浅谈亚米级手持GPS在地类变更调查中的应用.doc

1、1浅谈亚米级手持 GPS 在地类变更调查中的应用摘 要:地类变更调查是土地变更调查的一项最为重要的工作，它涉及的范围最大，地块最多，工作量大。本文在试验的基础上，探讨了亚米级手持 GPS 在外业调查数据采集的方法。 关键词：地类 ；变更调查；GPS；测量；方法 Abstract: Land change survey of land use change survey is one of the most important work, which relates to the range of the maximum, block up, workload is big. Based on

2、the experiment, discusses the sub-meter handheld GPS method in the field investigation data acquisition. Key words: land change survey; GPS; measurement; methods; 中图分类号：P25 1.地类的数据特性和采集方法 地类具有两个特性，一是空间特性，即空间位置和形状大小，我们用平面坐标（X，Y）或大地坐标（经度，纬度）亦即空间数据来描述；二是利用现状特性，我们用文字或者地类代码亦即属性数据来描述。 地类变更调查就是通过野外作业获取变化地类

3、的空间数据和属性数据的过程。 2北海市在第二次土地调查中广泛采用 GPS（RTK）加上皮尺进行补测新增地物，效果很好，精度很高，但投入的专业测量人员多，仪器费用高。 手持 GPS 操作简单，已广泛应用于各行各业，非测量人员也能进行外业作业。为此，我们用亚米级手持 GPS 进行变化地类数据采集试验，以期获得一种简单有效、又能满足精度要求的数据采集方法。 2.亚米级手持 GPS 测量精度测评 参与测评的手持 GPS 有 4 个型号，分别是：A：天宝 ST；B：天宝JunoSB;C:中海达 Q5；D：南方 S750。 采用 WAASC 方式，观测了十几个已知控制点，结果如下： 几种手持 GPS 测量

4、结果对比表 几种手持 GPS 点位精度比较表 几种手持 GPS 短距测量精度比较表 几种手持 GPS 面积量算精度比较表 几种手持 GPS 面积量算精度比较表 3几种手持 GPS 面积量算精度比较表 上述结果表明：亚米级的手持 GPS 测量结果满足 1：5000 比例尺精度要求。但是，要注意的是短距离测量不能保证精度，也就是说不能用于测量独立居民点的边长和线状地物宽度。 3.亚米级手持 GPS 变更地类数据采集方法试验 变更地类数据采集实际上就是实地测量图斑（线状地物）界线和确定地类属性。 3.1 测量仪器 我们采用天宝 JunoSB 手持 GPS 和皮尺进行数据采集试验。JunoSB 手持

5、GPS 有点、线、面三种 测量方式，具有照相和文字手写编辑功能，并能导入影像图作业。价钱不很贵，每台 8000 元左右。 3.2 技术设计 JunoSB 手持 GPS 测量结果为 84 大地坐标，而土地调查采用的是 80西安坐标。如果不进行坐标转换是不能把 JunoSB 手持 GPS 测量结果准确的叠加到二次土地调查土地利用现状图上的。为此，我们采用了两种办法，一个是参数转换插入法；二是特征点套合法。 （1）参数转换插入法。用 JunoSB 手持 GPS 在至少 3 个 80 西安坐标4已知点观测，求出 84-80 坐标转换参数，然后采用面测量方式测量变化的地类界线，结果转换为 80 西安坐标

6、后，插入 80 西安坐标系的正射影像图（或土地利用现状图）中。 （2）特征点套合法。本方法不需求出 84-80 坐标转换参数，除了测量变化的地类界线外，还要测量至少两个影像图上和实地能一一对应的特征点，在相同比例尺的前提下，将这两点套合到 80 西安坐标系的正射影像图（或土地利用现状图）对应点上，随这两点套合一致，一起套入的变化地类图形（斑）就能准确定位了。 3.3 外业数据采集 这次试验使用的测量仪器是天宝 JunoSB，WAASC 方式观测。 作业底图为 1：5000 二次调查土地利用现状图（带影像） 。采集区域是地类变化较大的沿海镇银滩镇。 采集的对象有三类：一是实地与影像一致的、没有变

7、化的图斑界线（用于比对测量精度） ；二是实地与影像不一致的已发生变化的图斑界线，即变化的图斑；三是新增的比较规则的地物（如独立居民点） 。 采集方式有两种：一是对面积较大的变化图斑,采取面测量或点测量方式直接测量；二是对一些面积较小、边长短、较规则的变化图斑，如：独立居民点等。为了消除 GPS 短距测量误差较大，保证面积准确，则采用 GPS 测量+皮尺丈量的方法，即用皮尺测量新增地物各边边长，以确定形状大小；再用手持 GPS 在该新增地物的附近测量两个以上定位点。然后用皮尺测量地物拐点到两个定位点的拴距以确定空间位置。这种方法能保证图斑面积准确，在影像图（或土地利用现状图）上没有明显参照5物的

8、情况下能够定位。 作业人员既有测量专业人员也有非测量专业人员。 测量的同时，用手持 GPS 对变化的图斑实地拍照、文字记录利用现状属性等。 3.4 结果 这次试验共测量 36 多个图斑，其中没有变化的图斑 4 个；已发生变化的图斑 28 个，新增地物（独立居民点）4 个。地类属性变化多为旱地（013） 、林地（031） 、晒场（122）变为虾塘（坑塘水面 114）和居民点（203） 。 将这 36 个图斑图形插入（套合）到 1：5000 二调土地利用现状图上进行比对。在 4 个没有变化的图斑中，有 3 个图斑地类界线吻合很好，地类界线的偏移均在1.5-2.5 米之间（图上小于 0.5） ，最差

9、的一个图斑地类界线的编移最大也就 3.5 米（图上 0.7） 。各图斑的面积误差也小于 0.5。其它 28 个变化的图斑中，有 5 个图斑的一些地类界线是以道（小）路边线相邻的，地类界线的偏移也不超于3 米。 3.5 注意事项 （1）精度。对变化地类空间数据采集而言，获取的数据精度必须符合第二次全国土地调查技术规程的要求。影响数据精度的因素是多方面的，除了仪器的因素外，测量者的作业方式也有很大的影响，尤其是实地走界测量遇到障碍物要绕道而行时，要暂停手持 GPS 的测量，绕过障碍物回到界线的这一侧时再继续测量。另外，在进行定位点或特征点测量时，观测的时间尽量长一点，这样测点的精度就高一些，同时要

10、6做好相关的纪录和标注，特别是特征点，必须要在工作底图上准确标注。否则，内业就难以找到对应点进行图形套合或套合不准确从而影响精度。（2）数据格式。空间数据：采取手持 GPS 默认的 84 大地坐标记录，外业不做坐标转换，统一由内业转换成 80 西安坐标；皮尺丈量计量单位为米，精确到 0.1 米。属性数据：地类代码+文字描述。 4、结论 试验结果表明：亚米级的手持 GPS 可以应用于 1：5000 或更小比例尺的地类变更调查中。而使用这种操作简单，经济实用的亚米级手持 GPS进行数据采集，能够让国土部门基层工作人员广泛参与调查，对建立起一个日常管理，实时更新、年度变更汇总的变更调查机制是大有帮助的。