GPS在土地測繪中的應(yīng)用及前景

田皓天，孫 帥

（南陽高新區(qū)大地測繪有限公司，河南 南陽 473000）

土地測繪問題是建筑工程中的重要組成部分之一，因此，相關(guān)測繪人員應(yīng)該采取相應(yīng)措施，提高測繪工作的精準(zhǔn)度。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)由于其便捷且精度較高的特點，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大?？梢酝ㄟ^此項技術(shù)的應(yīng)用幫助應(yīng)用者及時獲得所需信息，同時操作較為便捷，在保證獲取信息準(zhǔn)確性的同時提升了信息獲取效率。此外，GPS技術(shù)隨著時代的發(fā)展已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)與生活的各個領(lǐng)域，而土地測繪便是其中之一。由于其自身優(yōu)勢，使得GPS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用收獲了較為良好的效果，下文將針對其應(yīng)用方式做出探討以及對其未來發(fā)展前景做出展望。

1 傳統(tǒng)土地測繪方式存在的問題

1.1 專業(yè)測繪人員不足

建筑工程測量是建筑工程的基礎(chǔ)組成部分，因此，要想保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要建筑工程的數(shù)據(jù)測繪人員具有專業(yè)的知識儲備、實際的測量工具的使用技術(shù)以及測量技術(shù)的熟練。現(xiàn)在存在這樣一個問題：建筑企業(yè)中的專業(yè)化數(shù)據(jù)測繪人才匱乏，同時部分工程測繪人員專業(yè)知識掌握程度不夠，導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)不可靠的可能性增加。隨著測量方法與技術(shù)的不斷創(chuàng)新，如果專業(yè)測繪人員不足會影響新技術(shù)、新設(shè)備的投入使用，依然無法測量出準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，會影響建筑企業(yè)正常的施工進(jìn)度與施工質(zhì)量。

1.2 測量工具脫離時代發(fā)展潮流

隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展，建筑工程測量的地位逐漸升高。盡管建筑企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到數(shù)據(jù)測量的重要性，但是在正常的工程開展過程中，對數(shù)據(jù)測量的投入量依然達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。比如，在工程測量方面投入資金過少，對企業(yè)內(nèi)部測量工具的更新不及時，長期使用老化工具導(dǎo)致出現(xiàn)測量誤差問題。甚至某些建筑企業(yè)不配備測量工具，給基礎(chǔ)的測量工作造成障礙，影響測量結(jié)果的精確度，給后續(xù)的建筑工程開展造成嚴(yán)重影響。

1.3 設(shè)計的測量方案不合理

在進(jìn)行實際的工程測量中，有些企業(yè)并未對新開展工程進(jìn)行實地考察、現(xiàn)場測量，而是選擇使用之前的設(shè)計方案，因未按照施工場地實際情況制定計劃，測繪人員的測繪結(jié)果不規(guī)范，進(jìn)而造成數(shù)據(jù)測量的誤差問題。比如，企業(yè)為節(jié)約時間、人力和財力，在方案的設(shè)計上存在形式化嚴(yán)重的問題，設(shè)計方案并未實地考察，方案設(shè)計不完整，沒有因地制宜進(jìn)行測量考慮，同時施工辦法不明確，缺乏改進(jìn)建議；對施工現(xiàn)場了解程度不夠，不能及時發(fā)掘方案中存在的問題；同時方案的設(shè)計可能不遵循法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致方案不合格；看施工情況相似照搬之前的數(shù)據(jù)方案；對建筑工程的數(shù)據(jù)測量存在誤差，在具體的施工工作中忽略了測量誤差，從而給實際施工造成困擾。

1.4 建筑工程的測量工作受環(huán)境影響存在波動

有些建筑工程的施工環(huán)境惡劣，建筑工程測量會因環(huán)境的變化而有數(shù)據(jù)上的波動，主要是地形地貌、土質(zhì)問題以及天氣變化等。假設(shè)在進(jìn)行建筑工程測量時無法排除此些影響測量結(jié)果的因素，則測量結(jié)果會受到不同程度的影響，給后續(xù)施工工作的展開增加了難度。

2 將GPS技術(shù)應(yīng)用于土地測繪時存在的優(yōu)勢

在未將GPS 技術(shù)應(yīng)用于土地測繪時，土地測繪過程中存在的不足主要歸結(jié)為以上幾個方面，而隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們逐漸將GPS技術(shù)應(yīng)用于土地測繪過程中，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)為以下幾點：

2.1 精準(zhǔn)度較高

在使用GPS技術(shù)進(jìn)行測繪時，其精準(zhǔn)度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的測繪方法，同時其測量不受施工地形、地貌等因素的影響。調(diào)查結(jié)果顯示：在100～500 km的范圍內(nèi)，其精準(zhǔn)度可達(dá)7～10m，而在50 km內(nèi)精準(zhǔn)度甚至可達(dá)6 m。相較于傳統(tǒng)的測繪方式，其精準(zhǔn)度大大提高。

2.2 操作簡單

將GPS技術(shù)應(yīng)用于土地測繪時，只需要少數(shù)的專業(yè)人員進(jìn)行操作即可，降低了土地測繪的難度，為企業(yè)節(jié)省了一定的人力。

2.3 動態(tài)性特征

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)也逐漸完善，使其可以更好地應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，操作方式更為簡單便捷，可以用此種測繪方式及時更新測繪數(shù)據(jù)，使得施工現(xiàn)場的測繪數(shù)據(jù)可以實時反饋給施工人員。

3 GPS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用

3.1 控制測量

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，土地的開發(fā)與利用成為現(xiàn)階段我國進(jìn)行城鎮(zhèn)化建設(shè)的重點考慮內(nèi)容之一。為更為簡便、精準(zhǔn)地掌握相關(guān)施工數(shù)據(jù)，需要施工人員提前做好相關(guān)測量工作，以便全面掌握施工地的基本信息。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)成為應(yīng)用于土地測繪的常用手段之一，我國的GPS技術(shù)發(fā)展較快，其具備的優(yōu)勢給土地測繪工作帶來眾多的優(yōu)勢，使得土地測繪工作迎來的新的發(fā)展，打破了傳統(tǒng)土地測繪工作的局限。

3.1.1 控制了土地測繪的精度與密度

土地測繪工作開展的目的是全面收集土地的相關(guān)信息，以便開展后續(xù)的施工工作，GPS技術(shù)的投入使用控制了土地測繪工作精度，此種測繪方式隨著時代的發(fā)展已經(jīng)衍生為獲取土地相關(guān)信息的基本方式之一。此外，可以通過此種方式實現(xiàn)對網(wǎng)點精度與密度的控制，可以測量區(qū)域內(nèi)面積的大小以及順序為依據(jù)實現(xiàn)對網(wǎng)點密度等的控制進(jìn)行劃分，可以將其劃分為基本網(wǎng)與加密網(wǎng)兩種。對前者而言，要求對城市的三至四等邊長進(jìn)行控制，對加密網(wǎng)要求五級的小三角網(wǎng)或?qū)Ь€。將GPS技術(shù)應(yīng)用于土地測繪工作，對于土地的施工工作有一定的指導(dǎo)作用，按照測繪較為精準(zhǔn)度的數(shù)據(jù)開展后續(xù)的建筑工作，提升了后續(xù)施工工作的質(zhì)量與效率。

3.1.2 優(yōu)化了土地控制網(wǎng)

土地控制網(wǎng)存在于傳統(tǒng)的測繪方法中，它在實際的測繪工作中又提升測繪精準(zhǔn)度以及節(jié)約成本等作用，在實際的土地測繪工作中取得了較為良好的效果。但是與傳統(tǒng)的測繪方式相比，GPS技術(shù)的應(yīng)用明顯更具優(yōu)勢，例如對復(fù)雜度較高的地形、地貌等測繪工作的開展，GPS技術(shù)明顯占據(jù)優(yōu)勢。但盡管GPS技術(shù)在如今土地測繪工作中的應(yīng)用更具優(yōu)勢，操作簡便且精度較高，但其仍需要采取相關(guān)優(yōu)化手段，提升土地測繪效率。在利用GPS技術(shù)進(jìn)行觀測的過程中，外界條件不會對觀測向量造成限制，這也是GPS技術(shù)相較于傳統(tǒng)測繪方法獨有的優(yōu)勢。但是系統(tǒng)誤差等是GPS技術(shù)測繪過程中的誤差所在，觀測的偶然誤差是否對測繪結(jié)果造成影響由精度與可靠性兩方面共同決定，精度與可靠性有助于控制GPS技術(shù)網(wǎng)模型。因此，在進(jìn)行GPS技術(shù)的優(yōu)化時，可以從以上兩方面著手，綜合考慮多方面因素，對于儀器等精準(zhǔn)度進(jìn)行全面考慮，優(yōu)化GPS技術(shù)，以便使其在土地測繪工作中有一個更為精準(zhǔn)的應(yīng)用。

3.1.3 位置基準(zhǔn)點偏差的影響

在進(jìn)行城鎮(zhèn)土地控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計時，如果采取常規(guī)的布局方法，也就是以城市附近的國土區(qū)域為基準(zhǔn)點，并在基礎(chǔ)上假想一些坐標(biāo)值，從而形成獨特的坐標(biāo)系統(tǒng)。GPS技術(shù)的產(chǎn)生和使用已經(jīng)代替了此種方法，可以通過GPS技術(shù)直接構(gòu)建土地控制網(wǎng)，并利用各點位之間的坐標(biāo)差異進(jìn)行測定，而GPS技術(shù)主要是對橢圓基準(zhǔn)和面進(jìn)行參考。如果基準(zhǔn)位于緯度偏上的地方，此種形式的偏差會使得GPS系統(tǒng)網(wǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但是因GPS技術(shù)的定位較為精準(zhǔn)，因此此過程中產(chǎn)生的偏差可以直接忽略不計。倘若GPS技術(shù)系統(tǒng)網(wǎng)出現(xiàn)的偏差過大，此時便需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)計算，對于存在誤差的現(xiàn)象進(jìn)行彌補。

3.2 GPS技術(shù)地籍細(xì)部的測量

使用GPS技術(shù)進(jìn)行地籍細(xì)部的測量時，其工作的重點內(nèi)容之一便是草圖的繪制，使草圖更具直觀性。立足于施工地進(jìn)行相關(guān)土地信息的采集是地籍細(xì)部測量工作的核心所在。而GPS技術(shù)憑借其測繪速度快的優(yōu)勢，可以及時隨測繪位置的變化做出快速反應(yīng)，實時計算處坐標(biāo)間的角度與距離。野外測繪有著多種數(shù)據(jù)記錄方式，例如便攜機(jī)記錄、電子手簿記錄等。在完成數(shù)據(jù)的記錄后，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，一般采用專業(yè)電線將數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)。采用GPS技術(shù)測量的數(shù)據(jù)需要在測量后將其進(jìn)行記錄與傳輸，避免數(shù)據(jù)的丟失加重測繪人員工作的負(fù)擔(dān)。

3.3 手持式GPS接收機(jī)在土地動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

3.3.1 傳統(tǒng)監(jiān)測方式的局限

傳統(tǒng)的監(jiān)測方法一般選擇簡單補測法與平板儀補測法等，在實際的土地監(jiān)測中較為局限，容易受到地形、地貌等外界環(huán)境因素的干擾。雖然可以用于進(jìn)行簡單的監(jiān)測，但是無法實現(xiàn)及時反映環(huán)境的動態(tài)變化，尤其是應(yīng)用于某些微觀環(huán)境中的監(jiān)測。傳統(tǒng)的監(jiān)測方式只能應(yīng)對小范圍內(nèi)變更明顯的環(huán)境變化，且測繪速度慢，精準(zhǔn)度較低，同時在測繪過程中容易受到外界因素的干擾，不利于監(jiān)測工作的順利進(jìn)行。

3.3.2 應(yīng)用手持GPS接收機(jī)進(jìn)行土地動態(tài)監(jiān)測

采用手持GPS接收器的檢測方法也更加靈活，可以追蹤八顆衛(wèi)星，記錄每一個點、線與面之間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，并保存位置數(shù)據(jù)和屬性特征。使用手持GPS接收器設(shè)備進(jìn)行對土地的動態(tài)觀測，基準(zhǔn)站也可以用另一臺接收機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的兼容，并通過相位平滑偽距差分法，估算流動站的相對位移，進(jìn)而實現(xiàn)定位的目的。

4 GPS技術(shù)應(yīng)用前景的展望

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)得到不斷的升級與完善，同時相關(guān)建筑單位將其廣泛應(yīng)用于土地測繪工作中，提高了測繪精度的同時提升了測繪的效率，為土地測繪工作帶來了較多優(yōu)勢，推動了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。因此，GPS技術(shù)未來也將廣泛應(yīng)用于土地測繪領(lǐng)域并不斷優(yōu)化與升級，在此對其未來在土地測繪中應(yīng)用的方式做出展望：

4.1 GPS技術(shù)與GIS技術(shù)結(jié)合使用

GIS技術(shù)的工作原理為將測量控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使得測量數(shù)據(jù)更加可靠。同時此技術(shù)具有低成本、操作方便的特點。因此，在應(yīng)用GPS技術(shù)時，可以將其與GIS技術(shù)結(jié)合使用。將通過GPS測量的數(shù)據(jù)輸入到整體系統(tǒng)中，系統(tǒng)將測量數(shù)據(jù)以圖形的形式呈現(xiàn)和計算，最好幫助建筑企業(yè)獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。同時GIS技術(shù)可以幫助調(diào)整觀測點，選擇恰當(dāng)?shù)挠^測位置，為GPS技術(shù)的基準(zhǔn)點的選擇創(chuàng)設(shè)條件，幫助測繪人員獲得更為精準(zhǔn)的測繪結(jié)果。

4.2 3S集成技術(shù)在土地測繪工作中的應(yīng)用

3S技術(shù)為GPS、GIS、RS技術(shù)的融合，三種技術(shù)分別為全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)以及遙感技術(shù)，三種技術(shù)的協(xié)調(diào)使用取長補短，更加符合當(dāng)前建筑行業(yè)的測繪需求。GPS與RS技術(shù)為GIS系統(tǒng)的應(yīng)用提供信息并將其綜合為具有科學(xué)性的依據(jù)，幫助建筑企業(yè)做出決策。3S結(jié)合技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景，在地籍等的測繪中的發(fā)展前景更為突出。3s技術(shù)為現(xiàn)階段3種先進(jìn)技術(shù)的融合，依靠數(shù)字化的信息實現(xiàn)對土地信息的全面勘測，同時建立相關(guān)模型，幫助相關(guān)施工人員對施工場地進(jìn)行科學(xué)、合理的分析，避免意外事故的發(fā)生。此外，3s集成技術(shù)具體便捷、高效的特征，在提升土地測繪精度的同時提升了測繪效率。因此，其發(fā)展前景極為可觀。

4.3 全站儀變形監(jiān)測技術(shù)與GPS技術(shù)間協(xié)調(diào)應(yīng)用

全站儀變形監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)勢在于其自動化的監(jiān)測方式、高精度的測量優(yōu)勢等。此技術(shù)隨著科技的發(fā)展也在不斷進(jìn)行創(chuàng)新，朝著更加全面的方向發(fā)展。帶馬達(dá)的驅(qū)動方式使得此技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用更具自動化特征，程序化的控制方式使得測量的結(jié)果更為精確，素有“測量機(jī)器人”之稱。它可以在短時間內(nèi)自動搜尋測量目標(biāo)并對其進(jìn)行反復(fù)測量，實現(xiàn)變形監(jiān)測的自動化，補充GPS技術(shù)存在的缺陷，二者間協(xié)調(diào)使用，以滿足土地測繪的需求。

4.4 數(shù)字成像技術(shù)與GPS技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

此技術(shù)是使用計算機(jī)系統(tǒng)提取施工現(xiàn)場的三維信息來滿足復(fù)雜地形的測量工作。利用GPS技術(shù)提供的測繪數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行模型的創(chuàng)建。隨著近些年來數(shù)字成像技術(shù)的不斷完善，可以將其應(yīng)用于建筑領(lǐng)域與GPS技術(shù)結(jié)合使用，通過模型的創(chuàng)建為相關(guān)施工人員直觀展示土地模型。此外，在其完成測繪工作后可以利用數(shù)字成像技術(shù)進(jìn)行后續(xù)的監(jiān)督工作，以GPS技術(shù)提供的數(shù)據(jù)為依據(jù)，對現(xiàn)場的三維提取從而對施工現(xiàn)場的情況具有客觀把控，以保證建筑的安全性。

5 結(jié)束語

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國走向城鎮(zhèn)化的腳步加快，在建筑行業(yè)發(fā)展迅速的今天，建筑工程的基本工作顯得尤為重要。而土地測繪工作便是其中一項最為基本的工作。針對傳統(tǒng)測繪方式存在的缺陷，隨著GPS技術(shù)的成熟，相關(guān)建筑單位逐漸將GPS技術(shù)應(yīng)用于土地測繪工作中，在一定程度上提升了土地測繪工作的精準(zhǔn)度，同時提高了測繪工作的實際效率。在GPS技術(shù)未來的發(fā)展中，相關(guān)土地測繪人員可以考慮將其與其他先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，使其更好地服務(wù)于土地測繪工作，為土地領(lǐng)域的工作帶來更大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。