能夠以圖形化的方式呈現地籍信息，使地籍數據更容易理解和利用，這為土地規劃、土地管理和土地交易等領域提供了更直觀、更有效的決策支持工具。

2.2 智慧化水平較高

傳統的地籍測量工程通常依賴于手工測量和繪圖，這種方式存在著很多不足之處，而數字化測繪技術則能夠顯著提高測繪工作的效率和準確性。數字化測繪技術使用先進的測量儀器和衛星定位系統，能夠實現高度自動化的測繪過程。測繪人員可以迅速獲取地理數據，無需手工測量，大大減少了人力成本和時間消耗，不僅提高了工作效率，還減少了人為錯誤，保證了測繪數據的準確性。測繪數據以數字形式存儲在計算機系統中，可以隨時進行更新和修改。這使得地籍信息可以與其他相關部門的數據進行無縫集成，促進了跨部門信息共享和合作，提高了地籍管理體系的智能化水平。

2.3 開放性程度較高

數字化測繪技術為日常的地籍測量工程提供了詳盡而豐富的地理信息數據，拓展了地籍測量工作的應用范圍。這些數據包括地塊邊界、土地用途、地物特征等各種圖形屬性信息。此類數據不僅可以用于土地管理和規劃工作中，還可在環境保護、城市規劃、基礎設施建設等多個方面被大面積使用，顯著增強了地籍測量工程的開放性和多功能性。

隨著土地使用和地理環境的不斷變化，地籍數據需要定期更新以保持其準確性和實用性。數字化測繪技術使得數據的修訂和更正變得更加便捷和即時，這對于城市規劃、土地管理和資源保護等領域的應用至關重要，確保了地籍測量工程的持續開放性。

3 數字化測繪技術在城市地籍測繪工程中的具體運用

3.1 GPS+RTK技術在城市地籍測量工程中的運用

GPS+RTK技術可以實現厘米級的測量精度，能夠更為準確地確定地物的位置和邊界[3]。GPS+RTK技術的動態性質意味著測量站點不需要靜止不動，可以在移動中進行，進一步提高了測繪工程的靈活性和效率。

3.1.1 平面管控測量

在測量區域內選擇至少兩個測量站點，使用GPS+RTK接收設備捕獲衛星發射的載波相位信息，并將其用于后續的測量過程中。GPS+RTK接收設備會實時監測衛星信號，并記錄與衛星之間的距離變化。將這些距離信息與已知的測量基線長度相結合，就能準確計算出各測量站點的經度、緯度和高程等三維坐標。

在數據采集完成后，借助無線通信技術將數據傳輸到數據處理中心。數據處理中心會接收并處理采集的GPS+RTK數據，進行數據的精確配準、坐標轉換和誤差校正，然后再進入到平面管控測量階段。工作人員一般會在測量站點附近的地表上設置標志物或標志點，并將已知的站點坐標與標志物測量的相對位置數據結合，以此來確定地標的準確坐標參數，基于此建立起一套完整的平面控制網絡。將測得的平面管控數據與地圖投影系統相結合，生成具有高精度地理坐標的平面地圖，將其用于城市規劃、土地管理、工程設計等各項工作中，能夠為各種工程項目提供準確的空間參考依據。

3.1.2 界址點的測量

在進行GPS+RTK技術測量前，要準備好GPS+RTK接收器、支架、控制器、電池和必要的配件等測量儀器，并在進行現場操作前，保證所有的儀器已充電并處于工作狀態。根據當地大地測量坐標系設置接收器參數，以確保測量數據與現場坐標系一致。

在測量界址點之前，要查看GPS+RTK接收器是否能夠接收足夠的衛星信號，至少要有5顆衛星的信號質量良好。在測量現場周邊，選擇一個與測量區域在同一坐標系下已知坐標的基準站，查看基準站的GPS+RTK接收器設置狀態，并將其調整到穩定工作狀態中[4]。在每個界址點停留一段時間，采集完所有界址點的觀測數據后，將數據傳輸到計算機進行后續處理，并與現場的地物特征和已知點進行對比，驗證測量結果的準確性，然后生成測量報告，并在報告中注明使用的GPS+RTK技術和基準站數據。

3.1.3 城市地籍圖的測量內容及方式

GPS+RTK技術在城市地籍圖測量中發揮著重要作用，它通過高精度的衛星定位和實時差分校正，能夠提供精確的地理空間數據。測量內容包括地塊邊界界定、地物特征采集以及地理坐標標定。

綜合評估用哪一個地塊作為邊界點，然后使用GPS+RTK儀器在地塊邊界上設置控制點，使用GPS+RTK儀器在地塊內采集建筑物、道路、河流等地物特征數據，并記錄其地理坐標信息。在測量過程中，GPS+RTK技術能夠提供高精度的地理坐標數據，通常在厘米級別。這些數據將被記錄并存儲在測量儀器中，并通過數據鏈接傳輸到計算機中進行后續處理。為了確保數據的準確性，需要在測量過程中進行實時校正，利用差分數據源對GPS信號進行校正，以減小誤差。此外，還需要考慮周圍環境因素，如建筑物、樹木等可能影響GPS信號質量的因素，以保證測量的精確性。

測量完成后，將采集到的地理數據與已有地籍圖數據進行比對和疊加，以驗證測量結果的準確性。如果有必要，可以對測量數據進行進一步的處理和校正，最終生成包含地塊邊界、地物特征和地理坐標信息等數據的城市地籍圖。

3.2 遙感技術在城市地籍測量工程中的運用

遙感技術在城市地籍測量工程中的應用，涵蓋了數據獲取、預處理、特征提取、地理定位和數據整合等關鍵步驟，有效地結合遙感數據和地理信息系統，可以實現高效、精確和及時的城市地籍測量，為城市規劃和土地管理提供了重要的數據支撐。

3.2.1 遙感技術在土地覆蓋實時測量中的運用

根據地籍測量工程的實際需求，選擇適當的遙感傳感器，并確保衛星軌道和重訪周期滿足監測頻率的要求。例如，使用Landsat衛星提供的高分辨率多光譜影像，可以實現中等尺度土地覆蓋的實時監測。利用衛星數據獲取渠道下載所需的遙感影像數據，確保選擇的數據具有合適的時間分辨率和空間分辨率，以滿足實時測量的要求。

在進行土地覆蓋實時測量之前，需要對遙感影像數據進行大氣校正、輻射校正和影像配準等預處理工作。可使用遙感圖像分類算法，如最大似然分類、支持向量機分類或深度學習方法，對遙感影像進行土地覆蓋分類。根據研究目標，定義土地覆蓋類別，如耕地、林地、水域等，并根據分類結果生成土地覆蓋圖。再利用多期遙感影像數據，通過比較不同時間點的土地覆蓋圖，識別土地覆蓋的變化情況。基于實時監測的結果，利用遙感技術提供的時間序列數據，來總結出被測量地區上的覆蓋物長期發展趨勢和季節性變化狀況[5]。

3.2.2 遙感技術在業內編繪中的運用

業內制圖的第一步通常是獲取高分辨率衛星影像或航空攝影圖像，這些數據源提供了地表的地形、土地覆蓋、建筑物等詳細信息，使用衛星遙感傳感器或航空攝影機，可以實時捕捉到精準的影像數據。

數據處理是對獲取到的圖像進行預處理、幾何校正和鑲嵌等操作。圖像預處理通常涉及去除云層、大氣校正和噪聲降低等步驟；幾何校正是為了對其圖像與地理坐標系統方便用于后續的制圖工作；圖像鑲嵌則是將多個圖像拼接在一起，能獲取更大范圍的遙感檢測覆蓋。

遙感技術可以用于提取道路、河流、森林等地物特征，并使用機器學習算法將像素分為不同的類別，以識別地物類型。結合地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS）等技術，可以將遙感數據與地理坐標相關聯，讓編繪人員的地圖制作工作更加高效和準確。

3.2.3 遙感技術面積分類統計的運用

面積分類統計是一種利用遙感技術進行地籍測量的方法，結合各項數字化測繪技術對地表特征進行分類和統計，以此來獲取到特定地區的不同地類和土地利用類型的面積信息。利用遙感圖像分類算法，可以將地籍測量區域的影像數據劃分為農田、建筑物、水體等不同的類別，使用ArcGIS等GIS軟件，將每個類別中像元的數量與地理空間信息相結合，對不同類別的像元進行面積統計，生成能夠呈現各類別的面積分布情況的統計報告，運用表格、圖表和地圖等各種表達方式，能清晰地展示出測量結果。

3.3 無人機攝影測量技術在地籍測量工程中的運用

無人機攝影測量技術運用在地籍測量工程中成功解決了傳統航攝方法存在的精度不高的問題，還能高效創建出地物頂部和側立面的模型，有效地采集地物表面的紋理數據。攝影測量技術在大范圍區域多維度模型的建立方面也表現出了卓越的潛力和性能，這項技術既適用于小面積測量任務，也適用于覆蓋廣泛的地理區域，能夠獲取實景多維度模型和數字高程模型等關鍵數據。

以某縣周邊的自然區域為例，采用無人機攝影測量技術進行專項地籍測繪，以提高地籍圖的精確性。該試驗區域位于平原地帶，東西跨度為0.2 km，南北跨度為0.3 km，總面積為0.06 km2。無人機設備采用單鏡頭，攝像分辨率為0.02 m，飛行模式采用井字操作模式，在航拍過程中獲取了近千張照片資料。

在進行模型構建時，利用專業信息處理系統導入照片數據，實現多維度的三維模型重建。一旦完成了三維模型的創建，就可以通過專業信息編輯軟件進行數據轉換。直接在多維度模型上進行地籍圖信息的采集，這樣能夠有效規避房檐等障礙物，提高測繪工作的效率和地圖繪制的精確度。

4 結束語

地籍測量工程中數字化測繪技術的運用標志著測繪領域的巨大進步，數字化技術的高精度、智能化和開放性為其在地籍測量中的應用帶來了前所未有的優勢。隨著GPS+RTK、遙感和無人機技術的廣泛應用，地籍測繪已經實現了高效、精確、及時的數據采集和管理。數字化測繪技術的不斷發展，將繼續推動地籍測量工程的進步，為土地管理、城市規劃和資源保護等領域提供更多支持，確保地籍測量的持續開放性和可持續性發展。

參考文獻

[1] 汪雪娟.數字化測繪技術在地籍測量工程中的應用思路探索[J].智能建筑與智慧城市，2022（7）：26-28.

[2] 劉小莉.探析數字化測繪技術在地籍測量工程中的應用思路[J].科技創新導報，2021，18（8）：20-22.

[3] 周卷.數字化測繪技術在地籍測量工程中的應用思路[J].建筑與裝飾，2020（31）：177.

[4] 文輝.地籍測量工程中數字化測繪技術的要點初探[J].品牌研究，2020（32）：101.

[5] 郝廣萍.數字化測繪技術在地籍測量中的應用探討[J].數字化用戶，2019（37）：122.

收稿日期：2023-09-18

作者簡介：呂建勛（1990—），男，江西南昌人，碩士研究生，工程師，研究方向：測繪工程。