数字化测绘技术在城镇地籍测量中的应用

摘要：本文首先分析了传统测图和数字化测绘技术的优劣，然后结合实例对数字化测绘技术在城镇地籍测量中的具体应用进行了分析探讨，具有较强的意义和价值，供参考。

关键词：数字化测绘；城镇地籍测量；特点；应用；应用方向

中图分类号：[F292] 文献标识码：A 文章编号：

进入二十一世纪后，计算机技术与信息技术的发展日新月异，并有效地推动了测绘技术的发展，近年来，测绘技术方面也取得了非常多的成果，并得到了广泛的应用，其中比较典型的有3S技术——全球定位系统（GPS）、摄影测量与遥感（RS）以及地理信息系统（GIS）技术，此外如数字化测绘和地面测量先进技术等应用也越来越广泛。而工程测量作为测绘技术应用的重要方面，也深受影响，产生了巨大变革，不管是测量手段还是方法都在经历着深刻的变化。尤其是伴随着数字中国、数字城市等概念的相继提出和数字化工程的启动，数字化测绘技术在我国进入了快速发展时期，但对其在工程测量的应用也提出了更高的要求。与此同时，工程测量的服务领域也得到非常大的延伸，并朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向快速发展。

1、测图的基本原则

地图图形三种图形要素构成，分别是点、线以及面，所有的地图图形都可以分解为上述三大要素，其中点又是最基本的要素，因此测量的最基本工作就是测定点的点位坐标。在对点完成准确的测定之后，将这些点按照一定次序连接起来，然后使用一些专用的符号、注记来表示，从而形成最基本的地图图形。

2、传统测图方法存在的弊端

2.1工作模式

传统的测图模式通常是利用传统的测量设备，如经纬仪、平板仪以及水准仪等，测出点的平面坐标、高程，或者测量点的水平角、竖直角以及距离，从而确定点位，绘图员在这些数据的基础上，通过手算或者口算得出三维坐标，最后要么是通过坐标，要么是通过角度和距离，将点绘制在图纸上。地物（房屋）的绘制需要根据点位关系用图示符号进行描绘，这需要非常多的野外作业时间，内业编辑的工作量也非常大，而且操作过程中也容易出现错误。

2.2测图精度

图解测图方法的精度受较多因素的影响，如地物点的平面位置会受到展绘误差和测定误差的影响，此外测定地物点的视距误差和方向误差以及地形图上地物点的刺点误差等都是潜在的影响因素，因此图解测图的精度受到了一定的限制。虽然红外测距仪和电子速测仪的普应用，测距和测角的精度有了非常多的提高，但是白纸测图的方法无法发挥仪器精确的优点，使得资源出现较大的浪费。也就是说无论怎样提高测距和测角的精度，图解地形图的精度变化不大，这也是白纸测图最大的缺点。

3数字化测绘技术的特点

从本质上来讲，数字化测图技术采用的是一种全解析、机助成图的方法。与传统测图技术相比，具有多方面的优势，而且作为地形测绘最前沿的技术，拥有十分广阔的发展前景。数字地形图基本上可以实现无损地体现外业测量的高精度，也就是说数字地形图可以良好地与高精度仪器进行匹配，高科技发展推动的仪器发展的价值在数字地形图上发挥得淋漓尽致。数字化测绘技术的诞生不仅仅是技术发展的产物，也是当今社会科学管理发展所必不可少的工具，除工程测量之外，数字化测绘技术在地籍测量、管网测量以及房产测量等非常多的方面有着良好的应用，应用结果证明，数字化测绘技术不仅保证了高精度，而且还能够提供数字化的信息，为各专业建立管理信息系统打下了良好的基础。

3.1自动化程度高

自动化程度高是数字测图最重要的特点之一，这要归功于计算机技术的飞速发展。数字测图绘制过程中，计算机软件能够实现自动计算、自动识别以及自动调用图示符号等多种功能，绘制出的数字地形图相对手绘图纸更加精确、规范和美观。此外，由于采用了数字化技术，减少了人为因素的干扰，因此绘制过程中出现错误的概率被大幅度地降低，有效避免了数据读错、记错等问题的发生。

3.2测图精度高

测图精度高是数字化测绘技术的另一个显著的特点。采用数字化技术之后，地图图形的精确度有了质的飞跃，采用数字测图技术的地图图形距离小于300m时物点测定误差为2mm左右，地形点高差测定为18mm左右。而且采用数字化测绘技术绘制出的地图图形测量数据在传输、存储、复制和成图的过程中不会存在精度损失的问题，有效地避免了传统测图中经常出现的视距误差、方向误差以及展点误差等，有效地保证了外业测量的高精度并确保获得高精度的测量成果。

3.3图形属性信息丰富

采用数字化测绘技术绘制出的地图图形中，不仅地形点的坐标位置保证了非常高的精度，而且地形点的属性信息也极为丰富，如该测点的编码和连接信息，在显示成图时，利用测图系统中的图式符号库，通过编码就可以非常轻松地从库中调出与该编码对应的图式符号成图。故数字测图时所采集的图形信息，它包括点的定位信息、连接信息以及属性信息，十分方便信息检索。

4测区概况、作业依据和设备

某市委我院对某地进行数字化地籍测量，调查及测区面积为13 km2，测区地势平坦，地面平均高程约为5m。测区内用地类型错综复杂，有住宅、工业、商业、行政事业用地等，交通较拥挤，小巷多，通视条件差，地籍测量难度大。

作业依据主要有： 1)国家测绘局1994年11月28日的《地籍测绘规范》(CH5002294)； 2)原国家土地管理局1993年6月22日的《城镇地籍调查规程》(TD1001293)； 3)国家测绘局1994年11月28日的《地籍图图式》(CH5003294)； 4)国家测绘局1992年6月8日的《全球定位系统(GPS)测量规范》； 5)建设部批准1999年7月1日施行的《城市测量规范》(CJJ8299)。

采用的仪器设备有： 3台Leica公司生产的SR530GPS接收机和随机数据处理软件； Topcon GTS3005全站仪4台；南方测图软件CASS6.0一套；联想台式电脑6台及相关通讯设备。GPS接收机在作业前均通过检测，性能和精度均符合标称精度。

5作业流程与实施

5．1作业流程

作业流程的科学化是数字测量的关键所在，结合测区已有的资料，以有关规程、规范为依据，设计作业流程，数字地籍测量的作业流程见图1：

图1数字地籍测量作业流程

5．2作业实施

5．2．1控制测量

控制测量采用全球卫星定位系统，该系统由3台LEICA公司生产的SR530 GPS接收机和随机数据处理软件组成，定位方式为快速静态定位。以测区附近的16个D级GPS控制点作为本次控制测量的起算点，在约13 km2的测区内均匀布设了120个F级GPS控制点，其平均了密度为10/km2个F级以上的控制点。为方便利用实时动态GPS (RTK)、全站仪进行界址点和碎步点测量，点位一般选在高层建筑物上或主干道路旁。按照GPS测量规范要求，点位周围垂直角150以上天空无障碍物(如树林、高楼、电杆、水塔及其他高层建筑物等)、无强烈反射无线电波的金属或其他障碍物或大范围水面，点位远离强功率电台、电视发射台和微波中继站，也远离高压电线、变电所等。天线能直接对中，无偏心观测。所有点位均做到稳固可靠、便于到达、使用方便和可长期保存。内业计算为采用随机软件严密平差，并将其平差值直接建立控制点数据文件，以备测图与绘图之用。

5．2．2碎部(界址点坐标)测量

采用GPS (RTK)、全站仪配合的方式测图。其关键部分便在绘制草图上，草图的清晰和明了对内业工作至关重要。本测区利用该市2012年摄制的正射影像图作为工作底图。为了注记必要的数据和信息，出图时影像图的色调要偏淡一些，这样可以使外业效率大大提高。

在进行界址点测量之前，对测区内的所有界址点和碎部点进行全面的统计和分析，将其分为3种类型：

第一种类型：界址点位于开阔地，或位于一般建筑的房角或墙角处，或在较容易到达顶部的高大建筑一角，这类界址点和碎部点应用RTK进行测量(约占35% )；

第二种类型：当建筑物层次较高(3层以上)且不易到达顶部或较为隐蔽的界址点和碎部点，则首先利用RTK测设一组图根点，然后利用全站仪进行测量(约占60% )；

第三种类型：十分隐蔽的死角，只能借助与其他点、线之间的几何关系来确定其位置(约占5% )。

1)应用RTK术进行测量

对于第一种类型的界址点应用RTK技术(实时动态全球定位系统)进行测量，将野外采集的数据，自动记录在电子手簿或内存中，并在现场绘制地籍地形草图。

2)全站仪测量界址点和碎部点

对于高层建筑物或较为隐蔽的地区， RTK接收机接收条件不好，测量状态无法固定时，则应用全站仪进行界址点和碎部点测量。所用全站仪都具有自动记录和内存管理功能，外业直接观测界址点和碎部点的平面坐标，并记录在全站仪内存中，在测量过程中注意画草图。由于全站仪测量的坐标精度高，且又能如实记录数据，方便地向计算机传输数据，所以也是数字测图的主要方法。

3)其他方法测量界址点和碎部点

有些界址点在实际测图中动态GPS、全站仪都无法观测，在这种情况下，量取界址点与其他已测点或线的相对位置及尺寸， CASS40成图软件在图上将点解析出来。如图2所示：点9813、9814无法测量，则根据房屋的四角原理直接计算9814点， 9813通过支距或正交方式获取。

图2解析界址点图

4)边长勘丈和宗地草图的绘制

界址边上无阻碍物且界址点容易到达的，界址边长用50m钢卷尺或手持测距仪直接丈量，并随之量取相关地物与界址点、界址边之间的相对尺寸，以便绘制宗地草图。

关于宗地草图的绘制：对于中小宗地，界线内地物较少，用钢卷尺量取地物与界址点和界址线的相对几何尺寸，来确定其相对位置。对于大宗地，直接利用全站仪进行碎部点测量，并辅以绘制草图。这样即完成了宗地草图的绘制，又是地籍图的重要因素。

5．2．3内业数据处理

白天外业采集数据后，晚上应及时对当天采集的数据进行内业数据处理。利用全站仪通讯软件把数据下载到计算机；通过编辑将数据存为*.dat格式，在计算机上用CASS6•0成图软件展绘碎部点，结合白天所画草图和预设编码进行初步成图，以检查所采集数据的完整性和正确性，做到当天的图当天绘完，以免事后遗忘，影响成图的准确性或返工重测，并为图形编辑做好准备。

5．2．4数字地籍图编辑和地籍管理信息系统的建立

首先是内业检查，根据自己的草图及地籍调查表在计算机上全面审核一下是否有漏测及处理不当的地方，并加以修改，比如注记房屋的层数与结构、单位名称、道路、河流的名称等。如果没有什么大的问题，则可自动生成界址线、注记本宗地相邻界址点间距离，打印初步地籍图。进行外业巡视检查，根据初步地籍图利用钢尺对测量精度进行审核。这一步是质量控制的关键所在，工作尽量做到细致、耐心。如果发现错漏，则应立即补改。此时由流水编号以后的界址点坐标数据文件，生成界址点成果表、宗地面积汇总表、正式地籍图，主要给土地管理部门审查，审查完毕后，作为编辑宗地图及地籍图的基础资料。

利用南方公司的CASS6.0地形、地籍数字化成图软件进行成图的工作流程如图3。

图3地籍数字化成图软件成图工作流程

建立地籍管理信息系统时，把CASS6.0生成的图形交换文件*.DXF引入RDCIS后，再加入地籍要素；然后再由RDCIS软件生成图形交换文件*.EBF文件、*.EBP文件、*.ATT文件和*.NOT文件。

最后执行入库前的数据检查，若无错误则可以入库。当直接应用RDCIS软件成图时，则需调用该软件的“编辑外业文件”功能，来编辑*.EBF文件和*.EBP文件，再执行“入库数据检查”和“数据入库”功能，这样就建立了地籍管理信息系统。

6数字化地籍测量应用方向

数字化测绘已经成为当今社会发展的主流，其地籍信息完整地覆盖每一个区域，在所形成的数字图形上详细记载每块土地及其附着物的基本情况，包括权属、数量、质量、权利、用途、性质等基本信息及其空间分布情况。它不但为实现土地的经济价值、保护使用者的合法权益服务，还为政府部门制定经济发展目标、土地管理政策、环境保护政策、深化土地使用制度的改革等宏观决策提供基础资料和科学依据。

结论

采用数字化测绘技术进行地形地籍图的测绘工作，与传统的方法相比，具有工作效率高、劳动强度低、人力及物力资源消耗少、成图美观、精度高、数据量丰富、易于修改等优点，且存储形式为计算机存储的矢量图，便于利用、管理和共享。

工作结束后，对30幅地籍图采用全站仪散点法检查界址点的精度，共观测了831个点，较差全部在限差之内，由此计算界址点的点位中误差为±0.28cm。

通过以上数字地籍测量的实践，摸索和总结出来了一些有益的方法与经验，希望能给广大从事地籍测量的工程技术人员有所帮助，同时也希望大家提出更好的方法与经验。

参考文献：

【1】黄静新,宋建珍.数字化地籍测量的工作方案[J].地矿测绘,2011 (2)

【2】刘明义,刘晓平,陈春华,等.CASS在城镇地籍数据库建设中的应用[J].地理空间信息, 2007(4)