數(shù)字地籍測量

桂林理工大學測繪學院第九章數(shù)字地籍測量

本章主要講述數(shù)字地籍測量問題。內(nèi)容涉及數(shù)字地籍測量概念、數(shù)字化測圖原理及儀器設備、地籍測量野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)字地籍成圖軟件介紹。第九章數(shù)字地籍測量[重點]數(shù)字地籍測量的主要內(nèi)容及原理，數(shù)字地籍成果的繪制。

了解數(shù)字地籍的特點；了解數(shù)字化測圖的基本思想、數(shù)字化測圖系統(tǒng)及作業(yè)模式、數(shù)據(jù)編碼、野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)測圖的內(nèi)業(yè)工作；了解大比例尺地形圖（地籍圖）的測繪和數(shù)字化測圖；了解數(shù)字地籍圖的概念、成圖方法、常見數(shù)字地籍成圖軟件；理解數(shù)字地籍測量的主要內(nèi)容及數(shù)字測量的原理；掌握地籍成果的繪制。通過本章教學，要求學生了解數(shù)字地籍測量概念、數(shù)字化測圖原理及儀器設備、地籍測量野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)字地籍成圖軟件介紹；熟悉數(shù)字地籍測量的主要內(nèi)容及數(shù)字測量的原理，地籍成果的繪制等。9.1數(shù)字地籍測量概述9.2電子全站儀的使用9.3地籍測量野外數(shù)據(jù)采集9.4數(shù)字地籍成圖硬件配置與使用9.5數(shù)字地籍成圖軟件概述第九章數(shù)字地籍測量

數(shù)字地籍測量是利用數(shù)字化采集設備采集各種地籍信息數(shù)據(jù)，傳輸?shù)接嬎銠C中，再利用相應的應用軟件對采集的數(shù)據(jù)加以處理，最后輸出并繪制各種所需的地籍圖件和表冊的一種自動化測繪技術和方法。

數(shù)字測圖系統(tǒng)(DigitalSurveyingandMappingSystem)是以計算機為核心，以全站性電子速測儀、GPS、數(shù)字攝影測量儀、數(shù)字化儀等為數(shù)據(jù)采集工具，在外接輸入、輸出設備軟、硬件的支持下，對地形的數(shù)字空間數(shù)據(jù)進行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測繪系統(tǒng)。常規(guī)地籍測量：效率低，成圖精度與比例尺有關，適用性差，信息量小，口讀筆記、容易產(chǎn)生粗差。9.1.1數(shù)字地籍測量的含義數(shù)字地籍測量是以計算機為核心，在外連輸入輸出設備及硬、軟件的支持下，對各種地籍信息數(shù)據(jù)進行采集、輸入、成圖、輸出、管理的地籍測量的方法。數(shù)字地籍測量是一個融地籍測量外業(yè)、內(nèi)業(yè)于一體的綜合性作業(yè)模式，是計算機技術用于地籍管理的必然結果。數(shù)字地籍測量的主要工作內(nèi)容包括地籍圖根控制測量、地籍調查成果的輸入、地籍圖測繪、界址點坐標測量。輸出成果包括分幅地籍圖、宗地圖、界址點坐標表、各類面積匯總與統(tǒng)計表。廣義的數(shù)字地籍測量的框圖9.1.2數(shù)字地籍測量的主要內(nèi)容1數(shù)字地籍的建立2地籍信息資料的采集數(shù)字地籍測量應完成常規(guī)地籍測量的任務和內(nèi)容，應獲取以宗地為單元的地籍要素的定位特征及其他地籍屬性資料。地籍要素的定位特征可以在權屬調查的基礎上以常規(guī)的地籍測量方法或在已有的地圖資料中獲取。其他地籍要素應從地籍權屬調查、土地分等定級、土地利用現(xiàn)狀調查和其他社會調查資料中采集。測記法

電子平板法數(shù)字化法航片量測法數(shù)據(jù)采集數(shù)字攝影地籍測量模式模擬地籍圖數(shù)字化測量模式全站儀+電子記錄簿＋成圖軟件

GPS—RTK接收機＋成圖軟件全站儀+便攜式計算機+成圖軟件全站儀+掌上電腦+成圖軟件制圖與圖形編輯輸出服務數(shù)據(jù)庫管理測記法

電子平板法數(shù)字化法航片量測法數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理3數(shù)據(jù)處理1）數(shù)據(jù)預處理：原始數(shù)據(jù)進行合理的篩選、科學的分類處理，并對外業(yè)觀測值的完整性以及各項限差進行檢驗，對外業(yè)成果實施平差計算。2）數(shù)據(jù)處理：(1)對數(shù)據(jù)文件作進一步處理，檢驗其地物信息編碼的合法性和完整性，組成以地物號為序的新的數(shù)據(jù)文件，并對某些規(guī)則地物進行直角化處理。(2)對界址點數(shù)據(jù)文件作進一步處理，界址點測量的數(shù)據(jù)結構一般采用拓樸結構，界址點信息編碼亦應按此結構的要求設計和輸入。(3)）根據(jù)新組成的數(shù)據(jù)文件，生成全部繪圖坐標形成圖形數(shù)據(jù)文件。4圖形輸出

1）圖形截幅：對所采集的數(shù)據(jù)按照標準圖幅的大小或用戶確定的圖幅尺寸進行截取，這項工作就稱為圖形截幅。2）圖形顯示與編輯。3）繪圖儀自動繪圖。4）按《城鎮(zhèn)地籍調查規(guī)程》要求輸出各種地籍成果包括地籍圖總圖、分幅地籍圖、各種專題圖件、各種統(tǒng)計報表、文字等的輸出5數(shù)據(jù)庫管理：Microsoft

Access、VisualFoxpro、Dbase、SqlServer。9.1.3數(shù)字地籍測量的特點數(shù)字地籍測量是以常規(guī)的地籍測量方法和手段獲取地籍信息，但不是以常規(guī)的圖、表、冊、卡表示地籍成果，而是更多地利用計算機去處理、存貯這些信息，再以用戶要求的形式去輸出，這是數(shù)字地籍的一大特點；區(qū)別于一般的信息資料的計算和處理，地籍測量成果的輸入輸出更多地表現(xiàn)在圖形的計算機處理。這也是數(shù)字地籍測量所需解決的關鍵問題；數(shù)字地籍測量成果是以數(shù)字形式存貯在計算機中，因而界址點點位坐標、面積量算的精度不受地籍圖比例尺限制，精度較高，變更也容易實現(xiàn)。以數(shù)字地籍形式表現(xiàn)的地籍測量成果為社會自然特征提供定位載體，這為建立土地信息系統(tǒng)提供了基礎。自動化程度高、精度高、現(xiàn)勢性強、整體性強、適用性強。

經(jīng)濟因素：數(shù)字地籍測量采用的儀器、設備等一次性的投資較大，成本高。

技術因素：數(shù)字地籍要求無論測圖還是圖形編輯過程，作業(yè)人員即要有較好的測繪技能，計算機使用，特別是制圖能力，同時，還應具備一定的地籍管理知識。因此，需要專門的業(yè)務培訓工作。

實際施測因素：由于城鎮(zhèn)中地物的復雜性及一些因素對電子設備的影響，實際施測中，數(shù)據(jù)采集有一定的難度。自動化程度高：數(shù)據(jù)的自動記錄儲存，并可在計算機中直接處理、繪圖，從而提高了工作效率，并且便于后續(xù)的信息管理工作。

精度高：由于采用先進儀器，土地信息采集精度較高。同時，解析法本身較圖解法等的精度也高。

整體性強：以全站儀地籍測量為例，由于采用解析法獲得界址點的坐標，其依據(jù)為測量控制點。當測區(qū)的整體控制網(wǎng)完成后，則測區(qū)內(nèi)任何位置獲得的測繪成果精度均勻一致，對于界址點的檢查和日后的恢復十分便利。使用階段數(shù)字設備名稱最低配置價格/單位：萬1．全站儀（全套）國產(chǎn)南方2

2．電子手簿？0．5

3．圖形編輯設備（微機）PIIII兼容機1．5

4．繪圖儀惠普5

5．地籍軟件

2

累計：11成圖外業(yè)應用9.1.4我國數(shù)字測圖測量的發(fā)展我國數(shù)字測圖系統(tǒng)的研究、試驗和應用過程，大致經(jīng)歷了以下三個階段：第一階段從20世紀80年代初至1987年。第二階段為1988年至1991年。第三階段為1992年以后。該階段是我國數(shù)字測圖進入了全面發(fā)展和廣泛應用階段。數(shù)字測圖的發(fā)展方向：全站儀自動跟蹤測量模式（TCA2003）；GNSS/GPSRTK測量模式9.1.5數(shù)字地籍測量的作業(yè)流程任務協(xié)議書踏勘、收集資料技術設計首級控制房產(chǎn)調查圖根測量界址調查全站儀數(shù)據(jù)采集界址點、房屋等數(shù)字化儀圖面數(shù)據(jù)采集GIS工作站計算機制圖終端便攜機數(shù)據(jù)處理圖形編輯數(shù)據(jù)存盤9.1.6數(shù)字化房產(chǎn)圖測繪過程9.1數(shù)字地籍測量概述9.2電子全站儀的使用9.3地籍測量野外數(shù)據(jù)采集9.4數(shù)字地籍成圖硬件配置與使用9.5數(shù)字地籍成圖軟件概述第九章數(shù)字地籍測量9.3.1數(shù)字地籍測量中地籍信息編碼地籍信息編碼就是采用規(guī)定的代碼表示一定的地籍信息，從而簡化和方便了對地籍信息的各種處理。測點的編碼問題是野外采集數(shù)據(jù)時的一個非常重要的問題。若僅僅有野外采集點的觀測值，而對所測點為加任何屬性及幾何相關性說明，那么這些點都是一些孤立點，在處理和加工野外采集的數(shù)據(jù)時，計算機不能對其進行自動識別，也就無法進行自動處理。1測點的描述地籍要素分為兩類信息：一類是圖形信息，用平面直角坐標、編碼和連接信息表示；另一類是屬性信息，用數(shù)碼文字表示。1）測點的三維坐標；2）測點的屬性，即點的特征信息(地貌點？地物點？……);有什么特征等。3）測點的連接關系，按照這個連接關系，即可將相關的點連成一個地物。2地籍信息編碼

其結構為：大類碼+小類碼+一級代碼+二級代碼＋識別碼。

采用的國家標準：《1﹕5001﹕10001﹕2000地形圖要素分類與代碼》；《1﹕5001﹕10001﹕2000地形圖圖式》；《國土基礎信息數(shù)據(jù)分類與代碼》。1）地籍信息編碼的方式全要素編碼；提示性編碼；塊結構編碼。2）地籍信息的特點信息量大，內(nèi)容多，涉及面廣信息變化快保持地籍信息的準確性和權威性。地籍信息編碼技術是數(shù)字地籍測量的關鍵技術，必須建立一套完整和科學的編碼體系。3）地籍信息編碼的內(nèi)容行政系列：包括?。ㄊ校?、市（地）、縣（市）、區(qū)（鄉(xiāng)）、村等有行政隸屬關系的系列，這個系列的特點是呈樹狀結構。圖件系列：包括地籍圖、土地利用現(xiàn)狀圖、行政區(qū)劃圖、宗地圖（即權屬界線圖）等，這些圖件均是地籍信息的重要內(nèi)容。符號系列：包括各種獨立符號、線狀符號、面狀符號以及各種注記。地類系列：包括土地利用現(xiàn)狀分類和城鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀分類。4）地籍信息編碼的一般原則唯一性；易擴展；易識別；簡單適用?？茖W性和系統(tǒng)性適用性和開放性完整性和可擴展性3連接信息如：1為直線；2為曲線；3為圓弧；空為獨立點。123456M2123ii+1NN-1M14地籍信息的數(shù)據(jù)結構1）順序結構M0M1—X1，Y1；…；Xn，YnM2—X1，Y1；…；X6，Y6優(yōu)點：便于繪圖、便于計算面積缺點：不便于后續(xù)的空間數(shù)據(jù)分析2)鏈-結點結構線段的交點稱結點，兩結點間的線段稱鏈。優(yōu)點：減少數(shù)據(jù)的存儲量缺點：建立難度較大

要素1（道路）

要素3（居民地）

要素2（植被）線段2線段3點1點2點3點4線段4線段6線段7線段5線段12012391011121384517181921221415167①②③④⑤3)拓撲結構

結點：3條以上線段的交點稱為結點（7）

鏈：兩個結點間的曲線或折線（11）

區(qū)：若干鏈組成的封閉圖形（5）特點：a、結構簡潔b、可有效存儲地籍要素的點、線、面之間的關聯(lián)、包含及鄰接關系9.3.2全站儀數(shù)字地籍測量全站儀數(shù)字化測圖，主要分為準備工作、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出等五個階段。

準備工作階段：包括資料準備、控制測量、測圖準備等，與傳統(tǒng)地形測圖一樣，在此不再贅述，現(xiàn)以實際生產(chǎn)中普遍采用的全站儀加電子手薄測圖模式為例，從數(shù)據(jù)采集到成圖輸出介紹全站儀數(shù)字化測圖的基本過程。

野外碎部點采集:一般用“解算法”進行碎部點測量采集，用電子手薄記錄三維坐標（x，y，H）及其繪圖信息。既要記錄測站參數(shù)、距離、水平角和豎直角的碎部點位置信息，還要記錄編碼、點號、連接點和連接線型四種信息，在采集碎部點時要及時繪制觀測草圖。數(shù)據(jù)傳輸:用數(shù)據(jù)通訊線連接電子手薄和計算機，把野外觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，每次觀測的數(shù)據(jù)要及時傳輸，避免數(shù)據(jù)丟失。數(shù)據(jù)處理:數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)轉換和數(shù)據(jù)計算。數(shù)據(jù)處理是對野外采集的數(shù)據(jù)進行預處理，檢查可能出現(xiàn)的各種錯誤；把野外采集到的數(shù)據(jù)編碼，使測量數(shù)據(jù)轉化成繪圖系統(tǒng)所需的編碼格式。數(shù)據(jù)計算是針對地貌關系的，當測量數(shù)據(jù)輸入計算機后，生成平面圖形、建立圖形文件、繪制等高線。

Code，N1，N2，……，NnCASS軟件的坐標數(shù)據(jù)文件CASS軟件編碼引導文件1點點名，1點編碼，1點Y（東）坐標，1點X（北）坐標，1點高程…N點點名，N點編碼，N點Y（東）坐標，N點X（北）坐標，N點高程作圖形成地籍圖

圖形處理與成圖輸出:編輯、整理經(jīng)數(shù)據(jù)處理后所生成的圖形數(shù)據(jù)文件，對照外業(yè)草圖，修改整飾新生成的地形圖，補測重測存在漏測或測錯的地方。然后加注高程、注記等，進行圖幅整飾，最后成圖輸出。9.3.3GPS數(shù)字地籍測量1概念利用GPS進行地籍控制、界址測量等土地調查的工作。GPS測量要求天空晴朗、開闊。在開闊的地域,特別是在鄉(xiāng)村地區(qū),使用GPS測量比用常規(guī)測量儀器測量具有更高的作業(yè)效率和成本效益,同時也能保持高精度。2實時動態(tài)GPS(RTK)地籍測量實時動態(tài)GPS要求有兩臺雙頻GPS接收機,兩臺儀器之間應有無線電遙測通信線路。其中一臺接收機被指定為基臺,另一臺接收機作為漫游。

使用實時動態(tài)GPS測量,測量師只需站在感興趣的點位幾秒鐘,就能快速、高效率地完成測量。地籍測量中應用RTK技術可測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍圖,能實時測定有關界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入GIS系統(tǒng),可及時地精確地獲得地籍和房地產(chǎn)圖。對于影響GPS衛(wèi)星信號接收的遮蔽地帶,應使用全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等測量工具,采用解析法或圖解法進行細部測量。RTK技術可實時地測定界樁位置,確定土地使用界限范圍,計算用地面積。3優(yōu)缺點

優(yōu)點：1)減少人力費用：因為GPS僅僅需要一個人來操作,在要測的碎部點上呆上一、二秒進行一些處理即可完成工作;而常規(guī)的測量方法要求至少兩個人來實施。2)定位精度高：測站間無需通視。在沒有現(xiàn)成基準控制點的遙遠地區(qū)能進行高精度的定位計算,且定位不受人眼視線的限制。3)操作簡便,容易使用。4)精確的3維系統(tǒng),24h免費使用,全天候作業(yè)。衛(wèi)星信號覆蓋全球,不受用戶數(shù)量限制。觀測一般不受天氣狀況的影響。

缺點：1)購買設備所投入的費用很高。2)衛(wèi)星可見度問題。當衛(wèi)星系統(tǒng)位置對美國是最佳的時候,世界上有些國家在某一確定的時間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋。3)天空中仍受到障礙物如大樹、高大建筑等的干擾。9.3.4RS數(shù)字地籍測量

以陜西省測繪局在西安地區(qū)利用航測法測制1:500,1:1000房產(chǎn)地籍圖的試驗為例介紹航測數(shù)字地籍測量的內(nèi)容。1準備資料1）航攝資料委托中國民航工業(yè)航空公司于1988年11月進行航空攝影。航線沿1:1000圖幅中心線敷設,東西飛行,航儀型號Rc-lOA，f=213.85mm，像幅23cm。航攝比例尺1:3000（成1:500地籍圖）。

2）基本控制資料為了滿足地籍測量需要,在測區(qū)內(nèi)原有的城市控制網(wǎng)二、三等三角點基礎上，布設了四等導線和5‘一級導線。同時布設了三、四等水準路線,以此作為圖根控制和測圖的依據(jù)。3）地圖資料有精度良好的城市1:10000和1:25000的地形圖，作為測圖設計。有現(xiàn)勢性良好的1:500和1:1000的房屋普查圖，可作為土地劃分和編號及確定概略圖廓線參考。2地籍圖根控制1）

像片控制點布設2）控制點選刺

為了保證航測內(nèi)業(yè)的量測精度，地標采用翼標，預制在80cm×80cm纖維板上，中心標志為直徑10cm的黑色實圓標，翼為等腰黑色實三角形，底寬20cm，高約30cm，纖維板底色為白色。纖纖3外業(yè)調繪

外業(yè)調繪原則是“外業(yè)定性、內(nèi)業(yè)定位”。對像片上各種明顯的、依比例尺表示的地物，外業(yè)著重表示地物性質、質量和相互關系。外業(yè)調繪舉例：房屋。1）房屋的墻基角在像片上成像清楚,則房基線直接繪在墻基角上。2）房頂在像片上成像清楚，則依據(jù)實地房屋形狀及相關位置,在調繪片上繪出近似房基線，并量注房檐只寸。3）房屋只有一角在像片上成像清楚,則需要至少量取另一房屋角至明旱地物點間的距離,并量取房屋的長度或寬度,注在“調繪志”上,并在調繪片上示意繪出房屋的形狀。4）房屋在像片上的影像完全被遮蓋或新增的房屋,則采取補調或補測的方法,數(shù)據(jù)記錄在“調繪志”上,并在調繪片上示意繪出房屋的形狀。4航測內(nèi)業(yè)成圖航測內(nèi)業(yè)成圖的程序主要經(jīng)過三個工序：電算加密；精密立體測圖儀或解析測圖儀測圖；航測原圖編刻。調9.3.5地籍圖原圖數(shù)字化1地籍原圖掃描數(shù)字化流程2圖面預處理1)主要是檢查相鄰圖幅的接邊情況，線狀要素的連續(xù)性，圖斑界線是否閉合以及等高線是否連續(xù)、相接、與水系的關系是否正確等；2)標出同一條線上具有不同屬性內(nèi)容線段的分界點等；3)添補不完整的線劃，如被注記符號等壓蓋而間斷的線劃，境界線以雙線河、湖泊為界的部分均以線劃連接；4)對圖面上的各種注記標示清楚。3分層矢量化將掃描的柵格圖