论文部分内容阅读
【摘要】近年来，我国测量技术飞速发展，全站仪技术已被广泛应用于地籍测量，且取得了不斐的成绩，这为城市地下空间的地籍测量提供了一种可能。本文选取张掖市甘州区某地下建筑，利用全站仪采集地下空间建筑物的三维数据，通过后期的数据处理构建地下空间的三维实体模型，结合数字化成图软件绘制地下空间地籍图，进行误差分析并评定其精度。
【关键词】城市地下空间；地籍测量；地籍表达；误差分析
1、引言
近些年，随着我国测量技术的不断发展，全站仪测量精度日益提高，已被广泛应用于地籍测量，且取得了相当不错的成绩。但是这些研究大都倾向于地面上层空间，地下空间由于其结构本身的复杂性，建筑物三维轮廓坐标很难准确获取，再加上法律、法规方面对于地下空间的开发利用还没有系统、成文的规定，我们采集地下空间建筑物的三维坐标数据就遇到了难题，应该采用哪种技术、如何去做，以及该如何对地下空间地籍进行正确的表达都无从而知。基于此背景，本项目以张掖市区的地下空间为例，将全站仪技术应用于城市地下空间的地籍表达研究。
2、地下空间地籍测量
地下空间的权属界线可谓“上至天、下至地”，所以其地籍测量不同于二维平面地籍测量，它所获取的应该是界址点的三维坐标（x，y，H）。按照施测步骤，可分为地面及上层空间控制测量、地上地下联系测量、地下空间控制测量、地下空间碎部测量等，地下碎部测量又可分为地下空间内部结构测量及地下建筑物外部轮廓测量。
2.1控制测量
对于地面地籍测量，我们常用的方法有传统的常规测量法、近景摄影测量法、遥感、GPS、三维激光扫描技术等，而城市地下空间由于其环境本身的复杂性和立体性，采用这些技术往往无法获取精确的坐标数据，或者所获取的坐标数据精度不高。因此，我们采用传统的全站仪导线法进行控制测量。
2.2碎部测量
地下空间内部结构界址点三维坐标的获取，我们可用免棱镜功能的全站仪利用三维空间极坐标法获取，而对于地下建筑物外部轮廓的三维坐标，由于其看不见、摸不着，我们可根据设计、施工资料来确定围护墙体厚度、地下建筑物墙体厚度等，或者采用物探技术来获取。
3、地籍表达
二维平面地籍表达的内容主要有界址点、界址线的平面位置及其属性信息，而对于地下空间，由于其垂直方向上的三维立体特性，其地籍表达的内容还应该包括界址面。将我们所获取的地下停车场三维地理坐标导入到Auto-CAD软件中，即可绘制其三维实体模型，进行“宗地”面积及体积量算。
4、误差分析
全站仪极坐标法是以测站为中心，以测站上的已知方位角为起算数据，通过测量待定点与测站点之间的角度和水平距离，从而来间接地计算待求点三维坐标的。所以，本次数据采集过程中产生的点位中误差主要为测量角度引起的测角误差mα以及测量水平距离引起的测距误差md。这兩项误差对建筑物真实空间位置的影响可用公式1-1来进行计算：
公式1-1中，S为仪器架设点与被观测对象之间的水平距离，md为全站仪的标称距离中误差， ma为测角中误差。南方NTS-362R全站仪的仪器标称测距精度有棱镜模式下为2+2ppm，免棱镜模式下为5+3ppm，测角精度为2"。
从公式1-1可知，随着待求点距离测站点的距离不同，会产生不同的全站仪数据采集误差，我们可提取个别点进行误差计算，具体的误差值见下面表格1-1及1-2：
不考虑起始边的方位角中误差，并忽略系统误差对距离测量的影响，我们不难从表中得出，不管是有棱镜模式还是免棱镜模式下，随着目标点到测站点距离的增加，待求点的点位中误差也相应的会增大（但都处于mm级），说明待求点的三维坐标测量精度与待测距离成正比例。
由表1-3可知，地籍测量中界址点的精度要求，其允许误差都在cm级，而由免棱镜功能的全站仪获取的界址点，其点位误差由表1-1及表1-2知最大为3mm，说明全站仪技术用于城市地下空间地籍测量满足地籍测量的一般精度要求，具有可行性。
结语：
三维地籍是未来地籍发展的主要趋势，为了更好的对城市地下空间进行充分开发利用，运用测绘高新技术，对地下空间权属的法律研究是急需解决的一大难题。
参考文献：
[1]胡俊，郑中仁，尤炀，施凤翔.基于三维地籍的地下空间地籍调查方法探讨.《现代测绘》，2012，35（4）57-58
[2]周珂，贺佐琪.地下空间开发利用法律制度研究.2012-12.23
[3]王建林.城市地下空间开发利用与管理初探.2010.3.1
[4]王超领，岳东杰等.城市地下空间三维地籍建立研究.《测绘科学》，2009，34（6）15-16
[5]刘述春.数字化测绘在地籍测量中的应用.（湖南省地质测绘院，2008.）
[6]楼英武.免棱镜型全站仪在测量工作中的应用[J].城市建设理论研究，2011
[7]夏登权，孟兵华.城市三维地籍的建立和应用研究[J].科技论坛
河西学院第七批大学生科技创新项目
项目编号：自然科学类104
【关键词】城市地下空间；地籍测量；地籍表达；误差分析
1、引言
近些年，随着我国测量技术的不断发展，全站仪测量精度日益提高，已被广泛应用于地籍测量，且取得了相当不错的成绩。但是这些研究大都倾向于地面上层空间，地下空间由于其结构本身的复杂性，建筑物三维轮廓坐标很难准确获取，再加上法律、法规方面对于地下空间的开发利用还没有系统、成文的规定，我们采集地下空间建筑物的三维坐标数据就遇到了难题，应该采用哪种技术、如何去做，以及该如何对地下空间地籍进行正确的表达都无从而知。基于此背景，本项目以张掖市区的地下空间为例，将全站仪技术应用于城市地下空间的地籍表达研究。
2、地下空间地籍测量
地下空间的权属界线可谓“上至天、下至地”，所以其地籍测量不同于二维平面地籍测量，它所获取的应该是界址点的三维坐标（x，y，H）。按照施测步骤，可分为地面及上层空间控制测量、地上地下联系测量、地下空间控制测量、地下空间碎部测量等，地下碎部测量又可分为地下空间内部结构测量及地下建筑物外部轮廓测量。
2.1控制测量
对于地面地籍测量，我们常用的方法有传统的常规测量法、近景摄影测量法、遥感、GPS、三维激光扫描技术等，而城市地下空间由于其环境本身的复杂性和立体性，采用这些技术往往无法获取精确的坐标数据，或者所获取的坐标数据精度不高。因此，我们采用传统的全站仪导线法进行控制测量。
2.2碎部测量
地下空间内部结构界址点三维坐标的获取，我们可用免棱镜功能的全站仪利用三维空间极坐标法获取，而对于地下建筑物外部轮廓的三维坐标，由于其看不见、摸不着，我们可根据设计、施工资料来确定围护墙体厚度、地下建筑物墙体厚度等，或者采用物探技术来获取。
3、地籍表达
二维平面地籍表达的内容主要有界址点、界址线的平面位置及其属性信息，而对于地下空间，由于其垂直方向上的三维立体特性，其地籍表达的内容还应该包括界址面。将我们所获取的地下停车场三维地理坐标导入到Auto-CAD软件中，即可绘制其三维实体模型，进行“宗地”面积及体积量算。
4、误差分析
全站仪极坐标法是以测站为中心，以测站上的已知方位角为起算数据，通过测量待定点与测站点之间的角度和水平距离，从而来间接地计算待求点三维坐标的。所以，本次数据采集过程中产生的点位中误差主要为测量角度引起的测角误差mα以及测量水平距离引起的测距误差md。这兩项误差对建筑物真实空间位置的影响可用公式1-1来进行计算：
公式1-1中，S为仪器架设点与被观测对象之间的水平距离，md为全站仪的标称距离中误差， ma为测角中误差。南方NTS-362R全站仪的仪器标称测距精度有棱镜模式下为2+2ppm，免棱镜模式下为5+3ppm，测角精度为2"。
从公式1-1可知，随着待求点距离测站点的距离不同，会产生不同的全站仪数据采集误差，我们可提取个别点进行误差计算，具体的误差值见下面表格1-1及1-2：
不考虑起始边的方位角中误差，并忽略系统误差对距离测量的影响，我们不难从表中得出，不管是有棱镜模式还是免棱镜模式下，随着目标点到测站点距离的增加，待求点的点位中误差也相应的会增大（但都处于mm级），说明待求点的三维坐标测量精度与待测距离成正比例。
由表1-3可知，地籍测量中界址点的精度要求，其允许误差都在cm级，而由免棱镜功能的全站仪获取的界址点，其点位误差由表1-1及表1-2知最大为3mm，说明全站仪技术用于城市地下空间地籍测量满足地籍测量的一般精度要求，具有可行性。
结语：
三维地籍是未来地籍发展的主要趋势，为了更好的对城市地下空间进行充分开发利用，运用测绘高新技术，对地下空间权属的法律研究是急需解决的一大难题。
参考文献：
[1]胡俊，郑中仁，尤炀，施凤翔.基于三维地籍的地下空间地籍调查方法探讨.《现代测绘》，2012，35（4）57-58
[2]周珂，贺佐琪.地下空间开发利用法律制度研究.2012-12.23
[3]王建林.城市地下空间开发利用与管理初探.2010.3.1
[4]王超领，岳东杰等.城市地下空间三维地籍建立研究.《测绘科学》，2009，34（6）15-16
[5]刘述春.数字化测绘在地籍测量中的应用.（湖南省地质测绘院，2008.）
[6]楼英武.免棱镜型全站仪在测量工作中的应用[J].城市建设理论研究，2011
[7]夏登权，孟兵华.城市三维地籍的建立和应用研究[J].科技论坛
河西学院第七批大学生科技创新项目
项目编号：自然科学类104