宗地勘丈的误差分析及减少误差的技术措施.doc

宗地勘丈的误差分析及减少误差的技术措施沈克银(江苏省新沂市国土管理局221400)【摘要】本文通过理论分析和笔者多年地籍调查工作的实践，探讨了使用钢卷尺进行宗地勘丈所产生的误差，以及这些误差对宗地勘丈精度的影响和保证宗地勘丈精度应采取的技术措施。宗地勘丈即指调查人员在地籍调查工作中，使用钢卷尺直接丈量宗地的相邻界址点间距、界址点与其邻近地物点的相关距离和图形条件距离等要素。宗地勘丈是土地权属调查的重要内容，也是与地籍测量数据相互校核的重要依据。然而，由于宗地勘丈精度受调查人员的素质、勘丈方法、界址点设置复杂程度、外界条件诸种因素的影响，使得宗地勘丈结果必然含有误差。为使调查人员在宗地勘丈工作中避免盲目性，保证宗地勘丈精度符合国家现行城镇地籍调查规程(以下简称规程)的要求，本文对宗地勘丈的误差来源、误差影响以及减少误差的技术措施等问题加以分析，仅供参考。一、宗地勘丈的误差来源HTTP:WWW.OTHERMAP.COM测绘信息网宗地勘丈所引起的误差因素很多，来源亦各不相同，除尺长本身的误差、温度变化的误差、拉力不标准的误差外，下述原因是宗地勘丈产生误差的主要来源。1. 拉尺倾斜误差由于宗地勘丈时尺子两端没有抬平，使量得的长度比实际水平距离长。如图1所示：H2D2-S2(D-S)(D+S)图 1拉尺倾斜误差取(D+S)2D足以满足计算拉尺倾斜时改正数的精度，上式可写为：D-SH2/2D，即SD-H2/2D，所以一尺段的倾斜改正数应为：将按级数展开，则可写成：在宗地勘丈中，倾斜高差H与斜距D相比总是很小，式中二次项以上的各项可忽略不计，拉尺倾斜的改正数为：(1)式中，D倾为拉尺倾斜改正数；H为拉尺倾斜高差；D为倾斜距离。为了进一步阐明拉尺倾斜对宗地勘丈的影响，设宗地勘丈边长D在5 m50 m，倾斜高差H在0.2 m0.5 m之间，倾斜改正数D倾列于表1。表1H/mD倾/cm斜距/m51015203040500.1-0.3-2.51.00.20.2从表1看出，对于30 m长的钢卷尺，若尺子两端高差为0.5 m时，则距离D增长0.004 m，其相对误差为1/7500；对于50 m长的钢卷尺来说，则距离增长0.002 m，其相对误差为1/25000。2. 定线偏离由于宗地勘丈时尺子没有准确地安放在所量距离的直线方向上，使所量距离不是直线而是一组折线，因而使勘丈边长偏大。如图2中的虚线所示，其勘丈误差为：D偏-k2/2D(2)式中，k为钢尺勘丈时偏离AB方向线上的距离；D为钢尺勘丈的斜距。图 2定线误差当采用50 m或30 m钢尺进行宗地勘丈时，方向偏距k取5 cm50 cm。由此产生的误差见表2。表2D/mD倾/cm偏距(k)/cm510152025304050300.010.030.000.530.83500.010.020.040.020.50从表2可以看出：拉尺倾斜与定线偏离所引起的误差原理完全相同，两者若需分段勘丈，其误差均为一尺段量距误差的倍，n为尺段数；所不同的是定线偏离是水平面内的倾斜，而拉尺倾斜则是竖直面内的偏离。3. 垂曲误差悬空勘丈边长时，由于重力作用使钢尺不能拉直而产生垂曲误差。如图3，钢尺两端点A和B连线的长度D(弦长)与尺子身长(弧长)不一致，其差数与垂距f的关系可用近似公式(3)计算：L垂AB-AB8f2/3L(3)图 3钢卷尺垂曲误差取垂距f为5 cm50 cm，用50 m或30 m钢尺勘丈边长，其垂曲误差L垂见表3。表3L/mL垂/cm垂距(f)/cm5101520253035404550300.020.090.200.360.560.801.091.421.802.22500.010.030.480.650.851.081.33从表3可知，只要f/L1/100，便可满足宗地勘丈精度。二、宗地勘丈精度的分析综上所述，影响宗地勘丈精度的误差有：拉尺倾斜误差、方向偏离误差、垂曲误差，令其误差分别为M1、M2、M3。设用50 m钢尺丈量500 m边长，则上述三种误差的中误差分别为：1. 拉尺倾斜的中误差HTTP:WWW.OTHERMAP.COM测绘信息网因500 m距离需分10个尺段丈量，故n=10，从表1中取高差H0.5 m，其倾斜误差M10.2 cm，则有：M倾M10.6 cm2. 定线偏离的中误差因500 m距离共5次偏离，故n=5，取偏距k=50 cm，从表2中查取M20.5 cm，则：M偏M21.1 cm3. 钢尺垂曲的中误差因500 m距离需丈量10次，故n=10，取垂距L50 cm，从表3中查取M31.3 cm，则：M垂M34.1 cm以上讨论是单次勘丈的中误差，实际工作中界址点边长均丈量两次取其算术中数为勘丈值，故边长中误差为：以上是依据误差理论计算而得的结果。为验证这个理论值的可靠程度，我们在新沂市城镇地籍调查工作中专门进行了验证，以一、二级导线点为已知点，采用极坐标法实测了一、二类界址点坐标672个，求得解析边长482条，并与宗地勘丈边长校核，求得宗地边长中误差为3.27 cm，与理论分析结果基本一致。HTTP:WWW.OTHERMAP.COM测绘信息网三、减少宗地勘丈误差的技术措施减少宗地勘丈误差的技术措施有：1.宗地勘丈时，应采用目估法抬平尺子，严格限制钢尺两端高差在0.5 m范围内，以减少倾斜误差的影响。2.要尽量避免分段丈量。长距离分尺段丈量，可采用标杆目估定线或沿明显界标物整尺段不偏离直线50 cm，分别选择分段点串动尺子丈量两次，再取中数作为勘丈值。3.尺子悬空丈量时，要适当加大拉力，尽可能使弧长(L)趋近于弦长(D)。若钢尺垂曲过大，可在尺子中部加一托点，使一个大弧段变为二个小弧段，亦可加两个托点，最大限度地减少误差；此外，还可以在检定钢尺时，分悬空与水平两种情况，分别得出各自的尺长方程式。在边长丈量结果中，采用相应的尺长方程式进行垂曲误差改正。4. 同一条边长要用不同零点丈量两次，两次丈量较差，长度(L)在50m以内为：20 mm+3mm(L为勘丈边长，单位为m)；50 m以上者，一类不超过10 cm,二类不超过15 cm。5. 长度在200 m以上的宗地界址边长和有关距离，可用解析坐标反算边长代替勘丈边长，以便提高宗地勘丈精度。四、结束语HTTP:WWW.OTHERMAP.COM测绘信息网通过上述分析，拉尺倾斜和方向定线偏离所引起的误差甚微，可忽略不计，但必须注意它们对宗地勘丈精度的影响，采取必要的措施，应用正确的操作方法获得比较满意的结果。因此，宗地勘丈只要按本文阐述的方法和要求进