时间:2023-04-20 17:52:26
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇测绘技术装备论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
(1)建立新国家地理格网服务地理国情监测初探 狄琳
(3)远离大陆海岛的高程传递 柯宝贵 章传银 张利明
(5)玉树地震对周围卫星定位连续运行站的影响分析 李凯锋 欧阳永忠 陆秀平 任来平
(9)基于eros-b影像更新矿区大比例尺地形图的方法与精度评价 陈国良 汪云甲 田丰
(12)基于lidar和航空影像的三维建模方法探讨 冯梅
(15)基于无人机低空遥感系统的快速处理技术研究 尹杰 杨魁
(18)等效法收敛计变形监测 杨浩
(22)基于椭球面大尺度表达地表对象方法研究 杨永崇 竞霞
(26)gis软件自动化测试方法的研究与实践 曾波
无
(28)拓普康全站仪车模亮相首届全国测绘地理信息技术装备展览会 无
技术交流
(29)基于jscors层析连云港沿海水汽的三维特征分析 董春来 王香兰 蒋廷臣 周立
(33)基于椭球膨胀法实现独立坐标系统的建立 于亚杰 赵英志 张月华
(37)困难复杂地区输电防雷线塔数据机载lidar三维扫描获取 阮羚 周平 姚尧
(40)基于点云数据的文物精细建模 孟志义 钱林
(44)利用改进的fcm方法分割高分辨率遥感影像 田慧 周绍光
(47)无砟轨道cp ⅲ平面控制网测量精度影响因素分析 谯生有 闻道荣
(50)gis与模型技术在城市排水管线承载力评价中的应用 解智强 杜清运 高忠 王贵武 黄俊
(54)基于arcgis engine的矢栅基础地理数据空间转换方法研究 刘佰琼 周卫 戴相喜
(58)mapinfo二次开发在坐标转换中的应用 李东 毛之琳
(61)国家基础地理信息数字产品——数字线划地图概述 武文忠 郭新成
无
(63)“则泰杯”全国第四届大学生测绘科技论文竞赛评选揭晓 无
技术交流
(64)基于webgis的复杂城市交通网络信息服务 薛明 刘春 肖学年
(69)武汉市1∶2000房产管理图数字化测绘与建库工程及成果应用 郑举汉 张鹏 徐磊 陈镇
(72)一种改进的折线转分段bezier曲线的拟合方法 张超 王文静
(75)测绘资料信息管理系统的设计与实现 赵力彬 张新利 吕志勇 施建辉 李发红
无
(78)爱普生大幅面专业绘图仪助力遥感产业化发展 无
徕卡测量新技术应用专栏
(79)徕卡hds 8800三维激光扫描仪在露天矿中的应用 段奇三
则泰三维技术应用专栏
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sp; (81)三维激光扫描系统在舟曲重点地质灾害治理工程中的应用 周学林 魏文涛 刘丽惠 王占超
测绘教学
(83)空间大地测量学课程建设及教学方法研究 魏二虎 张奇 李征航 王甫红
(86)gis应用技术实验课程教学改革探微 舒娱琴
中图分类号:P624文献标识码:A
引言
随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,特别是全球定位系统技术全面用于大地测量定位,全数字化测图系统、影像扫描系统、全数字摄影测量工作站等数字化测绘技术装备以及地理信息系统基础软件和应用软件相继问世,实现了地理信息获取、处理、管理和分发服务全过程数字化,测绘生产力水平和生产效率大大提高。作为地质勘查专业单位,山西省地球物理化学勘查院(简称山西物化院)已经全面涉入了数字化测绘生产技术,具备了空间定位(GPS系统)、数据采集、外业一体化数字成图与建库等技术生产能力。从事控制测量、地形地籍测量、房产测绘工程与精密工程测量、航空摄影测量、地理信息工程、立体模型制作,服务领域涉及土地管理、水利工程、城市建设、房地产开发、公路与铁路交通、国防建设、基础测绘、地质找矿与矿山开发。作为一名测绘工作者,笔者简要谈一下对数字化测绘技术和地质工程测量发展应用的认识。
一、数字测图的优点
大比例尺数字测图有力地冲击着传统的平板仪或经纬仪的白纸测图方法,大有取代白纸测图之势,这是因为数字测图具有诸多的优点。
(一)测图用图自动化。
传统测图方式主要是手工作业,外作业测量人员人工记录,人工绘制地形图,在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等等。数字测图则使野外测量自动记录,自动解算,使内业数据自动处理,自动成图,自动绘图,并向用图者提供可处理的数字地形图软盘,用户可自动提取图数信息。
(二)图形数字化。
用软盘保存的数字地形图,存储了图中具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息,可方便地传输、处理和供多用户共享。数字地图不仅可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等,还可以供工程、规划CAD计算机辅助设计使用和供GIS地理信息系统建库使用。数字地图的管理,既节省空间,操作又十分方便。
(三)便于成果更新。
数字测图的成果是以点的定位信息和属性信息存入计算机,当实地有变化时,只需输入变化信息的坐标、代码,经过编辑处理,很快便可以得到更新的图,从而可以确保地面的可靠性和现势性,数字测图可谓“一劳永逸”。
(四)避免了因图纸伸缩带来的各种误差。
表示在图纸上的地图信息随着时间的推移,会因图纸的变形而产生误差。数字测图的成果以数字信息保存,避免了对图纸的依赖性。
二、数字化技术在矿区地质勘查中的应用
(一)数字化测绘工作方法。
基础控制部分,D、E级GPS的布设及选点埋石:根据煤矿区视野开阔,通视良好的实际情况D级GPS网在三等三角点之间布设为点连式、边连式相结合的GPS网,每个点至少有4条基线与其相连。D级GPS点共布设点位50+,平均边长1.5km。E级GPS点的布设在D级CPS的基础上采用点连式的方法进行布设两已知点问最多布设5个三角形,边数不超过8条,共布设E级GPS点60+。D、E级平面控制网均采用GPS静态相对定位测量布网,网形大多由三角形单点连接,少部分三角形边连接。GPS控制点在测区内分布较均匀,网形合理,强度较高。
外业观测:数据采集利用美国三台阿什泰克M单频接收机标称精度5mm+2ppm。D进行观测,观测时段D级>~60min,E级>~45min,数据采集间隔10s,同步接收卫星频数最少为5颗,绝大部分为7-8颗,卫星高度角大于15°,接收机与卫星的图形强度良好。
数据处理:GPS外业数据处理和基线向量采用GPS接收机随机商用软件“Loucus轨迹处理软件”在笔记本电脑上采用独立基线平差方法进行。GPS网先在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,其目的在于检核GPS网的内部符合精度,亦即处理由于多余观测而引起的网内不符值问题,本次作业所有基线向量无一剔除,顺利通过了检验,然后在基准点已知点的约束下进行二维约束平差,最后提供各点在高斯平面,第33度,带上的1954年北京坐标系坐标和1956年黄海高程系。高精度均符合量规范要求。
数字化测图的工作方法:由于测区的D、E级GPS点的密度能够满足地形图的测绘要求,因此本次测图直接在D、E级GPS点上进行。
(二)常规测图方法和数字化测图的精度比较
野外大比例尺数字化测图的全过程几乎都是用解析法进行的。虽然最后成果仍表现为图解的线划图,但与传统的平板仪测图相比,有着本质的差别。数字化测图不仅在效率上有很大提高,而且大大减轻了野外的劳动强度,更为突出的是地形图数学精度的提高。
三、数字化测绘技术展望
现代测绘技术及测绘仪器向数字化、电子化、自动化方向发展,打破了传统的手工测绘理念,形成目前较好的一套数字化测绘解决方案。但是,目前的测绘技术在地质工程测量中的应用依旧存在着若干问题.需要我们广大测绘工作者的不懈努力,不断提出新的任务、新课题和新要求.有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。目前,数字化测绘技术传统的定位和绘图仍是重要的社会需求,但社会已经对测绘部门提出了新的需求.以前和测绘部门无关或关系小大的属性信息的采集、综合分析利用等也开始要测绘部门承担。由于社会发展和人民生活的各类信息都要以空间定位为基础,由于市场需求的大量涌现,信息化测绘将迅速推动测绘企业的技术进步,测绘企业参与地理信息系统在各方而的应用和开发是总体趋势,也是测绘企业生存和发展的方向。信息化测绘将是我国测绘由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段,它代表着我国测绘技术总的战略方向。
四、结束语
本单位自数字化测绘技术应用于生产后,生产效率和经济效益得到显著提高。数字化测绘技术的探讨,可使作业人员少走弯路、降低出错率。数字化测绘技术的提高,可为提供数字产品奠定基础,并提高了职工的技术素质。随着数字工程的深入发展,GIS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用。大力开展数字化测绘技术是地质测绘单位科技创新的任务和方向、也是提高地质测绘单位自身实力和经济效益的重要手段。
参考文献:
[1]廖立新,对数字化测绘技术在地质勘查中的应用探讨[J].广东科技,2009,4.
现代经济建设高速发展,土木工程建设的大型化、网络化、高等级向建筑工程测量学科提出了更高的要求。建筑工程测量课程应密切关注测绘学科的发展及其在工程建设中的应用,与时俱进,不断探索教学新内容、新方法,严格要求,不断提高教学质量。近年来,随着测绘事业的不断发展,生产上对建筑工程程测量的要求发生了较大变化,传统教学中的某些不适应及缺陷也逐步显现出来,这迫切要求我们重新认识和改革建筑工程测量的教学内容,以满足生产的需要。
1 目前教学中存在的主要问题
1.1 教材内容陈旧
现行教材内容陈旧,存在重理论轻实践的问题,仍然以讲述光仪器的测量方法为主。对于新仪器、新技术的知识只是轻描淡写地介绍,很难适应当今测绘形式发展的需要。
1.2 教学仪器设备落后
学校测量仪器设备落后而且数量有限。在近年生源扩招的情况下,很难满足实际需要。加上学生多且水平有限,不能严格按照正确的使用方法操作,导致测量仪器经常损坏,有的甚至报废。即使修好,仪器的灵敏度也大大下降。对于现在在工地上广泛应用的电子水准仪、电子经纬仪、全站仪等先进的仪器配备很少,甚至没有。这样就会在实验课上出现一部分学生摸不到仪器、用不到新仪器的现象,长此以往会打击学生学习测量仪器的热情。
1.3 测量实验场地简单
大部分学校在做测量实验时没有固定的场地,都是教师在校园里随便指一个地方让学生做实验。校园里地形通常比较简单,没有明显的高差,没有已知的控制点,这样教师在学生做完实验后,很难检核学生测量数据的正确性;学生在做实验时也会质疑这样的实验有什么实际应用或者有什么实际意义。另外,测量实验场地的随意性,还会使部分做实验不认真的学生为了逃避再次返工的问题,而刻意修改测量数据。
2 《建筑工程测量》课教学方法的改进
2.1 教学方法应该多样化
教师应结合所讲的内容,在上课时除传统的板书外,也要多采用一些多媒体的教学方法。例如,在讲到测量仪器时,可以把测量仪器带到教室,或者做幻灯片、图片等,简单地向学生做一展示和讲解。这样既可以让学生了解各种先进的测量仪器,还可以增加学生的好奇心,保持对这门课学习的热情。
再如,在讲到水准仪的基本操作、水准测量,经纬仪的基本操作、水平角观测等这些具体的、有严格规范要求的、实用性很强的教学内容时,就可以准备一些视频资料,在这些视频资料里要有各种规范的操作方法,以及需要重点强调容易出错或忽视的地方,还可以增加一些以往学生在做实验时犯错最多的操作方法,在课堂上给学生放映出来加以强调。这样既可以解决在室外实验课上讲解时学生比较容易分心、重点记得不全、某些操作看得不是太清等问题,还可以增加学生上课的兴趣。
2.2 教学内容上调整
课程内容的改革应本着“加强基本理论、基本技术的培养,注重实践操作技能训练,兼顾测绘新技术应用”的基本原则,对课程内容作必要的调整。
2.2.1 在讲课方面要突出重点,有的放矢。
教师要不断地提高自身的素质,要经常进入工程施工现场,积累实践经验,结合专业特点,了解测量在工程建设中主要都有哪些方面的应用,出现了哪些新工艺、新方法,然后对讲课内容做一调整。例如,对于高职高专建筑工程技术专业的学生,应重点讲述民用建筑施工测量,可以略讲测量误差的基本知识、小区域控制测量和地形图的应用,删除大比例尺地形图的基本知识、地形图测绘、线路工程测量和变形观测等方面的内容。这样主次分明、重点突出,就能在有限的课堂上,让学生掌握更实用的测量知识。
2.2.2 在实验教学上要合理选择,突出实用性。
加强实践教学环节,提高实习效率和质量加强实践教学环节,是学生能力培养的关键,为了达到高职学院培养高等技术应用型人才的要求,实践教学在课程教学中所占比例已达50%。学生能力的高低直接反映实践教学的质量。如何提高测量实验、实习效率和质量,是抓好实践教学的关键。
2.2.2.1 测量实验
测量实验是测量教学中不可缺少的重要环节,只有通过实验和对测量仪器的操作、采集数据、进行计算、测图或施工放样,才能真正理解测量的基本原理,掌握测量的基本方法,培养和提高应用理论知识解决实际问题的能力。足够的测量仪器设备是实验的基础,严格的实验管理是实验质量的保证。
2.2.2.2 测量实习
测量实习是运用测量基本理论和基本实践操作技能解决建筑工程测量技术问题的实践过程,是培养学生实际动手能力和综合分析问题、解决实际问题能力的重要阶段,为了提高实习质量,应增加测量实习操作技能的考试,要求人人过关,从而防止个别学生因产生倦怠情绪而不亲自动手的情况发生。为了提高学生测量技术操作基本功,更好地激发学生对测量课程的学习兴趣,有条件的学校还应开展测量技术竞赛活动,并举办测绘技能水平考试,通过者发放测量技能考核合格证书。这是对实践教学环节的有效补充,也是提高课程教学质量的有效方法和手段。
3 结语
《建筑工程测量》教学方法的改革是一项长期的、与时俱进的工作,需要教师不断结合社会上出现的新技术,探索出更加合理、实用的教学方法。这样才能逐步提高《建筑工程测量》课的教学质量,培养出更多符合社会需求的技术性人才。在目前的情况下,不能等、靠、要,而应积极努力地投入到课程教学的改革中,从基础做起,从教学和学生的需要做起,一步一步地将教学改革引向深入。
参考文献:
中图分类号:S29文献标识码: A 文章编号:
一.前言
随着科技的发展,现代化的数字测绘技术已经越来越多的运用在土地测量的工作中,使数字化测绘技术和土地测量紧密结合。同时伴随着土地测量行业的健康快速发展,测绘技术工作在此过程中都有着极其重要的作用以及影响,测绘技术在为土地测量单位各阶段提供测绘数据的同时也能够促进土地测量单位降低成本,从而为广大百姓带来切实的实惠。因此,我们更加要重视数字化测绘技术,加强数字化测绘技术的发展、改革与创新,同时也要加强和规范整个土地测量测绘的管理工作,只有这样才能够使土地测量测绘更加的规范化、制度化、合理化。要严格依照《测绘法》对有关测绘的技术与质量管理工作进行要求。笔者根据目前的数字测绘的研究进展,简单介绍数字化测绘技术,并结合土地测量分析数字化测绘技术的实际应用及其具有的优势。
二.数字化测绘技术
1.数字化测绘简介
数字化测绘是利用现代化的测量仪器(如:全站仪、GPS、卫星定位系统等)对地质形貌进行采集并以坐标形式转化为数字化信息,然后利用计算机通过专业软件处理得到地图的电子绘制方法。数字化测绘以计算机技术、卫星定位技术等高新技术为基础,高效、快捷、和精确的测量结果更符合如今的信息化时代,改变了以往在白纸上画图的传统模式,并且具有精确的测量精度和较短的测量时间的优势。
2.数字化测绘的主要内容
(一)将地图数字化。当需要某一地区的数字地图,如果由于测量经费不足或是时间不允许,而不能对某一地区进行数字地图的绘制时,此种方法可以快速的解决这类问题。一般采用扫描矢量法,扫描矢量法的精度较高,但其主要依赖于原图的绘制精度。在扫描的时候难免受到一些影响而产生误差,并且其绘制的结果主要是将原图数字化,导致其时效性不足。所以这种方法只能是应急需要,不可作为资料保存,但也可以根据实际情况,通过进一步测量对得到的数字化地图进行补充和更新,对一些具体事物的坐标进行精确调整,这样可以提高数字地图的精确程度以及实效性。
(二)数字化地图测绘。目前,这种方法是我国各个企业单位在测绘时所选择的主要方法。由于没有地图可以进行数字化或者测绘的地图要求比例很大都会选用这样方法。数字化地图测绘的精度非常高,一般可以将标记事物的精度控制在5cm左右。
(三)航空测量数字成图。如果地图在测绘时的面积很大,一般会利用航空拍摄来获取地面的影像,然后进行外业判读、内业建模,通过计算机软件对获取的数字资料进行模拟,可以直接绘制出数字化地图。
航测成图主要是利用空中摄影获得数字影像资料,然后通过内业的航测软件进行处理,成为数字化信息,利用计算机对影像资料与数字化信息进行比对后建立模型,最后利用专业的软件绘制出数字地图。航测成图的成本低、效率和精度都很高,并且可以讲在户外进行的测绘工作大部分转到室完成。
三.数字化测绘技术在土地测量中的应用
1.碎部测量
(一)进行地根的测量
可以利用PTK技术在开阔且平坦的地域进行图根控制网的设定,在结合GPS的动态观测网,可以发现一些点位的误差,并且误差较大,很难满足小于5cm的误差临近范围。所以针对一些城市街道或者建筑较为密集的地区,在布局的时候采用全站仪的方式,然后将图根的布局设置为结点网,这样可以避免误差而导致在结合边界附近出现超限的问题。
(二)进行数字化采集的方法
一般采用测界址点的方法对可以形成一个封闭的属权单位进行测量;采用测量地形点的方法对其它地物进行测量。在进行测量采点时,为了便于记忆,测量人员通常将不同地物编制成为对应的不同属性的点。在打点测量时,需要先测一个地物后再测一个地物,将点通过内业进行数据转换,避免发生散点太多的情况而妨碍绘图。
(三)内业数据处理
在数据采集结束后,将数据输入计算机中。由于采用的测量仪器不同,所以导出的数据格式也会有差异,因此需要将所有数据的格式统一转化为SCS标准格式,以利于后期的数据处理。在数据转换后,可进行地图绘制。测量人员可以根据街道、房屋、树木的打点顺序轻松绘制出初始数字化地图。
(四)外业调绘
在完成内业的数据处理后,其实整个地图基本上已经完成了70%左右,只要把初始的数字化地体打印出来与外景实体进行比对,将一些空白区域进行打点补充后连接即可。最后形成完整的数字化地图。
2.外业测量精度的控制方法
为了提高数字地图的绘制精度:①在野外工作时要严格控制转站的次数,一般连续转站都不该超过三次;②在碎部测量时,立镜一定要按照规范使用,先测量地物的,然后在制高点上打散点的方式测量内部,最后用丈量等方法做到精确测量,工作人员在设计时做好全面统计,并做好界址点之间精度检查表的精确统计。
3.数字化测绘技术在土地测绘上的优点
(一)测绘结果的直观性和形象性。由于数字化测绘技术的结果都是现实在计算机上,并且是以直观的图形方式进行显示,其中包含了地形特征、地貌形态以及地籍要素等方面的内容的。因此对于其测绘结果的查看十分方便,即使非专业人士也可以读懂数字化测绘的结果。
(二)使用及升级的便捷性。数字化测绘利用智能化的操作方式,使得工作人员在土地测绘的时候十分方便。由于技术创新一直在不断的进行着,尤其对于数字化测绘这样利用计算机智能绘图的测量方式,其技术更新的速度更是快的惊人。而数字化测绘只需要对软件进行简单的升级处理就可以实现技术创新的同步。
(三)测量结果的适应性。由于每个工程对于测量结果中各个方面的侧重点不同,老式的测量方式测出的结不能一次多用。而数字化的测量可以根据需要使用的侧重点不同,进行数据加工,进而与更符合对其使用的要求。
(四)结果分析的基础性。将数字化测绘技术绘出的地图作为基础,可以通过软件进行加工,以地图为底图进行规划,将实施方案在上面进行模拟。通过各种因素的制约分析,得到一个较真实的方案模拟结果。
四.结束语
我国经济不断发展,对于社会的建设也同时快速进行,就需要细致、精确的地质形貌资料。数字化测绘技术将传统的户外测量工作移至室内完成,不但优化了工作环境,减少了工作者的劳动量,由于计算机等其它先进技术的引入,还使得是测绘结果更加精确。虽然数字化测绘技术有很多优点,但其也存在不少问题,还需要测绘工作者努力解决。
参考文献:
[1]靳海亮; 吴庆忠; 金继读 数字化测绘技术在城镇地籍测量中的应用现代测绘2003-12-25期刊
IMU/DGPS(简称为POS)技术辅助航空遥感技术开始于90年代,成熟于2000年左右。机载POS系统是由GPS接收机和惯性测量装置组合而成的高精度定位定向系统,它集差分GPS(Differential GPS)技术和惯性导航(Inertial NavigitionSystem,INS)技术于一体,可用于获取移动物体在选定坐标系中的空间位置和姿态,广泛应用于汽车、轮船、飞机、导弹等得导航定位中[1]。直接获取航空遥感影像的外方位元素,无需大量的野外控制测量,实现了航空遥感后直接进入内业成图工序,没有或极少地面控制工作,缩短了工期[5];该新技术的完善已经推进我国现有测绘项目工序流程生产组织变革,大大减少了生产成本,缩短成图周期,促进测绘事业的更快发展[2] [3]。
所以数字航空遥感项目的管理要从项目技术目标、实施影响因素分析到实施方案设计、过程管理、质量安全控制以及成果检查和移交等方面全流程来分析。在其执行过程前制定合理、有效、可行的实施方案是非常重要的环节,国内很多航空遥感项目由于在制定实施方案时对技术方案没有考虑周全,仅从航空遥感专业技术方面来考虑,没有考虑到实施过程中其它因素的影响,致使航空遥感项目不能得到有效、快速的实施。实施方案的制定不仅要考虑到行业、国家的技术规范和甲方的特定技术要求,还要考虑到项目方案的可行性,尤其在国内空域管理复杂的情况下,需要把在执行项目的过程中可能遇到的影响因素如空域划分、空中走廊、气象条件、地理条件等都要考虑在内,优化处理,这样才可以制定出最优的方案[4],尽量保证尽快的完成航空遥感项目,大大提高航空遥感成果的质量。
以下就从航空遥感项目的全流程各环节采用闭合式管理系统的思维来分解项目合同谈判、项目可行性分析、项目实施和项目成果质检和移交等环节应该注意的事项。
项目合同谈判
航空遥感项目合同谈判因为涉及的技术因素较多,所以在谈判过程中尤其要注意客户的最终成果用途,依据成果的用途不同采用不同的实施方案,则后续执行过程中的各项工作就会完全不同;其二,要明确合同中的技术要求,对于模糊不清的条款,尽可能的采用双方都可以理解的文字来确认,笔者就曾遇到因合同甲方技术要求前后矛盾,按照实施方案获取的最终项目成果不合格,导致项目失败、补测的后果。第三,合同谈判中尽量多考虑实施项目中可能遇到的问题,如天气和空域的问题,考虑好之后就可以项目的可行性有一个初步的判断。把握了以上三点后就可以初步确认合同的标的、执行期限和成果移交标准等主要合同文本事项。
项目可行性分析
航空遥感项目的实施可行性分析可以从项目执行要素人、机、料、法、环、技等几个方面来分析。“人”的因素主要考虑飞行、导航、遥感和基站人员的合理配置,考虑各个专业人员是否能够达到项目的预定要求,那些人员的要求可以略微放松,那些必须严格要求;“机”即机器和设备,在航空遥感项目中的“机”指的是飞机平台、航空遥感仪器、地面基站仪器以及其它辅助设备的选择、性能是否满足要求,在这个方面最重要的是飞机、航摄仪及其辅助设备,尤其是特殊技术要求的航空遥感项目,选择好了这些硬件设备可以事半功倍,并确保项目成果质量;“料”指的是项目中可能用到的各种原料,传统航空遥感项目的感光材料用的是航空胶卷和相纸,现在采用数字技术后主要的耗材是硬盘和感光相纸,硬盘也已经由机械硬盘向固态硬盘转变,要尽可能选择安全的材料,在材料的使用、储存和运输中确保其安全;“法”即法律、法规和技术规程等,在航空遥感项目实施中既要考虑到航空飞行中的航空类法规也要考虑到国家国土测绘部门颁布的各项专业技术、行政管理、成果保密等测绘类法规,尽量规避执行过程中可能导致的严重法律后果;“环”指的是环境,航空遥感中的环境考虑的不仅仅是航空作业机舱内环境也要考虑到空域管制和大气条件的人为或客观环境因素,经过对历史气象数据的统计和预测分析以及空域管制环境的调查,可以最大限度的避开不理想的作业期限和作业方式。“技”即技术,要把项目管理、专业技术和质量管理的技术结合使用,以利于提高效率,降低成本,缩短周期。
通过对以上要素的分析,就可以制定合理的实施方案。
项目实施
航空遥感项目的实施可以分为方案制定及前期准备、现场实施和后期整理移交三部分,其中方案制定分为技术方案和实施方案两个部分。
技术方案要以合同技术要求为准,综合考虑技术方案的可行性,在条件允许时,准备多套技术方案,以便在实施过程中灵活使用,从技术上提高效率,缩短工期。需要说明的一点是,该技术方案必须获得甲方审核认可。实施方案项目实施的预定方案,其中要考虑到计划制定、进度控制、质量控制与反馈、项目协调与实施以及突况处置等方面,不可控因素越少越好。实施方案制定的好坏直接影响到项目执行过程是否顺利,需要既满足专业要求,又考虑到克服实际困难的备案措施,即对项目实施的风险有全面的分析;这样的话,在实施过程中遇到的问题往往是偶发的小问题,只需要随机处置即可。
项目实际实施过程中,按照既定方案执行时往往沟通会比较重要。因为按照技术要求,实际可升空作业的机会非常少,满足升空条件时,空域限制也会很多,这种条件下,以备选方案与飞行管制和指挥的军民航有效沟通往往会有机会完成作业。举个例子,如果某个项目设计飞行最高高度为4000米,那么我们飞行方案可以在作业量增加不大的情况下,多增加3700,3400米飞行高度的备选方案。这样的话,如果按照历史气象资料,作业期间云底高平均为3900米时,我们还可以有2套备选方案可供与飞行管制和指挥方协调,便于双方制定和调整整个飞行计划。
除以上作业预案外,还可以采用灵活申请作业区、变更作业时间段以及改变装备的方法来综合考虑并处置。总之,在项目实施时,是考验前期工作和实施团队是否得力的时候,也是各种因素相互发生作用,使困难矛盾突出的时候,要以预案为基础,灵活处置。
项目成果质检和移交
项目的质量控制实际上涵盖在项目全部流程中的,每个环节都对成果质量有很大的影响,必须按照质量体系的要求在每个环节重视起质量控制,把产品品质的观念灌输到具体工作中。
首先,项目合同谈判中协商确定的技术方法、路线、精度要求,使用的飞行平台、设备,作业期限和时间等都是从开始时就对项目最终成果质量有了总体的框架设定;所以负责合同谈判的团队必须有对整个作业流程熟悉且对合同涉及的具体项目收集了详尽的气象、空域管制、地理和作业资源资料,否则很容易有大的纰漏,在项目的制定实施方案时或进场作业时凸显出来,需要和甲方再沟通协商,这样容易导致甲方对公司整个执行能力的质疑。
其次,在项目实施阶段,前期制定技术方案和实施方案过程中,会把项目执行的技术文件和作业文件编写出来,其中技术文件是项目执行的纲领性文件,必须是考虑了所有影响因素后的最优方案,是考虑了项目的效率、成本和周期的综合性方案[15]。不同的项目有不同的特点,制定的质量保证措施也由所不同,在实施过程中,项目执行人员必须严格控制又要灵活把握,明白客户对成果的质量要求才能把项目高效的执行下来,仅靠项目后期的成果整理是不能保证项目的质量的。项目质量控制人员自检时必须与项目实施过程中现场执行人员提交的飞行成果有效反馈和沟通,既要反馈质量问题同时要提出对出现问题的预防措施。
最后,在后期成果整理和移交环节可以有较多的时间对影像反复调校和处理,达到很好的效果;其次,对同时移交的定位定姿成果数据要采取不同的测算方案,提交客户的结果必须是各种方案的最优成果[6] [10] [13] [14],且在项目技术总结中阐述清楚。最后在制作移交文件时完整、清晰、条理,与验收代表对质量问题有良好的沟通。
总之,近年来国内航空遥感项目已经完全由模拟胶片时代转变到数字时代,数字航空遥感项目呈现出来一些与以往不同的特点,这对航空遥感项目的管理也提出一些新的要求,需要在综合管理上对其特点详细研究和分析,制定有针对性的综合解决方案。本文从数字航空遥感项目的特点和项目谈判、可行性分析、项目实施和成果质量控制与移交等执行环节谈起,详细阐述了项目综合管理的一些思路和方法,也对以往出现的问题提出了改正措施建议,这都在实际工作中有很好的借鉴作用,希望对国内同行有一定的参考价值。
参考文献
[1] 郭大海,吴立新,王建超等.机载POS系统对地定位方法初探[J]. 国土资源遥感,2004, 60(2):26-31.
[2] 李学友. IMU/DPGS辅助航空摄影测量原理、方法及实践[D],博士学位论文,中国人民信息工程大学,2005.
[3] 郭大海、吴立新等.IMU/DGPS辅助航空摄影新技术的应用[J]. 国土资源遥感, 2006, 3(1): 52-54.
[4] 于海斌. 航空摄影技术设计优化初探[J],飞行试验,2006(3)
[5] 董绪荣等. GPS/INS组合导航定位及其应用[M].长沙.国防科技大学出版社.1998.
[6]国家测绘局,《数字航空摄影资料整理说明(试行)》,2007年11月
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【关键词】GPS-RTK测量;高程精度
【keyword 】GPS-RTK measurement; height accuracy
中图分类号:O4-34文献标识码: A 文章编号:
【正文】
随着近年GNSS技术的逐步发展和完善,以及计算机技术和其他相关学科的迅猛发展,GPS-RTK技术也随之愈来愈稳定成熟,因GPS-RTK测量不需要点间通视,作业效率高,数据精确,一定范围内高程差不累积等优点,正被广泛应用到各种工程测量中。
一、GPS高程测量原理
利用GPS可以测量出高精度的WGS84三维坐标(即大地经纬度和大地高),再根据大地高和正常高的关系
h=H-ζ (1),
将大地高转换成为我们需要的正常高(例如1985国家高程基准等),将GPS大地高转换成正常高的关键就是求出GPS点上的高程异常值ζ。因此,在利用GPS确定了高精度的大地高后,求正常高的过程实际上就是求高程异常的过程。
常用GPS水准高程计算方法即求高程异常值的方法有很多,比如GPS三角高程、曲面拟合法、GPS重力高程、绘等值线图法、解析内插法等等。在实际工程应用中考虑到生产成本的因素,我们要根据实际情况选择既能提高工作效率,又能提高成果精度的方法。
二、GPS-RTK测量原理和高程拟合精度分析
GPS-RTK(实时动态)测量技术采用基准站+移动站模式进行测量,基准站上安置的接收机,对所有可见GPS卫星进行连续观测,并将其观测数据:伪距和载波相位观测值,通过无线电传输设备(也称数据链),实时地发送给用户观测站(流动站);在用户观测站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据:伪距和载波相位观测值、基准站坐标,然后根据自身接收到的观测数据:伪距和载波相位观测值,采用相对定位原理(数据差分处理,得到GPS差分改正值)和坐标转换,实时地解算并显示用户站的三维坐标及其精度,其单点定位精度可达1cm-2cm。目前,专家学者们推荐了多种推求高程异常的方法,简单、有效并且实用的方法为多项式曲面拟合法。
多项式曲面拟合法的原理多项式曲面拟合法的基本思想是:在小区域GPS网内,将似大地水准面看成曲面(或平面),将高程异常ζ表示为平面坐标(x,y)的函数,通过网中起算点已知的高程异常确定测区的似大地水准面形状,求出其余各点的高程异常,然后根据式(1)求出其他点的正常高,其数学模型为:
ζ=f(x,y)+ε(2)
式中:f(x,y)是拟合的似大地水准面;ε是拟合误差而:
f(x,y)=a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2+…(3)
式中:a0,a1,a2,a3,a4,a5…为拟合待定参数;x,y为各GPS点的平面坐标。取式(3)中的一、二次项,合并(2)、(3)式后即得二次曲面拟合模型:ζ=[a0a1a2a3a4a5][1xyx2xyy2]T+ε(4)取式(3)中的一次项,合并(2)、(3)式后即得平面拟合模型:ζ=[a0a1a2][1xy]T+ε(5)每一个起算点可组成一个式(4)或式(5),在[ε2]=min条件下,解算出ai即可求出网中其余点的高程异常,并利用式(1)求出各待定点的正常高h。
综上所述,GPS高程测量的精度不仅与起算点的数量有关,还与起算点的空间分布有着密切关系。一般来说,起算点的数量越多,分布越均匀,则拟合精度越高。在地势起伏不大的平原地区,运用GPS测量结合一部分水准测量,如果公共点布设合理,即在GPS网中的四周及中间都布上公共点,那么,运用几何拟合手段,求得的GPS点正常高,可达到四等水准精度要求。
三、RTK测量技术的优势
GPS高程应用近几年来,随着GPS技术的发展,实时动态差分技术—RTK(Real2Time2Kinematic)的出现,给测绘领域带来了翻天覆地的变化,它为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,简化了繁琐的测量手段,极大地提高了外业作业效率。它既克服了常规测量要求点间通视、费工费时、精度不均、操作流程复杂、受天气影响较大、外业不能实时知道测量成果和测量精度的缺点,又避免了GPS静态定位及快速静态相对定位需要进行后处理,若内业后处理中发现精度不合乎要求,需进行返工的困扰;目前,RTK实时3维精度可以达到厘米级,如果能采取适当的测量措施,使其满足四等水准精度要求,将会大大减轻水准和常规测量作业的劳动强度并提高作业效率。
结论:
根据以上论述,RTK高程测量虽然经过科学的数据处理可以保证精度满足需要,但是对测区环境要求较多,不如精密水准测量来的方便,尽管存在一些不足,但是因为RTK具有较多的优势,所以在地势平坦的一定区域内,采用适当的RTK测量手段,代替部分四等测量是可行的。同时,GPS-RTK的运用也具备了广泛的运用前景。
【参考文献】
Abstract: The statutory measurement as a legally binding, surveying and mapping data measurement properties related to the property management department after verification, can be used for housing property registration, this time only then has certain legal effect. The current real estate sales, mainly on the basis of the construction area as a basis of sale and valuation standards, the housing area and real measurement results directly purchase groups and vendors and economic interests are closely related, so, whether the real measurement data is scientific and reasonable and the property right registration quality as well as the interests of all parties are closely related. In real measurement process, quality inspection work is key link, whether the quality inspection work in place, with the real measurement results associated with quality. The main work of measurement properties will be briefly introduced, at the same time, content related to work and points for attention are analyzed and compared with similar, and puts forward the corresponding countermeasures and measures to improve the measurement quality, with a view to the housing survey work in the reference and guidance.
Keywords: real estate survey; quality inspection
中图分类号:
1.房产测量的意义
2000 年 2 月 ,国家质量技术监督局了 《房产测量规范》(17986-2000)(以下简称《规范》)。在《规范》中,提出了质量检查的基本要求,规定了检查验收的项目及内容。
首先,房产测量能够为产权人提供一定的法律保障与维护。房产测量的结果与数据一经相关审核批准部门确认并下发证书后便具备了一定的法律效力,在处理产权纠纷方面,房产测量能够提供重要的证据。房产测量的数据与购房群体的经济利益密切相关,其房产测量的整个期间、测量结果以及准确度都要有严格的标准和科学性,是产权产籍管理部门为产权人提供法律保护的重要依据同时也为调处房屋所有权和土地使用权的纠纷、审核违章建和违章占地提供了可靠的凭据。其次,城市要进行规划与建设,也要以房产测量的数据为重要依据。房产测量按照国家有关部门制定的房地产测绘技术标准和有关屋及其用地的有关信息和资料,分析与研究房屋的现状以及产权归属,了解城市房屋的分布与土地占用情况以及面积等,便于房产产权管理部门进行管理与控制,为房产管理工作提供数据依据。同时房屋所有权以及土地使用权相关证书的发放也要以上述数据为依据,同时房地产的档案也是在此基础上建立。综上所述,无论是城市土地的利用与开发,还是城市的规划与建设都离不开房产测量的数据与成果。再者,要检测建筑的房屋是否在面积上达到预定的数目,也要通过房屋测量去验证与核查,这是防止房屋买卖面积缩水的重要依据。现在,房价不断增高,很多开发商为了取得更大的经济利益,甚至在房屋建筑的面积上打主意以欺骗购买者,进行房产测量能够防止上述现象的发生,保证买卖双方的利益,使房地产市场健康的发展。
2.房产测量的基本工作流程
(1)接受与审核房产测量的要求申请,并相应对申请的材料做必要的审核与检查。
(2)做好房产测量的准备事宜。对申请材料阅读并了解,了解具置以及基本状况,对测量进行方案的制定与确定,对必备的设备进行专业的检查。进而,与申请方确定测量具体时间,并要求其做好相应的准备事宜。
(3)外业测量。利用 GPS、电子全站仪、手持激光测距仪等测量设备完成房产分丘图和房产分户图的数据采集。
(4)进行内业数据整理,绘制房产分丘图和房产分户图,完成有关的面积计算。
(5)进行质量检查,开展各种测量资料的整理工作并建立档案。
(6)出具房产测量报告,供申请方办理房屋所有权证使用。
3.房产测量的工作内容
在实际工作中,房产测量主要包括以下三项工作内容:
3.1 房产分丘图测量与制图
房产分丘图测量首先利用电子全站仪布设导线或采用 GPSRTK技术,在测区内布设图根控制点,测定图根控制点的坐标;然后利用电子全站仪测设界址点房角点及碎部点坐标,并绘制测量草图。 内业采用 专业的CASS 等测绘工具与软件,从电子全站仪中读出各点位坐标,展点后,绘制出房产分丘图,并在图上注记各种房屋权属信息。
3.2 房产调查及房产分户图测量与制图
在通常状况下,房产调查一般与分户图同时进行与跟进。所谓的房产调查,主要是对房产的所有人、产别以及结构、所在的位置以及使用、建筑时间等进行多方面的、详尽的调查与了解。而分户图的测量要运用专业的工具,比如手持激光测距仪,对所以的房屋进行每间每户的实际测量与调查,并继而形成比较简单的测量图纸并记录相关的测量数据。内业根据测量草图和测量数据绘制出房产分户图。
3.3 房屋建筑面积的计算及公用面积的分摊
如果是私人住房或者是工程使用的房屋,在通常状况下,就只是计算房屋的总共的建筑面积即可,而如果房屋是开发商的商品房,就要进行必要的公用面积的分摊计算,对各种公用面积的土地进行相应的分摊计算,供各购房户办理分户房屋所有权证时使
用。
4.房产测量质量检查的重点及方法
房产测绘成果实行二级检查一级验收制度。 无论是一级验收还是二级检查,都应对各项工作质量检查的重点进行详细检查,以保证房产测量成果的质量。
4.1 房产分丘图测量
房产分丘图作为房产管理用图,主要表示房地产要素和房地产编号,包括产别、结构、层数、建筑年代、建筑面积、丘号、房屋门牌号等。对于房产分丘图测量,首先应通过外业检查各图根控制点的相对关系是否准确,检查房屋等地物间的相对关系是否准确,检查各种房地产要素是否有漏测漏绘,符号表示是否正确。继而由内业对房产的编号进行检查与核准,同时检查丘号幢号的编排是否不重复,不能出现与原有重复的现象,同时,对于各种标准标记也要检查位置的正确性。随之将新的测绘房产分丘图与原有进行详细的比对,确定是否有房屋拆迁未被标出,防止房产登记出现混乱状况;最后一项工作,是核查房屋是否在土地权边界的范围之内,以此来确定房屋产权与土地使用权保持科学的一致性。
4.2 房产调查和房产分户图测量
对于房产调查,主要检查房产调查表房屋座落、产权人、产别、层数、所在层次、建筑结构、建成年份、用途、墙体归属、权源、产权纠纷和他项权利等基本情况信息是否漏填,与现场状况是否一致。对于房产分户图测量,首先应对房屋测量草图进行检查,检查各原始测量数据是否正确、有无漏测、涂改;检查房屋外廓总长与室内分段测量(含墙厚)之和的较差是否超限。其次进行外业检查,察看房屋外部形状是否正确,面积计算的范围是否正确,阳台走廊是否封闭,房屋开门处是否漏绘。最后对部分房屋边长进行抽样测量,抽样比例不少于 10%。
4.3 房产分户图的绘制、房屋建筑面积计算和公用面积分摊
房产分户图作为房屋所有权证的附图,主要表示房屋权界线和楼梯、走廊等部位以及门牌号、所在层、室号、房屋建筑面积和房屋边长等。
现在,大部分的房产测绘部门都配备比较县级的测绘工具以及软件,这些工具与软件比较专业且具有很强的针对性,能够对房屋分户图进行绘制并计算房屋的面积,同时能够对分摊面积进行自动的分摊与测算。所以,首先要检查绘制完成的房产分户图,确定其边长与实际测量的边长保持一致,检测户室、楼梯、走廊、设备房是否绘制齐全完整,户与户之间、户与公用部位之间的产权分界是否明确且正确。 其次,对功能区域进行检查,检查设置是否合理,墙体的厚度是否符合标准。再次检查户室所属功能区的定义是否正确,楼梯、走廊、设备房等公用部位的分摊定义是否符合《规范》的规定。最后,检查房屋的门牌号、结构、层数、指北针等属性是否正确。
5.结束语
要不断加强与完善房地产产权产籍的管理工作,各个地区的房产管理部门已经在努力建立比较完善的房产地理信息系统,但是,要进行系统信息的建立,首先要有准确科学的房产测量数据与成果,这就对房产测量部门的工作有了新的要求,房产测量部门要始终注重测量的效率与质量,并制定相应的测量程序与质量规定,继而按照相关要求进行测绘工作并保证测绘的质量。并且,要不断提高相关测量人员的整体素质以及专业的技术水平。这要做到上述诸多方面,才能够真正保证房产测量的效率与质量,从而为房产管理部门、开发商和广大购房户提供可靠的依据与数据成果。
参考文献
李旭阳. 浅议房产测量与质量检查[J].华章.2011(06)
中图分类号: P27 文献标识码: A
0 引言
城镇地籍是用来记载城镇土地及其附着物的位置、界址、类型、数量、权属和用途等基本状况的簿册。当前,随着社会经济和科学技术的进步与发展,地籍已成为国家依法管理土地、巩固土地的社会主义公有制、保护土地所有者和使用者的合法权益、制定社会经济发展计划、珍惜和合理利用土地、促进国民经济协调、健康、持续发展的重要依据。地籍图形最为土地权益证明材料中具有重要法律效益的证明材料,历来为各级国土资源管理部门所重视。随着计算机技术的飞速发展,采用计算机辅助制图的地籍图形数据处理模式正在兴起。但是这种数据管理模式多采用文件管理模式,在数据管理、数据时效性及历史信息的保护等方面不能很好兼顾,时空数据库技术应运而生。地籍数据不同于一般地形数据,其对数据的各类关系,如拓扑关系,历史变更关系等及精度等都具有很高的要求。特别自物权法颁布后,地籍数据作为物权证明材料,它的客观准确及各种社会关系等,必须客观准确。因此如何满足社会对地籍数据的各种要求,又能在技术上实现数据的顺利入库,研究地籍数据的各种特点, 将其与数据入库过程结合,实现科学合理、精准高效的地籍数据入库模式就很有必要。
1 地籍数据特点分析
地籍是指一个国家记载土地基本状况的簿册。其内容一般包括土地的位置、界址、权属、质量、数量和用途等,有时还包括土地等级、地价及有关文件、数据和图件。地籍是由国家建立和管理的,其核心内容就是土地的权属。宗地是地籍的最小单元,是指以权属界线组成的封闭地块,是地球表面一块有确定边界、有确定权属的土地,其面积不包括公用的道路、公共绿地、大型市政及公共设施用地等。以宗地为基本单位统一编号,叫宗地号,又称地号,其有四层含义,称为:区、带、片、宗,从大范围逐级体现其所在的地理位置。
如前所述,地籍数据的基本单位为宗地,是一个由界址线封闭而成的地块。它具有以下特点:
宗地是一个闭合的面;
宗地之间不能有重叠;
宗地的权属、地类等信息必须完整;
地籍信息是具有法律效益的用户合法权益的体现,它的入库不同于以往地形入库或土地利用入库。入库的过程对图形信息、界址点信息及权属信息具有严格的一致性和完整性要求,具体如下:
宗地的特征点由界址点构成;
界址点计算面积必须与宗地面积一致;
宗地面积必须与土地登记面积一致。
因此地籍数据入库必须满足三者的协调一致,才能正确入库。
宗地主要由闭合的面图形表示,宗地界址点主要以文本格式,土地登记主要以土地使用面积属性记录,三者关系图如下:
图 三种面积关系图
2 地籍数据入库过程
地籍数据入库一般分为以下几个阶段:
地籍图入库构面;
获取地籍图中宗地的图形面积;
获取由界址点构成的宗地地块面积;
获取土地登记中对应地块的土地登记面积;
以登记面积为主,对三者进行判断,将产生如下4种可能:
图形面积、文本面积与登记面积相同;
图形面积与登记面积相同,与文本面积不同;
文本面积与登记面积相同,与图形面积不同;
文本面积、图形面积与登记面积皆不相同;
因此,针对这四种情形分别作如下处理:对于第一种,直接入库;对于第二种情况,若文本面积与登记面积相差不大,图形直接入库,反之则查档分析原因,但图形给予入库;对于第三种情况,作如下分析,若通过界址点展绘的图形在空间上不与其他宗地交叉重叠,则以文本构建新的宗地图形入库,若存在交叉重叠,查档分析原因或提交业务会解决;对于第四种情况,直接提交业务会处理。
具体的实现代码如下:
Private sub AreaAnalyse( GraphicArea as double, TextArea as double,RegisterArea as double, TempRegion as soGeoRegion)
'数据容差默认设置为0.1平方米
Dim BOverlap as boolean
Ifabs(GraphicArea-RegisterArea)
UpdateRegionToDataBaseTempRegion
End if
If abs(GraphicArea-RegisterArea)0.1 then
Msgbox "本宗地文本面积超限,请检查!"
UpdateRegionToDataBaseTempRegion
End if
If abs(GraphicArea-RegisterArea)>0.1 and (TextArea-RegisterArea)
Msgbox "本宗地图形面积超限,请检查!"
BOverlap=OverlapRegion(TempRegion)
If BOverlap=False then
'不存在宗地重叠
UpdateRegionToDataBaseTempRegion
Else
Msgbox "本宗地文本展绘图形与周边
宗地存在重叠,请检查!"
End if
End if
If abs(GraphicArea-RegisterArea)>0.1 and (TextArea-RegisterArea)>0.1 then
Msgbox "本宗地图形面积、文本面积超限,请检查!"
End if
End sub
3 案例分析
某国土局拟对全市五十个街坊约一万宗宗地进行入库,拟定工期为三个月。为了保证工期,又能保证数据入库的质量,本项目拟采用如下模式进行:
前期数据检查工具的开发,预计5至10个工作日;
按照以上思路,对数据进行编辑处理,初步入库,约需20-30个工作日;
对不能入库的数据分类,提交业务会处理;
数据整理,正式入库,约需20个工作日。
通过这种模式,某国土局在3个月内,完成了全市宗地图形入库,大大提升了该局地籍信息化管理水平,并在全国地籍大会上获得许多兄弟单位的高度评价,社会影响良好。
4 结论
地籍入库是具有严肃法律效益的地籍管理活动,其数据质量,直接影响地籍数据管理效率和管理水平。随着金土工程与二次调查成果应用的推进,高质量的地籍数据必将为地籍管理提供更快捷、高效、优质的数据服务。
参考文献
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作者简介
韦俊部(1979----),男,工程师,工程测量、地籍测量、地理信息系统的应用、空间数据库。
地址:广西南宁市建政东路88号
E_mail:
电话:13878857031
Research of Plot Data Input in Cadastral Management
WEI Jin-zhan1 TANG Yuan2
中图分类号:P231 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(b)-0000-00
无人机航摄系统具有以下特点,第一,受天气条件和地面状况影响较小,作业方式灵活快速;第二,无人机平台自身构建及其搭载的航摄设备维护成本低;第三,因无人机飞行高度低,所以能够获取高分辨率影像,在小范围信息获取方面有很大的优势;第四,可根据具体要求设置影像重叠度,大重叠度的影像能够增强后续处理的可靠性。第五,不需要申请空域、携带方便、转场快等优点。目前,小型无人机对地观测系统已经成为世界各国争相研究的热点课题,并在实际应用过程中不断提升无人机对地观测系统的性能。
下面以贵州某村为例,具体说明无人机航测绘制1:2000地形图的过程。项目采用“1980西安坐标系”和“1985国家高程基准”。木测区作业工序为无人机航摄、地形测量(包括四等控制测量、I级控制测量、像控测量、图根测量、野外补测、外业调绘)、空三加密、地形图制作(包括立体采集、数据编辑工序(1: 2000比例尺一套))、DOM制作、DEM制作、质检验收等工序。
1航空摄影
该村采取东西向飞行,平均航摄比例尺为1:23533,平均地面高度为1350米,其相对航高为650米。平均地面分辨率0.13米,满足1: 2000成图要求。本次外业摄影时间为2012年6月5 日。
2像片控制
2.1 影像资料分析
航线间隔及旁向重叠度在30%-40%之间,航向重叠度在65%-75%之间。全摄区无航摄漏洞,航向超出摄区范围三至六条基线。像片倾斜角
2.2 像控点布设及刺点
2.2.1 像控点布设
像控点布设:像控点在航线方向上按10-15条基线布设,在旁向上按2-4条基线布设。布设的像控点能够有效控制住成图范围,保证测段衔接区域内没有漏洞。像控点应刺在航向及旁向重叠有5-6张像片的区域内。像控点编号原则:测段像控点编号原则“GP十航片号四位+点序号”。像控点布设完成后绘制布点示意图供内业加密和存档。满足空三加密及数字化采集要求。该村项目区像控网如图1所示:
2.2.2 像控点的刺点及整饰情况
刺点误差和刺孔的直经均小于像片上0.1mm,且刺透,无双孔。点位说明确切,略图完整明了,刺孔、略图、说明与实地柱位一致。在像片正面上用红色直经为7mm的圆形整饰像控点,并注记点号。在像片的背面用铅笔绘制点位略图和标注文字说明等。
2.3 像控点测量
像控点坐标可以使用全站仪、RTK等常规仪器进行测绘。像控点的精度和施测要求参照常规航测外业规范执行。木次像控点测量采用双频GPS接收机,已知控制点为加密的一级GPS控制点。为保证像控点测量成果的可靠性,在全部像控点测量完毕后再收参考站。施测现场对点位进行拍照并制作成点位信息表供内业加密使用。将检查合格后的像控点数据进行处理,基线处理采用Compass静态处理专业版软件,得到该村片区像控成果。
2.4 该像控网精度
该村片区像控网①精度统计:
(1)线向量检核,同步环、异步环验算:
共验算同步环15个,其中环线全长相对闭合差最大为:6.52ppm,限差为:15.0ppm。
共验算异步环9个,其中坐标分量闭合差最大为:Wx = 4.46cm,Wy = 6.46cm,Wz = 6.36cm,限差为: =±21.06cm。
(2)三维无约束平差:
三维无约束平差最弱边相对精度为:1/15267,边名:2174-2173 (边长267 m)。
(3)二维约束平差
约束平差最弱边相对精度为:1/17725,边名:2174-2173 (边长267 m)。最弱点为2259,点位中误差±2.03cm,限差为:±20.0cm。
该村片区像控网②精度统计:
(1)基线向量检核,同步环、异步环验算:
共验算同步环14个,其中环线全长相对闭合差最大为:4.48ppm,限差为:15.0ppm.
共验算异步环14个,坐标分量闭合差最大为:Wx=-2.32cm,Wy=18.16cm,Wz=-12.55cm,限差为: =±21.06cm。
(2)三维无约束平差:
三维无约束平差最弱边相对精度为:1/14131,边名:2127-G04(边长545 m)。
(3)二维约束平差
约束平差最弱边相对精度为:1/34023,边名:2174-G04 (边长545 m)。最弱点为1187,点位中误差±4.19cm,限差为:±20.0cm。
从上述精度统计情况可以看出,该村片区像控网精度指标满足技术要求。
3 影像预处理
无人机航摄系统搭载非量测数码相机进行航拍,然而相机自身的性能对测量精度影响较大。未经过处理的航摄影像畸变差较大,无法直接用于空三测量等后续处理工作。所以,在影像进行空三加密前,需要先对其进行畸变差改正。在没有室内和室外高精度检校场的情况下,通常是根据非量测数码相机提供的鉴定报告,利用DPGrid系统内的小像幅影像畸变差校正模块对影像进行畸变差改正。
4空中三角测量
4.1 空三加密经过像点连接、像控点量测、平差计算过程
1)量测外控点时,先量测测区四周的像控点6个以后进行平差,其它像控点就可以通过预测的功能来找到大概位置达到快速量测A目的。外控点的量测由专业人员进行,并由另外一位专业人员检查。2)应用外业工序提供基础控制点参与计算,提升空三加密的整体精度;应用外业工序提供的实测高程点检测空三加密精度。3)量测完后进行最终的平差解算,首先将物方标准方差权放大,进行粗差的消除,然后逐步提高物方权重,确保粗差被全部探测出,最后给合适的权值强制平差。
DPGrid系统中的空三模块为全自动空三软件。系统根据建好的航线列表进行全测区自动匹配,接下来通过自动挑点程序将粗差大、多余的像点剔除。然后,进行连接点的交互编辑,根据刺好的控制点进行光束法平差解算,直到加密完成,输出空中结果(图2)。
4.2 区域网空中三角测量
根据连接点(加密点)的影像坐标以和少量地面控制点的影像坐标及其物方空间坐标,通过平差计算,求解影像的外方位元素和连接点的物方空间坐标,称为区域网空中三角测量。空三测量提供的平差结果是影像后续处理与应用的基础。
5 DEM、DOM 制作
5.1 DEM制作
首先,根据空三加密成果,对无人机航摄的原始影像进行重样生成核线影像。其次,系统自动匹配三维离散点,得到摄区的DSM。最后,经过自动滤波便可得到DEM。虽然DPGrid系统实现了自动匹配,但是由于现实地物的复杂性(如水体、树木、阴影)以及人工地物的影响,所以实际生产中为了提高DEM的精度,需要对DEM进行人工编辑。因为DEM是原始航片进行纠正的基础,只有准确的DEM才能保证DOM的精度。
5.2 DOM制作
DPGrid系统全自动生成DOM主要包括:DEM数据处理、影像匀光匀色处理、DOM纠正处理、色调均衡处理以及DOM镶嵌处理。系统生成的初步DOM结果,还要经过人工编辑,对初始DOM成果进行颜色和几何处理,才能真正满足对DOM成果的要求。
6 1:2000地形图制作
配合DEM将DOM进行校正,然后在拼接生成完整的区域地图。最后,将区域整体导入到VirtuoZo NT软件中进行测图,生成最终的地形图(图3)。
根据航空摄影测量内业规范及地形图图式进行地物、地貌要素的采集。外业调绘人员利用已有的图纸和测图数据,进行实地调绘、修测、补测等工作。
7无人机航摄影像成图精度分析
采用GPS快速静态方式获取该摄区外业检查点的坐标数据。该树片区抽查了 4幅图(占本片区图幅数的10%),共83个检说恪6员日庑┩庖导觳榈愕氖挡庾标与图上坐标,计算出两组坐标的及高程差值。根据点位中误差公式计算出每个检查点的平面中误差。具体计算结果如下。经过整理计算,该村片区地物点平面点位中误差为0.72m;高程中误差为0.69m。根据点位中误差计算结果绘制点位误差分布图。点位误差分布图更直观的反映了每个检查点的误差分布情况。可以看出绝大多数点位误差分布在0-0.8m之间,其平面精度满足1:2000地形图的要求。此外,我们将影像数据制作的地形图与已有的1:2000地形图数据在CASS中进行套合比较。
8小结
论文分析了无人机航摄系统的特点,介绍了无人机低空航摄规范。详细描述了无人机航测系统测绘1:2000地形图的具体工作流程,并对最终生成的地形图进行了精度评定,基本满足1:2000地形图的精度要求。
参考文献
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)-0-04
RTK技术在水工行业中的成熟应用,使传统的打桩施工定位方式脱离了对于光学仪器和气象条件的依赖与限制,杭州湾跨海大桥等长距离离岸水域、外海大型项目桩基施工使打桩船施工范围和施工效率都产生了革命性发展。中交一航局第二工程有限公司打桩18号在前湾小港池码头改建工程中采用高精度网络RTK虚拟基准站VRS技术沉桩定位,该文就打桩船简易应用,从系统介绍、硬件配置、信息获取转换,数据提供等方面做简单分析和介绍,为今后更好利用这项技术及在水工施工中的特点和措施提供一点借鉴。
1 海上打桩应用VRS网络RTK技术的组成和原理
1.1 VRS系统简介
虚拟基准站VRS(Virtual Reference Stations)技术集网络管理、无线通讯和GPS定位技术于一身,利用固定基准站数据对工作区域内误差进行模型化处理,生成一个靠近测量位置的“虚拟基准站”,向流动站接收机修正信息。
1.2 VRS系统组成
VRS系统由固定基准站、系统控制中心、用户部分、数据通信组成。
1.2.1 固定基准站
各固定基准站均匀分布在整个网络中构成基准站网,一般一个完整的VRS网络系统至少有3个已知的基准控制站,站与站之间的距离可达70km,通过长时间GPS静态相对定位等方法来确定基准站的精确坐标,再通过配备在基准站上的GPS接收机和数据通信设备,实时的将观测资料传送给数据处理中心。
1.2.2 系统控制中心
是通讯控制和数据处理中心,也是系统核心,使用GPS-NET数据处理软件。通过通讯线缆与固定基准站通讯,通过无线网络移动用户通讯。负责数据质量分析与评价,数据综合、分流和存储、差分改正数据的计算等数据处理,还负责系统监控、信息服务和网络管理。
1.2.3 用户部分
用户部分就是具备无线通讯用户的接收机,配以船舶车辆等不同载体,通过无线网络将自己初始位置发给控制中心,并接收中心的差分信号,生成厘米级的位置信息。
1.2.4 实时数据通信网络
GPS流动站向运行GPS-NET的控制中心发送其概略位置,通过无线网络链接发送标准的NEMA位置信息。控制中心接收此信息并进行误差计算,重新向流动站发送改正过的RTCM信息。
1.3 VRS系统海上打桩工作原理
VRS 系统相当于在流动站附近建立一个距离流动站很近,一般仅有数米至数十米的虚拟的基准站,根据各基准站的实际观测值计算出该虚拟基准站上的虚拟观测值,用户采用常规RTK技术进行实时相对定位,解决了RTK作业距离上的限制问题,并保证了用户的精度。
具体工作原理如图1所示,其步骤如下。
(1)VRS网络中,各固定基准站不直接向移动用户发送任何改正信息,而是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中心;
(2)打桩船工作前,首先通过GSM无线网络制中心发送一个概略坐标;
(3)控制中心收到位置信息,由计算机自动选择最佳的一组固定基准站,整体改正GPS的轨道误差,电离层,对流层和大气折射引起的误差;
(4)控制中心将高精度的差分信号发给打桩船移动站。
(5)相当于在打桩船附近产生一个物理上不存在的基准站,构成短基线或超短基线差分,接收该基准站的差分信息进行定位。
2 传统RTK技术局限性和基准站维护困难
2.1 RTK技术自身局限
打桩船沉桩定位通常采用1台基准站配备2台流动站的“1+2”RTK方式完成,使用技术比较成熟。但RTK技术有一定局限性,主要有用户需要自行架设本地的基准站、误差随距离增长(ppm参数影响)、误差增长使流动站和基准站距离受到限制(
2.2 基准站维护困难,成本高
传统RTK作业必须首先在施工区附近建立一个控制点,然后在该控制点上架设基准站,基准站的看管维护方面存在诸多不便,成本较高。
2.2.1 基准站看护保管问题
打桩船使用的基准站至少由1台GPS接收机、1台电台和其他附件组成,仪器自身价值昂贵,施工中基准站位置选取如何兼顾保管和看护,是目前打桩船GPS应用中比较难以解决的问题。
2.2.2 基准站供电问题
(1)基准站在施工中保持常开状态,施工现场临时供电造成时常停电,影响施工严重,通过逆变电源外接蓄电池保证供电,保养不便。如采用内置电池供电只能达到3~4 h,需专人监视操作且频繁充电放电影响电池寿命,维护所需人工和费用大。
(2)施工现场电压不稳定,极易造成电压波动烧毁主机、电台主板。根据使用经验,每船基准站配备稳压电源每年更换2~3台,花费较大。
2.2.3基准站发射天线架设和防雷击问题
(1)基准站与施工现场间的距离与差分信号发射天线架设高度成正比,距离越远,架设高度越高。理想的传送距离为:
(2)室外天线需接地或配备避雷装置防雷击,普通接地装置无法保证避雷效果,一旦遭受雷击会造成主机、电台主板烧毁,因为维修机器导致停工和花费。加设一般避雷装置影响发射效果,造成信号发送不稳定,专用装置则花费巨大。
2.3 打桩船应用RTK技术所产生的特定局限
2.3.1 作业模式老旧
RTK技术作业模式仍旧依靠逐级建立控制网点进行相关测量,准备施工的前期工作量很大,尤其是大型工程或者离岸距离很远的工程,作业前期控制网的选点、测设、解算、架站等工作花费时间近1周、人力物力消耗大。
2.3.2 匹配性差
参与施工的各类型船舶,各道工序配备的接收机型号或电台频点不同,则导致各自RTK作业不能兼容,必须各自设置基准站,造成重复建设和信号影响,因自设立精度不同,在不同工序的衔接上误差增大。
2.3.3 施工干扰大
为便于设备保管看护,各基准站的架设集中在项目办公场地,距离很近,受高频通讯、临时发电机组、发射天线相近、功率大小等原因产生干扰、假锁定、多路径效应等影响精度的情况,极易在施工中造成错误。
3 VRS网络RTK技术在打桩定位施工上的应用
3.1 方案确定
3.1.1确定主机信号传输接口
在采用常规RTK方式中,电台差分信号接收方式有两种:
(1)通过右下端接口接室外流动站天线电缆,通过内置电台将无线电信号转化为差分数据直接输入主机;
(2)利用外置电台先将室外无线电信号转化为差分数据,然后通过数据线接到右上端3号lemo接口,将差分数据输送入主机。
VRS系统中控制中心直接发送处理过的差分数据,采取方法(2)导入信号。
3.1.2确定简易数据采集方案
(1)接3号接口的数据线编码代号为32345(一端lemo接口,一端为串口),使用2条;
(2)数据转换程序利用厂家网站下载的免费试运行软件GNSS Internet Radio程序;
(3)利用笔记本电脑配备无线网卡实现无线通讯;
3.2 工艺要点和操作流程
3.2.1 外接信号采集设备接入系统
4 VRS技术实施效果
4.1 VRS技术实施效果
VRS系统经过实际应用有初始化速度快,标准偏差小,能够在相当远的距离上保证信号提供的高质量和高精确度,消除或明显减少了误差随距离增长的ppm参数影响。免除设立基准站的步骤,避免了传统基准站设置带来的常规RTK技术自身局限、基准站维护保养、续航供电、恶劣天气影响等劣势。
4.1.1 精度大幅度提高
(1)VRS通过固定基准站的观测数据通过连续传送至VRS中央服务器并对其质量检测,去除大的粗差并修正周跳,分析双差观测量来计算电离层误差、对流层误差和星历误差,系统误差能被明显剔除,能得到厘米级的精度。
4.1.2 可靠性大幅度提高。
4.1.3 使用经济
4.1.4 初始化速度快
实际应用中对初始化时间统计,50%以上能够在1.5 min内完成初始化,80%以上能够在5 min内完成初始化。比传统RTK方式初始化速度加快约三分之一。
4.2 实践中的改进措施
4.2.1 网络堵塞、掉线问题
打桩施工中出现开始观测固定解情况良好,但使用未完成出现网路堵塞,掉线等问题。经过分析发现,其中有很大部分原因是因为系统“容错”导致在重新运算过程中,数据量传输存在变动,不能使系统正常工作,产生堵塞、掉线。将笔记本电脑远离主控台,并防止电器干扰造成程序数据堵塞,问题得到较大改善。
4.2.2 初始化受部分时间段影响
中午前后在部分时间段卫星颗数能够达到观测要求,但初始化时间长,甚至不能初始化,这是因为受电离层干扰比较大,且打桩施船受海水面、甲板面等大面积水体和金属表面形成的反射多路径的影响、桩架遮挡使接收卫星信号的空间覆盖面减小等原因使得数据链传输受干扰和限制,在传输过程中衰减严重。尽量选择避开观测质量差的时段施工。
4.2.3 高频信号源干扰易造成无线网卡断网掉线
船舶移动时,受到高频信号源的干扰和大功率电机启动时产生的磁场干扰等因素,无线网卡掉线频繁。在操纵室和船舶指挥的岗位旁安装与定位系统主机同步显示的显示器,最大限度减少高频电话的干扰,掉线情况好转很多。
4.2.4 串口连接线的制作必须保证屏蔽
在制作试验用一分二串口线时,数据通信的质量不稳定,出现乱码较多。经过线路排查,发现故障出现在自制一分二串口线接口处,简单将进出电源、信号的引脚连接好,其他的屏蔽措施没有做,导致经过主控台较多电器过程中受到干扰影响信号传输,改进屏蔽后问题解决。
5 结语
VRS网络技术的最大优势在于不必自身布网设站,作业时间不受限制,不必考虑控制网、基准站维护,实现全天候的可靠操作。经打桩实践证明,VRS网络RTK技术基本配置完全满足水工工程测量的基本要求,并有诸多优秀特点,同时也存在一些实际作业中的技术限制,我们采取针对性的适宜解决措施,提高工作效率,减少生产成本。这是国内首次将该技术应用在海上打桩施工中,对今后水工工程应用应用VRS技术起到实践和总结作用,代表着GPS应用技术发展的方向。
参考文献
[1] 王平.虚拟参考站―GPS网络RTK技术[J].测绘通报,2001.
[2] 陈文通.VRS-GPS网络RTK技术及其应用[J].福建建设科技,2006(1):36-38.