空间信息技术应用

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数字栅格图(DRG)并称为地理空间信息领域的 “4D”产品
数据采集-遥感(RS)
航摄相片与平面图的区别
数据采集-遥感(RS)
航摄相片与平面图的区别
用于确权登记的必须是数字正射影像(DOM)
数据采集-遥感(RS)
典型的数字正射影像
数据采集-遥感(RS)
数字正射影像与地图之间的关系
– 只要开机,电子测角系统即开始工作 并实时显示观测 数据;
– 距离测量必须选用与全站仪配套的合作目标,即反光 棱镜。
数据采集-全站仪测绘
全站仪测距步骤
– 仪器安放、调平,参 数设置(气象改正参 数、仪器改正参数等)
– 对准目标棱镜测量得 到斜距S,水平仰角a 等参数
– 内业计Fra Baidu bibliotek测站与目标 点之间水平距离
– 数学法则:地图投影 – 制图语言:地图符号 – 制图综合:比例尺
地籍图的制作-地图
地图的分类
– 按比例尺分:大比例尺地图(大于1:10万)、中比例尺 地图(1:10万-1:100万)、小比例尺地图(小于1:100 万)
– 按地图内容分:普通地图、专题地图(航空图、宇航 图。航海图、交通图、旅游图等)
数据采集
何为“3S”技术?
– 遥感
– Remote Sensing (RS) – (面状数据采集)
– 全球定位系统
– Globe Position System (GPS) – (点、线数据采集)
– 地理信息系统
– Geographic Information System (GIS) – (数据存储、处理、分析和输出)
– 按制图区域分:全球地图、半球地图、大洲地区、国 家地图、省市地图等
– 按地图形式分:单幅地图、系列地图、图集 – 按使用方式分:挂图、桌面地图
地籍图的制作-地图
地图比例尺
– 概念:地图上的线段长度与实地相应线段长度之 比;
– 通常用 1 : M 的方式表示,如1:2000就表示图 上1米的距离对应实地2000米的距离;
数据采集-小结
遥感影像能够形象直观的提供大范围内土地空间 位置和毗邻信息,精度适中;
实地测绘方式可以提供高精度的土地空间位置信 息,满足大比例尺测图需要,费用较高,工作量 大;
扫描图件空间位置精度难以保证,费用低廉,工 作量小;
应根据试点要求和区域条件采用多种方式结合的 数据采集方案。
– 航空遥感
– 高度:2000米~40000米 – 飞艇、气球、飞机、无人机
– 地面遥感
– 高度:200米以内 – 三脚架、遥感车、船…
确权登记主要使用航天遥感和航空遥感
数据采集-遥感(RS)
数字正射影像图(DOM)
– 是一种平面正射图 – 航摄相片消除了相机姿态和地形起伏的影响 – 相当于用垂直地面的视角从上往下看 – 经过了严格的数学运算 – 可以用于地块(图斑)面积的量算 – 全国第二次土地调查的主要数据源 – 与数字高程模型(DEM)、数字线划图(DLG)、
现有的定位系统
– GPS-美国、成熟、军民合一、全球服务 – GLONASS-俄罗斯、军用、限俄罗斯境内 – Galileo-欧盟、民用、已建成 – 北斗-中国、民用、尚在建设中、部分服务
数据采集-GPS
基本原理
– 通过卫星的位置反算地面(接收机)的位置 – 按一定频率记录位置 – 至少需要四颗卫星 – 美国GPS是军用的 – 添加了干扰P、Y码 – 不差分精度约为10米 – 通过差分可达厘米级 – 差分通过基站实现
数据采集-小结
至此仅仅完成了空间数据采集的任务,对应为 “九步工作法”中第四步的部分工作;
还需要将采集到的数据进行入库管理; 空间数据的存储和管理主要通过地理信息系统
(GIS)来实现; 地理信息系统的基础是地图学; 接下来将从地籍图制作出发,介绍地图学与地理
信息系统的相关基础知识
数据采集-扫描图件
扫描图件的特点
– 前提是有相关的图件,能够包含作业区域 – 图件能够反映现实的农村土地地籍基本状况 – 图件的来源和精度直接决定成图的质量 – 图件扫描费用低廉、工作量小、速度快 – 部分扫描图件显示方式不够直观形象 – 仍然存在空间位置不准、四至不清的问题 – 扫描图件难以进入地理信息系统进行数据管理和存储
测量方式,成为地籍控制测量的主要手段。 边长大于15km,只能采取常规静态测量; 边长在10~15km:快速静态GPS测量或RTK模式; 边长5~10km:GPS快速静态定位或RTK测量模式。 边长小于5km:优先采用RTK方法或快速静态定位;
数据采集-GPS
GPS用于地籍测绘
作用距离(km) 1~3000 <20 <200 <200 <1500 <15 <100 全球
观测时间(分钟) >60 5-20 实时
单历元 实时 实时 实时 实时
数据采集-GPS
GPS用于地籍测绘
– 用于地籍控制测量
不要求通视,没有常规的多个技术条件限制。 常规静态测量、快速静态测量、RTK技术已经逐步取代常规的
0.2米,即比例尺的精度为0.2米; – 也表示通常情况下,尺寸大于0.2米的地物要素均要绘
制在地图上。
地籍图的制作-地图
遥感图像的分辨率与成图比例尺之间的关系
– 遥感图像分辨率:指遥感图像一个像元对应实际地 物的尺寸。如:遥感图像一个像元代表实地1m*1m 的范围,则图像分辨率为1m;
全国农村土地承包经营权登记试点工作座谈会暨培训班
空间信息技术在农村土地承包 经营权登记中的应用
提纲
确权登记对空间信息技术的需求 空间信息技术与农村土地数据采集 地籍制图与地理信息系统 确权登记信息系统功能分析 相关测绘成果保密规定
第一部分 土地确权登记对空间信息技术的需求分析
【主要内容】(二)查清承包地块面积和空间位置。…因地制宜开 展土地承包经营权权属调查勘测,进一步查清承包地块面积、四至 和空间位置。 … (三)建立健全土地承包经营权登记簿。 …要在现有土地承包合同、 证书的基础上,结合经依法确认的承包地块、面积和空间位置等登 记信息,抓紧建立。
明确地块空间位置和面积,必须进行地块的空间 数据和属性数据的采集。
基准站
流动站
数据采集-GPS
几种常用GPS定位方式的精度比较
定位技术名称 经典静态 快速静态
常规差分GPS 事后差分GPS 广域差分GPS 实时动态(RTK)
网络RTK 精密单点定位
精 度(m) ±0.001~±0.05 ±0.01~±0.05 ±0.50~±10.00 ±0.50~±10.00 ±0.50~±3.00 ±0.01~±0.05 ±0.01~±0.10 ±0.01~±0.50
相比遥感图像的成本,GPS和全站仪测绘由于大 量的人工参与,所需经费更高,更适用于精度要 求高的地区;
由于测量精度较高,一般由具有专业有资质的测 绘人员实施测量任务。
数据采集-扫描图件
基本概念
– 通过扫描现有的各类图件,如土地利用图等现有基础 图件,然后进行宗地空间位置、四至信息的标绘示意, 作为土地确权的附图。
需求分析
地籍信息显示、 打印输出
地籍信息显示、 地籍信息采集、
打印输出
存储和编辑处理
“鱼鳞图”空间信 息显示、打印输出
宗地空间信息显 示、打印输出
空间信息存储、 查询、分析输出
需求分析
确权登记对地理空间信息的需求主要有
– 地理空间信息采集-确权登记 – 地理空间信息存储-入库归档 – 地理空间信息编辑-承包权变更 – 地理空间信息显示-宗地图查看 – 地理空间信息输出-确权发证、鱼鳞图 – 地理空间信息分析-农田基础设施建设
据初步的应用分析,测量时间节省一半以上,测量精度和可靠 性都能满足要求 。
数据采集-全站仪测绘
全站仪测量常用于
– 国家基础大地控制测量 – 土石工程施工放线 – 精密工程施工 – 工程控制、验收测量 – 大型工程变形监测等
棱镜
全站仪
数据采集-全站仪测绘
全站仪原理
– 全站仪的基本测量功能包括电子测距、电子测角(水 平角、垂直角)两部分;显示的数据为观测数据。测 量的原理及技术指标要求与电子测距仪和电子经纬仪 相同。
– 在同样大小的一张纸上,比例尺越大,能够显示 的范围越小;反之,显示范围越大;
地籍图的制作-地图
地图比例尺的精度
– 人肉眼能够识别的最小尺寸约为0.1mm; – 因此,常将地图上0.1mm所能代表的实地水平距离称
为比例尺精度; – 1:M 的地图比例尺精度为0.1×M(mm); – 例如:比例尺为1:2000的地图,图上0.1mm代表实地
数据采集-GPS
生活中常用的GPS
– 车载导航 – 户外导航 – 交通导航(飞机、轮船等) – 非差分GPS – 精度为10-30米左右 – 仅能满足日常生活需要 – 不能用于土地确权登记测绘工作
数据采集-GPS
实时差分GPS-RTK
– 空间位置相近的两点误 差也相似;
– 利用架设的基准站测定 具有空间相关性的误差 或其对测量结果的影响, 供流动站改正其观测值 或定位结果
– 用于地籍图测绘
地籍测量和土地勘测定界精度: ±5cm 或±7.5cm(城市地籍 测绘,1:500)
RTK技术使精度、作业效率、实时性达到了最佳的融合,为地 籍碎部测量提供了一种斩新的测量方式。
采用RTK方式进行碎部测量,与全站仪相比,速度快,作业效 率高。
它不要求通视,不需要频繁换站,减少了全站仪频繁换站所花 的时间,而且可以多个流动站同时工作。
GPS测量
– 精度较高,差分GPS可以达到厘米级精度 – 工作量适中,介于遥感和全站仪测量之间 – 能满足精度不高的作业要求 – 可全天候作业
全站仪测量
– 精度高,工作量大 – 常用于基础控制测量 – 要求两点之间通视
数据采集-GPS
全球定位系统基本概念
– 帮助人们准确定位 – 通过导航卫星确定地面位置 – 地面需要一个接收机
数据采集-全站仪测绘
全站仪测角的步骤
– 在O点安置仪器,开机并 进行度盘设置;
– 将仪器望远镜瞄准目标点 B,将起始方向B设置为0 或一起始值;
– 依次测量C、D、E、A点 与B点之间的夹角;
– 进行内业计算,得到目标 点方位角。
数据采集-野外实测小结
GPS测量和全站仪测量能够取得比遥感图像精度 更高测绘资料,可以满足制图比例尺精度高于1: 2000的作业要求;
– 遥感-“遥远的感知” – 不直接接触物体表面 – 通过接受物体的辐射或反射的电磁波成像 – 原理与照相机相似
数据采集-遥感(RS)
常见的遥感应用
– 网络地图 – (google、百度、天地图)
全国第二次土地调查
数据采集-遥感(RS)
遥感的分类(按平台)
– 航天遥感
– 高度:几百至几万公里 – 卫星、航天飞机、宇宙飞船
数据采集
遥感图像(航天遥感、航空遥感)
优:直观易接受、空间覆盖范围广、精度适中 劣:费用较高
野外实测(GPS测量、全站仪测量)
优:空间位置准确性高 劣:费用高、耗时
扫描图件(土地利用图、示意图)
优:费用低廉 劣:准确性差、认可度不高
数据采集-遥感(RS)
基本概念
数据采集-遥感(RS)小结
优势:
– 能够获取大范围内的地表信息 – 形象、直观、易于被人接受 – 经过校正生成的DOM能够进行面积量算 – 精度适中,适合大面积确权使用
问题:
– 目前业务应用的卫星遥感最高只能制作1:2000左右的 图(0.5米分辨率)
– 有些地区遥感图像获取困难
数据采集-野外实测
结论:涉及地理空间信息系统建设的各个方面, 确权登记需要地理空间信息的支持
第二部分 空间信息技术与农村土地数据采集
数据采集
农经发【2011】2号文件要求:
【主要任务】……,妥善解决承包地块面积不准、四至不清、空间位 置不明、登记簿不健全等问题,把承包地块、面积、合同、权属证 书全面落实到户,依法赋予……
第三部分 地籍制图与地理信息系统
地籍图的制作
地籍图是基本地籍图和宗地图的统称,是表示土 地权属界线、面积和利用状况等地籍要素的地籍 管理专业用图,是地籍调查的主要成果。
中国古代鱼鳞图
现代宗地图
地籍图的制作-地图
地图基本概念
– 地图就是依据一定的数学法则,使用制图语言,通 过制图综合,在一定的载体上,表达地球(或其他 天体)上各种事物的空间分布、联系及时间中的发 展变化状态的图形
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