尚玺, 袁越, 秦坚, 付金磊

基于CASS的山村地籍测绘实践研究—以梅州市响水村为例

尚玺, 袁越, 秦坚, 付金磊

(湖南科技大学 资源环境与安全工程学院 南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室, 湖南 湘潭, 411201)

以广东省梅州市响水村为例, 介绍了山村地籍图的数字测图方法, 通过GPS-RTK控制测量技术进行控制点放样, 全站仪极坐标法进行碎部测量以及室内CASS制图, 作出1: 500大比例尺的地籍图。为梅州市国土局土地利用管理提供依据, 对相关测量具有指导意义, 促进了测量技术的发展。

大比例尺测图; 碎部测图; 极坐标; CASS制图

随着测绘技术的发展, 地籍图测绘技术也取得长足发展, 传统的大比例尺地形图测绘作业模式已无法满足一些具体项目要求[1]。新兴的以计算机辅助制图, 加上全站仪野外数据采集和打印机输出设备, 构成一个集数据采集、传输、处理为一体的数字化测量大比例尺地籍图的作业系统[2]。地籍图测绘就是将建筑物用地数字化, 在国家统一坐标系下采集数据绘制成图, 方便相关部门的调查与管理。大比例尺数字测图主要包括野外数据采集、内业数据处理两大程序[3]。为方便农村土地信息化管理, 建立系统的农村土地利用情况的调查机制, 这样便可得到农村建筑物用地的位置坐标、占地大小等基本情况, 为下一步权属管理打下数据基础, 以实现农村宅基地应用情况的统一管理, 对国家对农村宅基地使用情况的调查管理也有重要意义[4]。

以广东省梅州市响水村为例, 采用GPS-RTK控制测量技术来获取国家统一坐标系下的控制点坐标, 进而使用全站仪极坐标法测图技术进行碎步测量, 利用CASS制图软件, 绘制出符合精度要求的计算机数据图, 并完成地籍图绘制。本案例依据国家相关技术规范进行地籍调查, 在此基础上运用适应实际情况的测量技术。

1 测区概况及依据

1.1 测区概况

响水村位于梅州市南口镇荷泗片地区, 村辖7个村民小组, 在册住户共有132户, 人口约500人。响水村常年绿树环绕, 景色秀丽, 生态环境良好, 村中建筑用地及附属设施, 农村耕地, 道路, 水系, 交通管线等齐全, 而南口镇是全国著名的华侨之乡, 因此村中有许多闲置多年的老屋; 属华南丘陵地貌, 地表起伏相对较大, 作地籍图测绘的必要性比较强。响水村在原来的一个老村组的基础上发展成为4个小组, 村中废弃的老房较多, 地形情况也相对比较复杂。随着国家对农村经济建设加大投入与关注, 农村宅基地及其利用情况对于国家对农村基本情况的了解和管理具有重要意义。

1.2 作业依据

(1) 《关于加快推进广东省农村地籍调查工作实施方案》(粤国土资地籍发[2015]1号);

(2) 《广东省农村地籍调查工作指南》(粤国土资登记发[2016]129号);

(3) 《房产测量规范》(GB/T 17986.1-2000);

(4) 《广东省农村地籍调查作业细则》(粤国土资发[2017]5号);

(5) 《测绘技术总结编写规定》(CH/T 1001-2005);

(6) 《数字测绘成果质量检查与验收》(GB/T 18316-2008)。

2 主要技术原理

2.1 GPS控制测量

GPS控制测量技术是基于GPS遥感卫星, 利用RTK载波相位差分技术测定控制点的坐标及高程。统一于国家大地坐标系下, 建立一个测量涵盖范围广、点位应用合适的控制网, 为进行地籍碎部测量做技术基础。基于此布设一、二两级控制点。GPS在布设控制网方面具有较高的测量精度、选点的灵活性、全天候的作业、内外业处理全自动化等特点, GPS控制测量技术可进行多级布控, 操作简便[5]。在山村中布设控制网具有较高的实用价值, 利用GPS进行静态观测, 要注意以下技术要求(表1)。

2.2 碎步测量

碎部测量是以控制点为基础, 确定地形物体和地貌的平面位置和高程, 并将其绘制成地形图。极坐标法碎部测量的是在已知的坐标测站上放置一个全站仪并对其进行定向, 观测测站到碎部点的距离、天顶距离和倾斜距离, 然后计算碎部点的平面直角坐标[6]。即设有测站点A, 坐标点为(A,A,A), 后视点B以及待测点P假设坐标(P,P,P)。全站仪能够测出测站点至待测点的水平和竖直角度和距离, 根据控制点A可得出方位角AP。仪器高, 目标高。根据

可得出待测点P点坐标。

碎步测量过程中利用全站仪极坐标法测量, 不需要输入控制点坐标值, 每次测站可独立成站, 发生错误或偏差较大时对整体工程无影响, 方便补测, 不需要重新设站观测。与坐标法碎部测量相比此方法减小了错漏的发生, 同时也方便了野外测量工作, 对地形复杂地区有较高的实用性。

2.3 CASS制图

CASS制图是广东南方数码科技股份有限公司研发的绘图软件, 其基本操作是基于AutoCAD平台的, 集地形、地籍、空间数据等操作信息于一体, 能够绘制出建筑物及其附属设施、道路、水系、市政建筑等相关要素[7]。大比例尺地籍图需要绘制相应的建筑物及其附属设施, 采用CASS制图技术能够满足地籍图所需的要求。目前国内市场应用广泛, 涵盖了测绘、国土、规划、环保、市政、交通、水利、地质等等, 国家经济建设的各个方面。CASS软件操作系统打破了以制图为核心的传统模式, 结合在各个建设工程中成图的需要和入库数据整理等领域的实际需求, 操作方便快捷[8]。

3 测绘过程及结果

3.1 野外实测

在响水村选择视野开阔, 远离磁场和干扰物的地方测试GPS接收信号, 在选定的控制点上架设GPS信号接收仪器, 进行控制测量操作。布设的控制网是从高级到低级, 从整体到局部的分级布控。响水村的控制点采用了两级布设, 得出分布开的控制点坐标(表2)。

表2 响水村控制点坐标

野外数据采集碎部测量: 架设仪器量取仪器高, 按照极坐标测量方法键入全站仪相关操作, 不需要输入测站点和后视点的坐标, 减少了错漏的发生。测量年久失修老式建筑时先做一定的清理工作, 使全站仪能够观测到房屋界址点, 必要时可将仪器架设在较近的高处, 采用免棱镜模式测量屋顶与显露出来的围墙上, 依据旧址点室内绘图, 在测量不规则地物、地貌时, 可采集一些特殊的拐点和起始点, 测出各个特征点的坐标。迁站前需回到后视点进行检核, 若出现误差则检查错漏的发生, 必要时进行测站的重新测量, 误差在允许范围内方可进行迁站。

3.2 室内成图

将采集的数据从全站仪中导入碎部测量计算软件数字化测绘前端处理系统V3.0, 将GPS控制测量所得到的控制点坐标输入计算系统, 依据式(1)进行碎部点坐标计算。计算系统在计算完成后出现一个精度检查页面, 显示了碎部测量成果的可靠性, 可以据此查找误差较大点和地物测错点的位置。

根据外业碎部点编码的属性名称可以绘制出相关地物地貌。导入碎部点后依据遥感影像来大致判断测区的基本情况。在南方CASS90成图系统中按照点号及草图笔记绘制出相应的建筑物信息及其房屋附属信息。按照顺时针方向, 将建筑物的各个碎部点连接起来, 在最后的起终点连接时进行闭合。

建筑物会有一些附属结构, 如: 阳台、廊房、飘楼、室外楼梯、台阶等, 这些附属设施应单独表示出来。檐廊等支柱摘要表示, 室外楼梯的绘制要依据实际测量数据来绘制, 围墙的表示要依据实际情况而定, 一般情况下绘制出一般围墙即可, 对于部分含有栅栏的围墙则根据比重而定是否需要绘制成栅栏。另外需要注意的是绘制围墙时应注意围墙的保护方向, 围墙的符号应朝向院内, 绘制栅栏时也应该注意表示的方向。

道路绘制时, 需具体表示道路的类别、等级及其和其他结构的相互联系。在绘制的道路中间标注路面的铺设原料, 注记出公路的技术等级代码和行政等级代码, 如表3所示。对于规整的道路测量出一条边和道路宽度即可, 利用CASS技术可以完整的绘出。根据道路的实际宽度和需要注记的等级代码绘制出相对应的道路符号。

表3 公路等级和技术代码

绘制完所有碎部点, 完成地物地貌的绘制后, 为了达到美观效果, 可对成果图稍加修饰。

3.3 测量结果

通过使用GPS-RTK控制测量获取控制点坐标、全站仪极坐标法碎步测量和CASS绘图技术绘制出的建筑物及其附属设施的地籍图(如图1), 地籍图精度与实际相比误差不超过5 cm, 未超出梅州市国土局下发文件的限额。使用此方法能够准确、快速、方便的测量出响水村这种地形及山村房屋地形复杂的测区, 为下一步进行宗地分幅提供依据。根据本次实践项目所使用的测量方法得出一个精度较高的大比例尺地籍图, 促进了测绘技术的发展, 同时也为相关部门进行乡村地籍管理提供数据基础。

图1 地籍测量绘制部分图

4 结论

(1) 经过实际操作, 极坐标法碎步测量能够相对准确的测量情况复杂的测区环境。将测区根据控制点分区单独测量, 能加快测量速度, 在误差较大时便于检查与补测, 测绘山村年久失修的老屋时具有明显优势;

(2) 应对梅州市响水村复杂地形与乡风文化, 采用极坐标法碎步测量将测量总误差控制在5 cm内, 完成1: 500大比例尺测图, 为梅州市后续做地籍调查与管理提供相应依据, 对于其他山村地籍测量项目具有指导意义;

(3) 测绘技术在社会中应用广泛, 更多的新测绘技术亟待发展, 适应项目要求、方便、准确是测绘技术的发展核心, 也为国家进行相应管理作出贡献。

[1] 陈冬晖, 张忠坤. 大比例尺数字测图技术概述[J]. 辽宁省基础测绘院, 2013, 04(36): 4–8.

[2] 潘正风, 程效军, 成枢. 数字测图原理与方法[M]. 武汉: 武汉大学出版社, 2009: 210–381.

[3] 吴琳, 吴俊. 大比例尺数字化测图系统及其实施[J]. 江西测绘, 2007: 18–21.

[4] 吴琼彬. 地籍测绘和地籍控制测量研究[J]. 中国高新技术企业, 2015, 7(32): 18–19.

[5] 王玉龙. RTK技术在地形测量作业中的应用探析[J]. 科技促进发展, 2010, 25(6): 2–5.

[6] 叶照强, 李宏艳. 碎部测量在矿山测量中的应用[J]. 山东煤炭科技, 2012, 30(2): 6–7.

[7] 南方测绘仪器有限公司. 数字化地形地籍成图系统CASS7.0参考手册[EB/OL]. https://max.book118.com/html/2017/ 0712/121960940.shtm, 2006–02.

[8] 孙艳崇. CASS软件绘制数字地形图的要点[J]. 黑龙江科技信息, 2014, 5(2): 10–14.

Research on the practice of cadastral mapping of mountain village based on CASS—take Xiangshui village of Meizhou city as an example

Shang Xi, Yuan Yue, Qin Jian, Fu Jinlei

(School of Resources, Environment and Safety Engineering, Work Safety Key Lab on Prevention and Control of Gas and Roof Disasters for Southern Coal Mines, Hunan Key Laboratory of Safe Mining Techniques of Coal Mines, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China)

Taking Xiangshui village in Meizhou city of Guangdong Province as an example, this paper introduces the digital mapping method of mountain village cadastral map, setting out control points by GPS-RTK control survey technology, detailed survey by total station polar coordinate method, indoor CASS mapping , and makes cadastral map of 1:500 large scale. It provides basis for land use management of Meizhou Bureau of land and resources, has guiding significance for relevant survey, and promotes the development of survey technology.

large scale mapping; debris mapping;polar coordinates; CASS mapp

P 258

A

1672–6146(2020)03–0092–04

10.3969/j.issn.1672–6146.2020.03.017

尚玺, shangxi152@163.com, 1272052708@qq.com。

2019–10–20

湖南科技大学博士启动基金(E51534)。

(责任编校: 郭冬生)