淺談GPS在土地勘測中的應(yīng)用

【摘 要】GPS技術(shù)在地籍控制及工程測量中得到廣泛應(yīng)用，不僅保障了測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和實時性，而且也提高了測繪工作的效率。我們將GIS技術(shù)與GPS技術(shù)進行有機結(jié)合，會更加便利對數(shù)據(jù)進行收集和處理，同時，隨著衛(wèi)星定位技術(shù) RTK的發(fā)展，GPS將在土地堪測中越來越發(fā)揮著重要作用。

【關(guān)鍵詞】GPS；地籍測量；GIS；RTK

在測繪地理信息領(lǐng)域，傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、測距儀由于全站儀的逐步推廣普及也漸漸被取代。近年來，隨著GPS測量技術(shù)的迅猛發(fā)展，地籍控制測量的作業(yè)方法更是發(fā)生了歷史性的變化。GPS測量通過接收衛(wèi)星發(fā)射的信號并進行數(shù)據(jù)處理，從而求定測量點的空間位置，它具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性?，F(xiàn)已成功應(yīng)用于地籍控制及細部測量、工程測量、航空攝影測量、工程變形測量、資源調(diào)查等諸多領(lǐng)域。

1、GPS在地籍控制測量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)進行地籍控制，沒有常規(guī)三角網(wǎng)（鎖）布設(shè)時要求近似等邊及精度估算偏低時應(yīng)加測對角線或增設(shè)起始邊等繁瑣要求，只要使用的GPS儀器精度與等級控制精度匹配，控制點位的選取符合GPS點位選取要求，那么所布設(shè)的GPS網(wǎng)精度就完全能夠滿足地籍規(guī)程要求。根據(jù)我們單位在2012年江蘇無錫市某鎮(zhèn)的GPS地籍控制測量工作的情況，有下面3點認識與大家學(xué)習(xí)討論：

1.1 GPS地籍控制網(wǎng)點的精度和密度

地籍測量的首要任務(wù)，是進行全測區(qū)的控制測量，它是測繪地籍圖件和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，而地籍控制網(wǎng)點的精度和密度，主要是為滿足土地權(quán)屬范圍的特征點。關(guān)于網(wǎng)點的密度，GPS地籍網(wǎng)可按測區(qū)范圍和先后次序分基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩類。由于城鎮(zhèn)地區(qū)界址點密度較大，故在保證網(wǎng)點的點位精度條件下，控制點密度力求增大到便于測定界址點，必要時在GPS網(wǎng)下再加密一級圖根導(dǎo)線，以便能直接從圖根點測定界址點。GPS各邊比常規(guī)網(wǎng)邊長變化幅度大且長短邊結(jié)合靈活方便。

1.2 用常規(guī)方法測定高程位置基準(zhǔn)點的偏差對GPS網(wǎng)的影響

當(dāng)應(yīng)用GPS定位技術(shù)代替常規(guī)測量建立地籍控制網(wǎng)時，由于GPS定位得到的是WGS-84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差，故GPS在參考橢球面上的網(wǎng)形與其在參考橢球面上的位置基準(zhǔn)有關(guān)。在經(jīng)度方向上位置基準(zhǔn)的偏差能使GPS網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn)，但對于一定范圍、高差較小的GPS網(wǎng)而言，其位置基準(zhǔn)在經(jīng)緯度方向上的偏差（一般100m以內(nèi)）對投影在橢球上網(wǎng)形的影響可忽略不計，對于高差大的GPS網(wǎng)則要求有較精確的起算數(shù)據(jù)。由于位置基準(zhǔn)在高程方向的偏差使投影在橢球面上的GPS網(wǎng)的尺度發(fā)生變化，所以，可用常規(guī)方法測定高程。

1.3 GPS地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計問題

在經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)中，兼顧精度、可靠性及成本費用等準(zhǔn)則的優(yōu)化設(shè)計已有許多研究和應(yīng)用。與經(jīng)典觀測相比，GPS觀測具有更為復(fù)雜的函數(shù)和隨機模型。盡管GPS具有靈活多變的布網(wǎng)方式，速度快、精度高等優(yōu)點，但GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計也存在優(yōu)化問題。優(yōu)化設(shè)計后的GPS測繪，更能顯示出GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益，并在地籍調(diào)查中發(fā)揮重大作用。 [1]

2、GPS在土地堪測中的作用

測繪地理信息事業(yè)是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項基礎(chǔ)性、公益性的事業(yè)。為經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展提供前期的準(zhǔn)備和測繪保障。土地測繪作為測繪科學(xué)的一個分支，扮演著越來越重要的角色。為規(guī)范土地管理提供了強有力的技術(shù)支持。

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展，給測繪地理信息工作帶來了質(zhì)的飛躍和巨大的影響，通過GPS進行地籍測量，具有布點靈活、計算機速度快、全天后的觀測等，點與點之間不要求通視，避免了以往地籍測繪工作點位的局限性。主要表現(xiàn)在以下3個方面：

2.1 GPS地籍控制網(wǎng)點的精度和密度

全地區(qū)的控制測量，是地籍測量的主要工作，也是測繪數(shù)據(jù)和圖件的基礎(chǔ)。按測區(qū)范圍和先后次序來講，網(wǎng)點的密度一般分為加密網(wǎng)和基本網(wǎng)兩種，通過控制網(wǎng)點的密度和其精度，提供界址點服務(wù)。根據(jù)需要，各級網(wǎng)可以分期布設(shè)，或者一次性地布設(shè)到指定的密度，同時，根據(jù)需求的變化進行相應(yīng)的調(diào)整?？紤]到城鎮(zhèn)地區(qū)界址點的密度較大，在有需要的時候，可以在GPS網(wǎng)下再加密一級圖根導(dǎo)線，從圖根點測定相應(yīng)的界址點，以滿足測繪的要求。如《河南省地籍調(diào)查實施細則》中要求界址點對鄰近圖根點點位中誤差為5cm～7.5cm，也只有應(yīng)用GPS網(wǎng)絡(luò)才能達到如此高的幾何精度。

2.2 位置基準(zhǔn)點的偏差對GPS 網(wǎng)絡(luò)的影響

由于傳統(tǒng)測量技術(shù)的落后，目前，GPS定位技術(shù)已經(jīng)全面取代常規(guī)的測量，來以此建立地籍控制網(wǎng)絡(luò)。GPS定位得到的是三維坐標(biāo)差，所以，其在參考橢球面上的網(wǎng)形與其位置基準(zhǔn)有關(guān)。一般而言，當(dāng)位置基準(zhǔn)在經(jīng)緯度上的偏差在100m以內(nèi)時，其在橢球上的投影是可以忽略的。當(dāng)高度差大于100m的時候，則GPS網(wǎng)會要求較精確的起算數(shù)據(jù)。[2]

2.3 GPS地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

GPS具有多樣而且靈活的布網(wǎng)方式、精度高以及速度快等特點，但由于GPS觀測系統(tǒng)有更加復(fù)雜的隨機模型和函數(shù)，所以GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計也存在優(yōu)化問題。點對點之間可以不受通視這個條件的限制給GPS網(wǎng)的優(yōu)化提供了可實現(xiàn)的條件。目前，GPS網(wǎng)的主要誤差是粗差以及系統(tǒng)模型的誤差造成的。所以在進行優(yōu)化設(shè)計的過程中，要考慮網(wǎng)的可靠性準(zhǔn)則、儀器標(biāo)稱精度、規(guī)程要求精度以及人員配備與預(yù)支成本費用等條件?？刹捎脵C助模擬法或者其它可行的方法對GPS網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化設(shè)計，提高其定位的精度，增加其產(chǎn)生的效益，使GPS網(wǎng)絡(luò)在地籍測量中發(fā)揮越來越重大的作用。 [3]

3、GPS未來發(fā)展的趨勢

3.1 GPS與GIS的有機結(jié)合對地籍信息系統(tǒng)的影響

地籍信息系統(tǒng)是依托計算機、網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)，對數(shù)據(jù)采集、處理以及成果輸出實現(xiàn)自動化管理的信息系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)輸入、管理以及輸出三大部分。通過GPS技術(shù)進行實測，可以有效的取得包括行政界線、宗地界線和宗地屬性及地表覆蓋物的形狀情況以及幾何位置，將這些信息記錄下來，并輸入到地籍信息數(shù)據(jù)庫中，通過地籍信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的加工，處理，得到最后繪制輸出的成果圖件。同時，保證信息的時效性，隨時對地籍信息系統(tǒng)進行動態(tài)的數(shù)據(jù)更新。借鑒成熟的GIS系統(tǒng)，實現(xiàn)GPS與GIS的完美結(jié)合，更好地改進和發(fā)揮地籍信息系統(tǒng)模塊的功能，實現(xiàn)地籍信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化以及自動化功能。[4]

3.2 RTK技術(shù)在建設(shè)用地勘測定界中的開發(fā)前景

GPS RTK，載波相位實時動態(tài)差分定位，作為GPS定位發(fā)展的最新成果，它的實時處理可以實現(xiàn)更高的精度。通過GPS的衛(wèi)星系統(tǒng)接收實時信息與基準(zhǔn)站發(fā)送的改正信息，進行信息和解碼，自動給出厘米級精度的定位數(shù)據(jù)。通過系統(tǒng)的軟件，傳送到TDCI電子手簿供實地勘測定界放樣。RTK技術(shù)可以簡化工作程序，避免關(guān)系距離放樣、解析法放樣等方法的復(fù)雜性，對輸電線路、鐵路等道路工程的放樣更為有效有實用。

4、結(jié)束語：

伴隨著GPS衛(wèi)星全球定位技術(shù)的發(fā)展，特別GPS、GIS、RS（遙感系統(tǒng)）的有機結(jié)合，GPS技術(shù)在土地堪測中將發(fā)揮越來越重要的作用。由于其技術(shù)特點，它縮短了測繪時間、提高了測繪的精度，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。它的廣泛應(yīng)用，將為各項建設(shè)和社會發(fā)展提供測繪保障，是最基礎(chǔ)也是最重要的科學(xué)技術(shù)事業(yè)。

參考文獻：

[1]陳睿.GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用[J].北京測繪，2010-09-25.

[2]楊增金.論全球定位系統(tǒng)（GPS）的原理及在工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾（下旬刊），2008-06-21.

[3]趙崇廣.GPS定位技術(shù)在勘界測繪中的應(yīng)用[J].福建地質(zhì)，2002-03-30. [本文轉(zhuǎn)自：lunwen.1kejian.com]

[4]夏定華，馬耀昌.GPS RTK測量精度評估試驗研究[D].中國水力發(fā)電工程學(xué)會水文泥沙專業(yè)委員會第八屆學(xué)術(shù)討論會論文集，2010-11-01.