全站仪和GPS-RTK联合数字测图在地籍测量中的应用

王旭兵任远田威

（1.许昌市襄城县住房和城乡建设局，河南 襄城 461000；2.河南省测绘地理信息局信息中心，河南 郑州 450003；3.正阳县土地勘测所，河南 正阳，463600）

全站仪和GPS-RTK联合数字测图在地籍测量中的应用

王旭兵1任远2田威3

（1.许昌市襄城县住房和城乡建设局，河南 襄城 461000；2.河南省测绘地理信息局信息中心，河南 郑州 450003；3.正阳县土地勘测所，河南 正阳，463600）

城镇地籍测量是城镇土地管理工作的重要基础。本文在地籍基本控制网和加密控制网布测中，引进了GPS-RTK 技术测量方法布设图根控制点，对地籍碎部测量的核心部分——界址点的测量使用全站仪，通过极坐标方法进行平面界址点坐标测量，提高了界址点测量精度，最终得到了廊坊市的城市变化图层。

RTK；全站仪；地籍测量

1 研究背景

目前在城镇地籍测量中，最先进最有效率的测量方法是GPSRTK技术测量法（在控制测量中）和全站仪极坐标测量法（在碎部测量中）[1]。随着测绘仪器精度的不断提高，常规的城镇地籍测图方法已逐渐被数字化测图所代替。从控制测量到碎部测量整个作业过程都由先进的精密电子仪器来完成。如：控制测量方面，从经纬仪与钢尺结合导线控制测量转变为全站仪导线控制测量或GPS-RTK结合控制测量；碎部测量方面，从平板仪测量方法转变为全站仪坐标测量方法。可是事实上精密电子仪器的应用，观测中系统误差的影响越来越小，但偶然误差并没有明显减小，反而在观测值中占主导地位，例如棱镜偏心误差对界址点测量精度的影响还较严重，这一直是测量人员棘手的难题。

本文以廊坊市城市地籍调查作为整体研究对象，通过实地调查、测量，搜集相关资料，对RTK和全站仪在测量中的配合使用进行探讨，提出一些RTK和全站仪的使用方法及细节问题，最终得到了廊坊市的城市变化图层。

2 廊坊市城区地籍测量

因经济发展、测绘技术水平提高及区域调查研究的深入，对已测制的各种比例尺地形图、普通地理图和各种专题地图进行更新是必要的。更新周期视地图种类、比例尺和具体技术条件而定。一般10年左右更新一次，可在全要素黑图上进行修补。目前航空像片与卫星像片为地图更新提供了良好条件。今后利用地图数据库和机助制图系统可更快速适时地进行地图更新。廊坊市城区街坊调查图如图1所示。

图1 廊坊市城区街坊调查图

局部更换地理内容，对原有地图进行修测或改编，其目的是使地图及时反映地理景观的最新变化，或地图测绘和专题调查研究的最新成果，以保证地图内容的现势性。

廊坊市经过近年的发展，城区内的地物发生了一定的变化，比如以前的村庄变成了新建的小区，一些原有的建筑物结构发生了变化。这些都是在更新范围之内的，要通过实地调查进行补测和删除。

2.1 城区测量过程

城区地籍测量以“街坊”为单位，主要分为四个阶段：街坊调绘；RTK布图根控制点和测量；碎部测量；4.内业图形处理。

2.1.1 街坊调绘

外业调绘是内业编辑及制作最终地形图的主要依据[2]。此次调查所用的全部是纸图调绘，所以对像片调绘不做分析评价。进行纸图调绘的目的是为了了解廊坊市城区内哪些地物发生了变化，对图上所有地物定性调绘。

（1）对已拆除或实地不存在的地物（地貌）逐个打“×”。图上不能出现既没有打“×”又没定性的线条。

（2）逐个调绘建筑物结构性质、房屋层次、量注房屋。

（3）调绘房屋附属设施，如阳台、檐廊、廊房、柱廊、门廊等。

（4）补测必要的新增地物（主要指一些小房屋，通过参照物能量出长宽的）。

（5）调注地理名称，如单位、街道、河流、湖泊、水库、铁路、桥梁及其他专有名称。

（6）对电力线、通信线、各种检修井、污水篦子按规定进行定位、定性，遗漏的要补调。

2.1.2 RTK布设控制点并测量

根据调绘成果进行分析，对需要测量的地物布设图根控制点。

分析表4得出雷击密度较高的地区为宁乡县、望城区、长沙县等地；雷击灾害频度较高的地区位于长沙县；经济易损指数较高的地区是长沙市天心区；生命易损指数较高的是长沙市芙蓉区。综合风险值较高的地区为长沙县、宁乡县、望城区，综合指数表明，雷击灾害易损度较高的地区既有雷击密度较高也有社会经济相对较发达地区。

布设控制点一般用河北省CORS站和在未知点架设基准站两种方法。在布设控制点的过程中操作程序都是一样的，需要先进行点校正，点校正所用的控制点是河北省城市规划设计院做的城区控制点，一般误差在2厘米之内。以其中一个街坊为例，布设控制点的时候要对控制点进行拍照，并做点位记录表，如图2所示。

图2 某街坊调查图

图中空白的地方就是需要进行补测的小区，需要在小区四周和内部布设控制点，进行测量。

2.1.3 使用全站仪进行碎部测量

城镇地籍测量最主要的工作就是使用全站仪进行碎部测量，碎部测量也是这几个过程中最系统、最完整的一项工作，耗费的人力物力和时间也是最多的，因为它是对前两个步骤的承接和完善[3]。碎部测量首先要调整好仪器，在测量前必须将要测量的区域内的图根控制点数据导入仪器内。在测量时画好草图，方便内业处理时画图。

3 使用GPS-RTK技术在地籍测量中布设图根控制点

3.1 基准站的选定和建立

基准站的安置是顺利进行RTK测量的关键，因此在选址时需要注意：避免选择在无线电干扰强烈的地区；基准站站址及数据链电台发射天线必须具有一定的高度；为防止数据链丢失以及多路径效应的影响，周围无GPS信号反射物（大面积水域、大型建筑物等）[4-6]。

3.2 外业施测

外业人员在基准站架好仪器即可开始测量，一般为两人一组,一人在基准站上，一人背着仪器到每个界址上立杆并记录数据，一般取3秒作为一个记录单元，在记录数据时要求测量人员立点要准确，尽量稳住对中杆，同时画出草图，以便为内业整图时提供参考。

3.3 作业方法及步骤

（1）选择好坐标系：当前已知点是什么坐标系就采用什么坐标系，不清楚的可采用国家基本坐标系（图3）。

图3 控制点照片

（2）设置好投影参数：知道已知点坐标中央子午线的，采用实际中央子午线，不知道的则选取当地经度作为中央子午线，X常数用0，Y常数用500000，投影尺度比用1。

（4）设置基准站，通常有两种情况设在非已知点上和设在已知点上。

（5）进入“求转换参数”，按T键取出Prt1坐标，按R键取出Pt1坐标，按Enter键进入取第二点坐标，按T键取出Pt2坐标，按R键取出R2坐标，按Enter键转换参数计算完毕，并自动存储到“转换参数”中，进入转换参数，查看转换参数，打开转换参数。

（6）重测P1或P2点坐标，检查点坐标是否与已知点一致(在2cm误差内)。有条件的还可以到第三已知点去检验转换参数的正确性。

4 全站仪在碎部测量中的应用

4.1 界址点测定

准确地测定界址点的位置是土地产权管理的前提。界址点是地籍图中最重要的要素。使用全站仪，通过极坐标方法进行平面界址点坐标测量是将全站仪安置在测站点，选择仪器上的二维坐标测量模式，输入测站点的二维坐标（Xcz，Ycz）、定向点的二维坐标（Xdx，Ydx），瞄准定向点进行后视定向并检查，然后照准目标点（界址点）上的棱镜，按坐标测量键，仪器就利用自带程序计算并显示界址点的二维坐标值（Xj，Yj）。

4.2 地籍图测绘

地籍图测绘中主要包括制作地籍图和宗地图。地籍图是专题图，它首先要反映地籍要素以及与地籍有密切关系的地物，其次在图面载荷允许的条件下，适当反映其他内容。地籍要素要反映充分、明显，其他要素摘要表示，一般可舍去细部、次要的部分。地籍图内容主要有地籍要素、地物要素和数学要素。

4.3 面积量算

在城镇地籍测量中，一般面积量算以宗地为单位，利用测量的界址点计算面积。目的是摸清城镇土地利用现状，以便为城镇建设作参考。全站仪测量之后的数据也要在Excel表格中进行处理，需要先将数据导出到电脑上，导出数据如图4。

图4 碎部测量原始数据（.txt文件）

5 结论

本文在地籍基本控制网和加密控制网布测中，引进了 GPS-RTK 技术测量方法布设图根控制点，对地籍碎部测量的核心部分——界址点的测量使用全站仪，通过极坐标方法进行平面界址点坐标测量，提高了界址点测量精度。

在进行内业数据处理时，将RTK和全站仪所测得的数据导入Cass7.0当中进行绘图，绘图时所有地物都不需符号化，只要按图层分开就能进行入库处理。

在初步处理完成以后，外业要将成果提交给内业进行入库处理，外业只需要提交变化部分的图层就可以，其余没有变化的图层要关闭，最终成果见图5。

图5 廊坊市城市变化图层

[1]胡志刚,花向红,韩红超,等．GPS-RTK技术在地籍测量中的应用研究[J]．测量信息与工程,2007(5)：46-47．

[2]刘娟,郝建新,张金榜．浅谈GPS-RTK技术在地籍测量中的应用[J]．科技信息：科学·教研,2007(3)：60-64．

[3]李天文．GPS 原理及应用[M]．北京：科学出版社，2004：89．

[4]张凤录,陈品祥．GPS RTK 在城市导线测量中的应用研究[J]．测绘通报,2005(7)：13-16．

[5]吴风华．GPS 在地籍测绘中的应用研究[D]．武汉：武汉大学,2003．

[6]王琼．RTK 测量精度分析与研究[D]．长春：吉林大学，2008．

王旭兵（1986—），男，汉族，助理工程师，主要从事数字化土地测量工作。E-mail:418799841@qq.com