■成軍才
(河北省地礦局石家莊綜合地質(zhì)大隊(duì)河北石家莊050085)
農(nóng)村集體土地確權(quán)項(xiàng)目坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例研討
■成軍才
(河北省地礦局石家莊綜合地質(zhì)大隊(duì)河北石家莊050085)
集體土地是指農(nóng)民集體所有的土地。集體土地是中國土地所有制的一種重要形式。中共中央十八大提出,建立城鄉(xiāng)統(tǒng)一的建設(shè)用地市場,允許農(nóng)村集體經(jīng)營性建設(shè)用地出讓、租賃、入股。農(nóng)村集體土地登記發(fā)證,是集體土地流轉(zhuǎn)的前提和基礎(chǔ)。為此河北省已全面展開農(nóng)村集體建設(shè)用地和宅基地使用權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作。在土地確權(quán)項(xiàng)目中,為了使邊長投影長度變形量不超過2.5 cm/km,必須進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì).本文分析了變換中央子午線、改變投影面對投影變形造成的影響,從而為合理選擇土地確權(quán)項(xiàng)目坐標(biāo)系統(tǒng)提供幫助。
集體土地確權(quán) 坐標(biāo)系統(tǒng) 長度變形
農(nóng)村集體土地確權(quán)登記發(fā)證工作的主要目的是查清宗地界址位置、界線走向和面積等狀況,明晰產(chǎn)權(quán)。根據(jù)《地籍調(diào)查規(guī)程》:當(dāng)長度變形值不大于2.5cm/km時(shí),應(yīng)選擇高斯—克呂格投影統(tǒng)一3°帶的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。否則根據(jù)具體情況依次選擇①有抵償高程面的高斯—克呂格統(tǒng)一3°帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。②高斯—克呂格任意帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。③有抵償高程面任意帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。在本次確權(quán)工作中,河北省部分縣市調(diào)查面積達(dá)到幾千平方千米,同以往一般工程項(xiàng)目或城市最多幾百平方千米且一般地形起伏不大有很大不同。本文通過根據(jù)調(diào)查區(qū)域范圍大小、地理坐標(biāo)、高程等自然地理要素及允許投影變形量,通過變換中央子午線、改變投影面以及二者聯(lián)合應(yīng)用等措施,討論幾種常用坐標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析的方法。
(1)高斯投影,高斯-克呂格投影是一種等角橫軸切橢圓柱投影。高斯投影,將中央經(jīng)線投影為直線,其長度沒有變形,與球面實(shí)際長度相等,其余經(jīng)線為向極點(diǎn)收斂的弧線,距中央經(jīng)線愈遠(yuǎn),變形愈大。
(2)高斯投影投影改正,外業(yè)測量所測得的數(shù)據(jù)的參考面為大地水準(zhǔn)面,基準(zhǔn)線為鉛垂線,而實(shí)際工作所使用的坐標(biāo)系都為高斯平面直角坐標(biāo)系,因此外業(yè)測量所得到的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過投影改正才能使用。這里的投影改正主要有兩個(gè)步驟:①將地面觀測的長度歸算至參考橢球面上;②將參考橢球面上的長度歸算至高斯平面上;
投影變形計(jì)算公式如下:
△S1=(y2/2R2)*S△S2=-(H/R)*S△=△S1+△S2△/S=y2/2R2-H/R
式中:AS1為高斯投影變形量,AS2為高程投影變形量,△為投影總變形量,Y為距中央子午線的距離,R為平均曲率半徑,S為邊長,H為大地高。
當(dāng)參考橢球面位于觀測面下方時(shí),長度的高程歸化改正量為負(fù)值,而高斯投影改正恒為正值,這兩項(xiàng)改正是可以相互抵償?shù)摹?/p>
(3)坐標(biāo)系設(shè)計(jì)的考慮因素:根據(jù)以上公式,為使長度變形不大于2.5cm/km選取坐標(biāo)系統(tǒng)主要考慮以下因素①項(xiàng)目區(qū)距中央子午線的距離②項(xiàng)目區(qū)大地高。由于此次集體土地發(fā)證覆蓋整個(gè)行政區(qū)域,部分縣市有很大高差起伏,應(yīng)予以通盤考慮。
某縣位于河北省中南部,面積682平方千米,地理坐標(biāo)介于東經(jīng)114°10′57″至東經(jīng)114°37′49″,海拔高度在60-400米之間。全縣地勢西高東低成階梯狀分布,在全省乃至全國具有一定代表性。
根據(jù)上述公式首先以114°為中央子午線計(jì)算投影變形得下圖1,由圖1可知僅中部②-⑤區(qū)域滿足長度變形不大于2.5cm/km要求。分析以上方案,西部長度變形超限是由于西部距中央子午線距離近且海拔高導(dǎo)致高程投影變形量遠(yuǎn)大于高斯投影變形量;東部長度變形超限主要是因?yàn)闁|部區(qū)域距中央子午線距離過大所致,假如將測區(qū)分為三個(gè)投影帶,雖然能夠解決這一問題,但必將導(dǎo)致確權(quán)成果人為分成三個(gè)坐標(biāo)系,為成果接邊及今后成果應(yīng)用帶來很大困難。為此我們設(shè)想將中央子午線移至測區(qū)東側(cè),驗(yàn)證是否能解決了這一問題。下圖2為中央子午線為114°50′時(shí)的長度變形情況。
根據(jù)以上計(jì)算可知,通過中央子午線東移,項(xiàng)目區(qū)范圍內(nèi)投影后長度變形均滿足2.5cm/km,為項(xiàng)目的順利開展提供基本保證。
(1)在滿足項(xiàng)目工作需要精度要求的前提下,為使得測量結(jié)果一測多用,這時(shí)應(yīng)采用國家統(tǒng)一的3度帶高斯平面直角坐標(biāo)系。(2)當(dāng)邊長的兩次歸算投影改正不能滿足要求時(shí),為保證項(xiàng)目測量結(jié)果的直接利用和計(jì)算的方便,可以采用任意帶的獨(dú)立高斯平面直角坐標(biāo)系,歸算測量成果的參考面中央子午線可以由現(xiàn)實(shí)需要選定。為此,可采用下面幾種手段來實(shí)現(xiàn):
①通過改變H從而選擇合適的高程參考面,將抵償分帶投影變形,消除或減弱長度變形;
②通過改變y,從而對中央子午線做適當(dāng)移動(dòng),來抵償由高程面上的邊長歸算到參考橢球面上的投影變形,消除或減弱長度變形;
③通過既改變H(選擇高程參考面),又改變y(移動(dòng)中央子午線),來共同抵償兩項(xiàng)改正,消除或減弱長度變形。
④:針對我國地勢西高東低的地形特點(diǎn),可將中央子午線選取在測區(qū)東側(cè)一定距離,這樣?xùn)|部平原區(qū)離中央子午線近投影誤差小,西部隨高程逐步升高橫坐標(biāo)逐步增大,兩者導(dǎo)致的長度變形值互相抵消,能夠大大提高抵償坐標(biāo)系的抵償寬度和精度。
集體土地確權(quán)項(xiàng)目坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì),應(yīng)該根據(jù)測量地域范圍、高度差等條件實(shí)際分析,通過選取合適的中央子午線位置、高程投影面,確定最終與之匹配的坐標(biāo)系統(tǒng)。
為了成功完成任務(wù),在確定和不確定地域范圍內(nèi),要選取不同的坐標(biāo)系進(jìn)行分析,以保證適用于所測地域的跨度和高度差。
如果遇到非理想地域,應(yīng)多角度考慮問題,兩兩結(jié)合或者多多結(jié)合建立坐標(biāo)系統(tǒng),更好地解決確權(quán)項(xiàng)目所遇到的問題。
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DF4[文獻(xiàn)碼]B
1000-405X(2016)-5-383-2