GPS RTK技术在土地整理项目竣工验收测量中的应用

　——以**市高流镇三岔村等六个村基本农田整理项目竣工测量为例

　王  欣

　（

　**市金图测绘科技有限公司,江苏 **221400）

　The Application for Land Consolidation Acceptance Measurement of Completed Projects Based on GPSRTK Technology

　--Taking the measurement of completed projects of basic farmland consolidation in six villages in Gaoliu Town Xinyi City, including Sancha Village as an example

　WANGxin

　摘要：本文对GPS RTK测定细部点精度受限因素及应采取措施进行了讨论，应用实例论述了GPS RTK技术在土地整理项目竣工验收测量中，全解析法测算项目竣工图的优势，通过准确、详实的土地利用现状结构变化数据比照和对新增耕地数据来源、流向的分析，为土地整理项目竣工验收提供了科学、真实、准确的测量数据。

　 关键词：GPS KTK  土地整理  地类图斑  面积测算

　一、引言

　GPS（Global　Positioning　System全球定位系统）定位技术的发展，使测绘科学发生了巨大变化。特别是差分技术的实施，使GPS精度大大提高。差分GPS按用户进行数据处理的时间不同，分为实时差分和事后差分。近年来，实时动态测量技术（ReaI Time Kinematic，RTK）以其实时、高效、不受通视条件限制、测量精度均匀等优点，已被广泛应用于工程大地测量、航空摄影测量、工程测量、运载工具导航、地壳运动监测、工程变形测量、国土资源勘查、地球动力学等诸多学科和领域。

　 目前，开展土地整理项目竣工测量，一些地方仍习惯于采用耕地整理系数法、综合平衡法、典型抽样法、基础设施用地系数法等测算项目竣工图斑和新增耕地面积，这些测算方法虽省时、经济，但其存在着偶然误差、粗差和错误，很难保证新增耕地面积测算精度和新增耕地数据的真实可靠，其测算过程和结果亦无法与图形属性信息有机结合，不能生成数字化竣工图，不利于日常地籍“以图管理”。而GPS RTK全野外数字测量法，能很好解决项目新增耕地质量评价、图斑面积测算详细过程、竣工图精度、土地利用现状结构变化、新增耕地来源与流向分析，满足土地整理项目竣工验收要求。

　 GPS RTK全野外数字测量法，即应用卫星定位测量技术，对竣工项目的河、沟、渠、塘、路、桥、涵、闸、站、田、林、村庄、项目区境界、地形地貌等各个图斑信息进行实地采集和调绘，利用计算机网络技术和GIS成图软件绘制新的土地利用现状图，测算项目竣工各个地类图斑面积与新增耕地面积，

　编制项目竣工图，实现属性数据和空间数据的有机统一。

　 二、影响GPS RTK三维坐标精度的因素及应采取措施

　 林区、居民区或建筑物密集区的环境对GPS RTK三维坐标精度的影响有两个因素：一是其遮挡RTK电台信号，使其基准站信息不能被流动站接收，不能实现实时差分定位；二是其遮挡GPS卫星信号，使得接收机不能收到5颗以上卫星信号，不能实时定位。

　 GPS RTK系统主要由参考站、流动站、电台3部分组成，按上述影响因素，提高RTK三维坐标精度的措施应从以下4个方面入手。

　 1参考站部分。RTK定位的数据处理主要是基准站和流动站间的单基线处理，而基准站和流动站的观测数据质量及无线电信号的传播质量对定位精度影响极大。因此，把基准站设立在要进行RTK测量区域的较高点上，提高参考站的架设高度，且远离干扰源。由于GPS卫星距离地面20197km，以20W的功率发射信号至地面，接收卫星信号必然很弱，远离电磁干扰才能保证信号接收效果。

　 2电台部分。由于参考站电台选择高频发射，信号近似直线传播，为了避开遮挡信号的障碍物，尤其在林区或建筑物密集区，参考站发射电台的天线要尽可能地高于接收机。此外，电台的电源一般选择60Ah的电瓶供电，在林区或建筑物密集区一般采用大功率发射，新购置且质量好的电瓶可以供电12h，但一般都在12h以内。当电瓶工作4～5h以后，信号的传播距离必然会缩短，所以最好选择120Ah的电瓶，以保证细部点三维坐标观测精度。

　 3流动站部分。本项目使用的华测X90GPS RTK的流动站一般设置在未知点上，在最佳观测距离（一般3～6km）的范围内，系统点应均匀分布选择并控制这个测区。

　 4卫星部分。GPS RTK作业要求观测卫星的图形强度要高，在进行坐标解算时，所采用的卫星越多，分布越均匀，则三维定位精度因子PDOP越小，RTK的精确性和可靠性越高，且初始化时间越短，一般情况下接受卫星数应保持5颗以上，且PDOP＜6时，才能进行RTK测量。因此，应利用选星计划选择PDOP比较小和卫星数多于5颗的时间段观测，以提高RTK三维坐标的精度。

　 三、GPS RTK技术应用实例

　本文以**市高流镇三岔村等六个村基本农田整理项目竣工测量为例，讨论GPS RTK全野外数字测量法在土地整理项目竣工验收测量中的应用。

　 1项目区概况

　（1）基本情况

　项目区位于江苏北部的**、**两县（市）交界处，地理座标：东经118°31′23″～118°34′04″，北纬34°14′26″～34°18′09″。项目区地貌单元属沭中平原区，由冲积、洪积物组成。地形总体呈北高南低、西高东低，项目区高程一般为20.0～30.0m，最高高程为30.7m，最低高程19.7m，土地利用现状主要为居民地、农用地和未利用地等。项目区涉及三岔、岭西、程徐、耀南、高一和高二等6个行政村的23个自然村庄土地，土地权属类型为集体土地所有权和集体土地使用权2种。项目区总面积为16.84km2，项目竣工图比例尺为1：2000，空间定位参考系：采用1980西安坐标系椭球参数，3°分带，高斯—克吕格正形投影，中央子午线117°；高程系统采用l985国家高程基准。使用华测X90、徕卡LeicaAX1202卫星接收机，在JSCORS网络支持下，应用GPS RTK卫星定位测量技术，对项目区竣工的沟、渠、路、道、桥、涵、闸、站、田、林、村庄等各图斑（含飞地图斑）、地形、地物，进行竣工测量、图件编绘和项目竣工测量技术报告编写工作。

　 （2）土地利用现状

　项目区土地利用现状，根据**市国土资源局提供的2007年10月土地利用变更调查统计数据，项目建设前，农用地面积为1390.96 hm2，占项目区建设规模的82.62%；建设用地面积为210.80 hm2，占项目区建设规模的12.52%。土地利用现状详见表1。

　                                                                表1                                                                                                                                                                                       

　 一级地类

　二级地类

　三级地类

　高流镇

　项目区面积合计hm2

　占总面积比例

　%

　名称

　编号

　三岔村

　hm2

　岭西村

　hm2

　程徐村

　hm2

　耀南村

　hm2

　高一村

　hm2

　高二村

　hm2

　农用地

　耕地

　灌溉水田

　111

　263.68

　326.79

　60.06

　56.42

　4.19

　14.85

　725.99

　43.12

　旱地

　114

　181.67

　129.34

　68.09

　66.40

　4.77

　4.88

　455.15

　27.03

　小计

　445.35

　456.13

　128.15

　122.82

　8.96

　19.73

　1181.14

　70.16

　园地

　桑园

　122

　—

　—

　—

　0.18

　—

　—

　0.18

　0.01

　林地

　有林地

　131

　15.80

　7.31

　3.61

　1.34

　—

　—

　28.06

　1.67

　苗圃

　136

　—

　—

　—

　2.30

　—

　—

　2.30

　0.14

　其他农用地

　农村道路

　153

　18.88

　18.68

　5.57

　3.75

　0.20

　0.11

　47.19

　2.80

　坑塘水面

　154

　1.06

　0.45

　0.10

　0.42

　—

　—

　2.03

　0.12

　养殖水面

　155

　—

　—

　—

　—

　—

　1.74

　1.74

　0.10

　农田水利用地

　156

　32.45

　38.78

　21.80

　15.05

　5.72

　3.32

　117.12

　6.96

　晒谷场等用地

　158

　16.89

　13.39

　7.86

　3.29

　0.31

　0

　41.74

　2.48

　小计

　69.28

　71.30

　35.33

　22.51

　6.23

　5.17

　209.82

　12.46

　建设用地

　住宅用地

　农村居民点

　203

　48.14

　73.27

　15.77

　1.34

　0

　—

　138.52

　8.23

　特殊用地

　墓葬地

　206

　0.90

　0.32

　—

　0.25

　1.18

　—

　2.65

　0.16

　交通运输用地

　公路用地

　262

　4.08

　1.62

　—

　—

　—

　—

　5.70

　0.34

　水利设施用地

　水工建筑用地

　272

　13.83

　21.11

　11.30

　7.53

　5.79

　4.37

　63.93

　3.80

　小计

　66.05

　96.32

　27.07

　9.12

　6.97

　4.37

　210.80

　12.52

　未利用地

　其他土地

　河流水面

　321

　28.99

　5.28

　2.39

　14.19

　—

　0.42

　51.27

　3.05

　小计

　28.99

　5.28

　2.39

　14.19

　—

　0.42

　51.27

　3.05

　合计

　626.37

　636.34

　196.55

　172.46

　22.16

　29.69

　1683.57

　100

　2 GPS RTK竣工测量

　（1）GPS RTK田块散点高程测量

　项目区经整理竣工的条田、格田地块高程均使用GPS RTK散点法测定，竣工测量与规划设计田块面高程一般误差3～5cm左右。竣工田面高程测量数据见表2。

　 表2

　田块

　编号

　实测高程值

　(m)

　检测

　平均高程

　(m)

　规划高程

　(m)

　地块1

　19.02

　19.05

　19.10

　18.94

　18.99

　18.95

　18.95

　19.03

　18.88

　地块2

　18.11

　18.18

　18.13

　18.15

　18.16

　18.13

　18.20

　18.09

　18.20

　18.21

　地块3

　19.01

　18.95

　18.87

　19.03

　18.96

　18.92

　18.88

　18.92

　19.01

　19.02

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　.

　（2）GPS RTK路道测量

　GPS RTK测量项目区新建竣工生产路278条，总长57665m，一级田间道72条，总长7296m，二级田间道173条，总长35028m。其建设标准、质量与规划设计基本一致。

　 （3）灌排水利工程测量

　GPS RTK测量项目区新建灌溉斗渠24条，总长31302m，农渠155条，总长61840m，开挖排涝斗沟13条，总长度14640.53m，农沟垂直斗沟布置，共125条，总长46784m。其RTK测量数据见表3、表4。                                                     

　 表3

　编号

　长度

　(m)

　控灌面积

　hm2

　编号

　长度

　(m)

　控灌面积

　hm2

　斗渠1

　1883

　68.10

　斗渠13

　1512

　65.03

　斗渠2

　447

　39.70

　斗渠14

　973

　20.68

　斗渠3

　1177

　46.21

　斗渠15

　1153

　63.89

　斗渠4

　1733

　101.68

　斗渠16

　2497

　144.44

　斗渠5

　2883

　176.90

　斗渠17

　2113

　401.62

　斗渠6

　466

　27.89

　斗渠18

　1327

　82.22

　斗渠7

　546

　28.18

　斗渠19

　762

　31.31

　斗渠8

　1795

　48.56

　斗渠20

　675

　40.46

　斗渠9

　1006

　99.37

　斗渠21

　1505

　65.32

　斗渠10

　532

　15.96

　斗渠22

　1680

　27.23

　斗渠11

　675

　43.72

　斗渠23

　936

　10.67

　斗渠12

　1166

　19.48

　斗渠24

　1860

　103.83

　表4

　名称

　长度

　(m)

　名称

　长度

　(m)

　斗沟1

　1690.76

　斗沟8

　537.49

　斗沟2

　385.51

　斗沟9

　642.90

　斗沟3

　441.95

　斗沟10

　2207.28

　斗沟4

　1120.27

　斗沟11

　1538.65

　斗沟5

　1216.13

　斗沟12

　1940.59

　斗沟6

　1321.74

　斗沟13

　1192.90

　斗沟7

　404.36

　合计

　14640.53

　（4）图斑面积测量

　应用GPS RTK动态测量技术，对项目区竣工后的各面状图斑和点、线状图斑信息进行全野外数字采集。该项目共测量面状图斑1156个，线状图斑672个，项目区外围界址点351个，地形细部点16782个，面状图斑面积测算数据见表5。

　 表5

　地块

　地块面积

　地块

　地块面积

　编号

　编码

　名称

　hm2

　编号

　编码

　名称

　hm2

　1

　122

　晾晒场(不整理）

　0.64995

　2

　102

　公路用地

　1.05962

　2

　122

　晾晒场(不整理）

　0.80164

　3

　102

　公路用地

　0.63930

　3

　122

　晾晒场(不整理）

　1.45523

　4

　102

　公路用地

　2．30346

　……

　……

　……

　……

　5

　102

　公路用地

　0.53108

　32

　122

　晾晒场（不整理）

　0.33048

　6

　102

　公路用地

　1．06427

　小计

　122

　晾晒场（不整理）

　32.32303

　小计

　102

　公路用地

　5.67511

　1

　高流飞地

　0.18473

　1

　111

　河流水面

　4.21240

　2

　高流飞地

　0.54117

　2

　111

　河流水面

　1.41938

　3

　高流飞地

　9．22860

　3

　111

　河流水面

　1.11202

　小计

　高流飞地

　9．95450

　小计

　111

　河流水面

　29.79415

　1

　086

　公共设施用地

　0.01640

　1

　117

　沟渠

　1.07100

　2

　086

　公共设施用地

　0.02224

　……

　……

　……

　……

　小计

　086

　公共设施用地

　0.03864

　351

　117

　沟渠

　0.05490

　1

　102

　公路用地

　0.07738

　小计

　117

　沟渠

　111.14616

　3 GPS RTK测量土地利用现状分类数据汇总

　（1）土地利用现状分类面积统计

　通过GPS RTK外业数据采集和内业成图测算出的各图斑面积，依据第二次全国土地调查土地分类，将各图斑面积汇总生成土地利用现状分类面积表，见表6。

　 表6

　土地利用分类

　面积

　hm2

　一级类

　二级类

　编码

　名称

　编码

　名称

　01

　耕地

　011

　水田

　1121．82149

　013

　旱地

　126．47331

　小计

　1248．2948.0

　023

　其它园地

　0.18101

　小计

　0.18101

　03

　林地

　031

　有林地

　37.46997

　033

　其它林地

　7.52144

　小计

　44.99141

　07

　住宅用地

　072

　农村宅基地

　134.53043

　小计

　134．53043

　08

　公共管理与公共服务用地

　086

　公共设施用地

　386.4

　小计

　0.03864

　09

　特殊用地

　095

　殡葬用地

　3.46537

　小计

　3.46537

　10

　交通运输用地

　102

　公路用地

　5.67511

　104

　农村道路

　38．44133

　小计

　44.11644

　11

　水域及水利

　设施用地

　111

　河流水面

　29.79415

　114

　坑塘水面

　8.38894

　117

　沟渠

　111.14616

　118

　水工建筑用地

　26.02999

　小计

　175.35924

　12

　其它土地

　122

　设施农用地

　0.32713

　122

　不整理谷场

　32.32303

　小计

　0.32713

　合  计

　1683.62750

　（2）新增耕地面积汇总

　表7

　项目名称

　整理前

　耕地面积

　hm2

　规划调整面积

　hm2

　竣工

　测量面积

　hm2

　规划拟增

　耕地面积

　hm2

　竣工新增

　耕地面积

　hm2

　比率

　%

　**市高流镇

　三岔村等六个村

　基本农田整理项目

　1181.14

　1234.08

　1248.29

　52.94

　67.15480

　4.45

　（3）土地利用现状分类数据对照                                                                                                                                                             

　 1

　为检核GPS RTK测量数据与项目整理前、土地利用结构调整后土地利用分类变化情况，为分析新增耕地来源、流向和项目竣工验收提供技术支持。详见表8。

　 项目区土地调整前与竣工后土地利用现状分类比照一览表 

　                                                                                                   表8

　全国土地分类（过渡期间适应）

　土地利用分类

　整理前

　土地利用现状分类面积

　hm2

　不整理

　面积

　hm2

　土地利用

　结构调整后面积

　hm2

　占建设规模

　比例

　%

　竣工后

　土地利用现状分类面积

　hm2

　调整后与整理前

　增减耕地

　hm2

　竣工后

　与整理前

　增减耕地

　hm2

　竣工后与调整后

　增减耕地

　hm2

　一级类

　二级类

　三级类

　一级类

　二级类

　名称

　编码

　编码

　名称

　编码

　名称

　编码

　名称

　编码

　名称

　农用地

　1

　11

　耕地

　111

　水田

　01

　耕地

　011

　水田

　725.99

　—

　1129.56

　75.08

　1121.82149

　403.57

　395.83149

　-7.73851

　114

　旱地

　013

　旱地

　455.15

　—

　104.52

　6.95

　126.47331

　-350.63

　-328.67669

　21.95331

　小计

　1181.14

　—

　1234.08

　82.03

　1248.29480

　52.94

　67.15480

　14.21480

　12

　园地

　122

　桑园

　02

　园地

　023

　其它

　园地

　0.18

　0.18

　0.18

　0.18101

　0

　0.00101

　0.00101

　小计

　0.18

　0.18

　0.18

　0.18101

　0

　0.00101

　0.00101

　13

　林地

　131

　有林地

　03

　林地

　031

　有林地

　28.06

　28.06

　28.06

　37.46997

　0

　9.40997

　9.40997

　136

　苗圃

　033

　其它

　林地

　2.30

　2.30

　2.30

　7.52144

　0

　5.22144

　5.22144

　小计

　30.36

　30.36

　30.36

　44.99141

　0

　14.63141

　14.63141

　15

　其它

　农用地

　153

　农村道路

　10

　交通运输用地

　104

　农村

　道路

　47.19

　—

　46.50

　3.09

　38.44133

　-0.69

　-8.74867

　-8.05867

　154

　坑塘水面

　11

　水域及

　水利设施用地

　114

　坑塘

　水面

　2.03

　—

　0.10

　0.01

　1.72879

　-1.93

　-0.30121

　1.62879

　155

　养殖水面

　1.74

　1.74

　1.74

　6.66015

　0

　4.92015

　4.92015

　156

　农田水利

　用地

　117

　沟渠

　117.12

　—

　100.32

　6.67

　111.14616

　-16.80

　-5.97384

　10.82616

　151

　畜禽饲养地

　12

　其它土地

　122

　设施

　农用地

　0

　0

　0

　0

　0.32713

　0

　0.32713

　0.32713

　158

　晒谷场

　41.74

　—

　30.98

　2.06

　32.32303

　-10.76

　-9.41697

　1.34303

　小计

　209.82

　1.74

　179.64

　11.83

　190.62659

　-30.18

　-19.19341

　10.98659

　合计

　1421.50

　32.28

　1444.26

　93.86

　1484.09381

　22.76

　62.59381

　39.83381

　建设

　用地

　2

　23

　公共设施用地

　231

　公共基础设施用地

　08

　公共管理与公共服务用地

　086

　公共设施用地

　0

　0

　0

　0

　0.03864

　0

　0.03864

　0.03864

　25

　住宅

　用地

　253

　农村宅基地

　07

　住宅用地

　072

　农村

　宅基地

　138.52

　138.52

　138.52

　134.53043

　0

　-3.98957

　-3.98957

　28

　特殊

　用地

　285

　墓葬地

　09

　特殊用地

　095

　殡葬

　用地

　2.65

　2.65

　2.65

　3.46537

　0

　0.81537

　0.81537

　26

　交通运输用地

　262

　公路用地

　10

　交通运输用地

　102

　公路

　用地

　5.70

　5.70

　5.70

　5.67511

　0

　-0.02489

　-0.02489

　27

　水利设施用地

　272

　水工建筑

　用地

　11

　水域及水利

　设施用地

　118

　水工

　建筑

　用地

　63.93

　44.04

　2.93

　26.02999

　-19.89

　-37.90001

　-18.01001

　小计

　210.80

　146.87

　190.91

　2.93

　169.73954

　-19.89

　-41.06046

　-21.17046

　32

　其它

　土地

　323

　河流水面

　11

　水域及水利

　设施用地

　111

　河流

　水面

　51.27

　48.40

　3.21

　29.79415

　-2.87

　-21.47585

　-18.69585

　小计

　51.27

　48.40

　3.21

　29.79415

　-2.87

　-21.47585

　-18.60585

　合    计

　1683.57

　179.15

　1683.57

　100%

　1683.62750

　0

　0.05750

　0.05750

　四、结束语

　通过GPS RTK实例测量可以得到以下几点结论：

　 1 GPS RTK测量精度高、误差不积累，不受通视条件限制。在城市空旷区、建筑物稀疏住宅区，RTK能快速完成地形细部测量作业。但在建筑物稠密区和林区，由于初始化时间长或失锁现象，影响细部测量精度和速度，可采用RTK测设图根点，配合全站仪测量细部点。

　 2 GPS RTK测量效率高，不受天气和人为因素影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。一般GPS RTK测量每个细部点只需3s左右，1人即可开展工作，每天可测600～700个细部点。而全站仪则需3人配合才能开展工作，每天只能测400～500个细部点。RTK测量效率为常规测量方法的3倍以上。

　 3 GPS RTK作业灵活、快捷、准确，不受先控制后细部测量流程所束。GPS RTK进行竣工图测量可不进行图根控制测量而直接进行项目竣工地理信息数据采集，简化了技术流程，方便、灵活、快捷。

　参考文献：

　 [1] 聂上海，等.GPS RTK技术在数字化地形测量上的应用实验. 测绘通报，2005，（3）.

　[2]  GB/T18314-2001全球定位系统(GPS)测量规范.

　[3]  TD/T1014-2007《第二次全国土地调查技术规程》.

　[4]  GB/21010-2007《土地利用现状分类》.

　[5] **市高流镇三岔村等六个村基本农田整理项目竣工测量技术报告，2012.

　作者简介：

　 王欣，女，1985年9月生，大专学历，测绘工程专业，2007年6月毕业于杨州市环境资源职业技术学院，助理工程师。

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