地理信息系統(tǒng)中GPS控制測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用

王琳 吳剛

（1.江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院江西南昌 330001；2.江西省測(cè)繪應(yīng)急保障服務(wù)中心江西南昌 330046）

地理信息系統(tǒng)中GPS控制測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用

王琳1吳剛2

（1.江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院江西南昌 330001；2.江西省測(cè)繪應(yīng)急保障服務(wù)中心江西南昌 330046）

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)給控制測(cè)繪工作帶來(lái)了全新的變化，對(duì)地籍測(cè)量、工程測(cè)量等工作產(chǎn)生了極其重要的影響，并被運(yùn)用于地理信息系統(tǒng)中，為其發(fā)展起到了巨大的使用。本文從GPS控制測(cè)繪技術(shù)的原理、特點(diǎn)等不同方面進(jìn)行探討，同時(shí)研究它在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。

GPS；控制測(cè)繪技術(shù)；應(yīng)用

1 導(dǎo)語(yǔ)

隨著GPS技術(shù)的不斷進(jìn)步，其應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)展，尤其在控制測(cè)繪工作之中，例如地籍測(cè)量、地形圖繪制等各個(gè)方面均發(fā)揮著相當(dāng)重要作用，并帶來(lái)了積極性影響。與此同時(shí)，GPS控制測(cè)繪技術(shù)也被應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)中，又作用于現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展。

2 GPS控制測(cè)繪技術(shù)的概述

2.1 GPS控制測(cè)繪技術(shù)的定義

GPS是Global Positioning System的縮寫(xiě)，全名為：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也就是在全球范圍內(nèi)，通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航對(duì)地面上的物體進(jìn)行地面監(jiān)控，并能提供精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)，形成一個(gè)具有全球性、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性特征的全球定位系統(tǒng)。在控制測(cè)繪系統(tǒng)中，GPS用于測(cè)量各種數(shù)據(jù)，如：全球性的地球動(dòng)態(tài)參數(shù)、全國(guó)性大地測(cè)量控制網(wǎng)，建立陸地海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)，監(jiān)控板塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和捕獲地震信息，測(cè)定航空航天攝影瞬間的相機(jī)位置甚至航片、衛(wèi)片參數(shù)。GPS功能還能用于工程建筑設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和監(jiān)控方面，能為工程建設(shè)提供技術(shù)支持，解決了因障礙物、高度、惡劣地形等因素?zé)o法進(jìn)行人工測(cè)量的問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，GPS控制測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)跟地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合，這將給測(cè)量領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命。

2.2 GPS控制測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

①高效性。GPS相對(duì)于早期使用的傳統(tǒng)測(cè)量手段來(lái)說(shuō)，具有高效性的特點(diǎn)，前者可以一次性對(duì)某個(gè)位置進(jìn)行三維坐標(biāo)、高程測(cè)量、定位，而后者必須通過(guò)兩種或兩種以上的儀器才能做到。首先，GPS在測(cè)繪區(qū)域網(wǎng)內(nèi)還能任意的取點(diǎn)、補(bǔ)點(diǎn)，不需要反復(fù)測(cè)量來(lái)增加控制點(diǎn)的數(shù)量，從而為工程建設(shè)節(jié)省了時(shí)間、人力、物力方面的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。其次，在測(cè)繪工程中，GPS系統(tǒng)的信號(hào)接收機(jī)接收到信號(hào)后便可在接收機(jī)顯示屏上讀取該主線(xiàn)的每一點(diǎn)的三維坐標(biāo)，而測(cè)量人員的人工測(cè)量，需進(jìn)行平面測(cè)量，確定主線(xiàn)點(diǎn)位置后再采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行地面高程測(cè)量，對(duì)于同一區(qū)域同一方向的測(cè)量，測(cè)量人員需要進(jìn)行兩次不同的空間測(cè)量才能計(jì)算出立體坐標(biāo)。

②實(shí)時(shí)性。因?yàn)镚PS控制測(cè)繪技術(shù)可以根據(jù)不同的客戶(hù)需求，或者客戶(hù)不定時(shí)的要求，按照多樣化的設(shè)計(jì)形式，對(duì)測(cè)量效果進(jìn)行實(shí)時(shí)更改。第一，這樣有效避免了事后更改造成的時(shí)間、人物、物力等方面的損失，提高工作效率。第二，GPS控制測(cè)繪技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)作業(yè)來(lái)完成，在數(shù)據(jù)傳輸和處理方面能夠有效地保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，更有利于獲得準(zhǔn)確性高的三維坐標(biāo)。第三，GPS控制測(cè)繪技術(shù)改變了高程測(cè)量和平面測(cè)量相分離的測(cè)量形式，在確定平面坐標(biāo)的同時(shí)進(jìn)行高程確定，從而有利于獲得更準(zhǔn)確的空間點(diǎn)位的三維坐標(biāo)。

2.3 GPS控制測(cè)繪技術(shù)的技術(shù)體系

①控制網(wǎng)。為了充分發(fā)揮GPS控制測(cè)繪技術(shù)的功能，必須建立精確度高、靈活性強(qiáng)、分布均勻的三維測(cè)量控制網(wǎng)。通過(guò)建立控制網(wǎng)，GPS在測(cè)繪過(guò)程中可排除高度、障礙物、地形等因素的干擾，有效提高測(cè)量精確度。

②連續(xù)運(yùn)行GPS基準(zhǔn)站?；鶞?zhǔn)站的作用是存儲(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)果，并向用戶(hù)提供觀測(cè)數(shù)據(jù)?；鶞?zhǔn)站提供給客戶(hù)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)規(guī)范采樣模式進(jìn)行記錄的，同時(shí)，需要每隔一個(gè)時(shí)間段傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，在實(shí)施數(shù)據(jù)處理過(guò)后，將控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)確立后才能準(zhǔn)確獲得。在以后的測(cè)量中，可以重復(fù)利用基準(zhǔn)站的相關(guān)信息，避免大量不設(shè)監(jiān)控點(diǎn)，從而提高測(cè)量的工作效率。

③實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS技術(shù)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS技術(shù)在測(cè)繪中具有時(shí)間短、精度高的特點(diǎn)，并且具有在區(qū)域內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)便可直接測(cè)得坐標(biāo)位置的優(yōu)勢(shì)，這給測(cè)繪工作帶來(lái)的快速、可靠的技術(shù)支持，而且與傳統(tǒng)的放樣方法相比，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)的主要部分包括數(shù)據(jù)鏈、基準(zhǔn)站接收機(jī)和流動(dòng)站接收機(jī)，主要通過(guò)這三大部分接受、發(fā)送信號(hào)從而獲得相應(yīng)的基準(zhǔn)站坐標(biāo)和精度指標(biāo)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分PGS技術(shù)操作方法簡(jiǎn)單，因此被應(yīng)用到工程測(cè)量領(lǐng)域中去，從而提高測(cè)繪工作的精確度。

3 關(guān)于GIS地理信息系統(tǒng)

GIS，中文名為地理信息系統(tǒng)。其是一門(mén)內(nèi)容涉及到多個(gè)領(lǐng)域，包括現(xiàn)代計(jì)算機(jī)學(xué)、地理學(xué)、信息學(xué)、管理學(xué)以及測(cè)繪科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的新興學(xué)科。它主要采用數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體等新型技術(shù)以進(jìn)行地理信息處理，從而及時(shí)、準(zhǔn)確地采集、修改、更新地理空間數(shù)據(jù)和屬性信息，為決策者提供可視化的信息支持。30余年前，GIS地理信息系統(tǒng)以一種計(jì)算機(jī)輔助制圖工具問(wèn)世，至今卻已發(fā)展成為影響世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)，其應(yīng)用領(lǐng)域已從初期的環(huán)境保護(hù)以及礦產(chǎn)資源管理領(lǐng)域，不斷擴(kuò)展到現(xiàn)在的水利電力、城市規(guī)劃等多個(gè)跟空間地理有著密切聯(lián)系的領(lǐng)域。根據(jù)專(zhuān)家評(píng)估，在日常生活、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等活動(dòng)當(dāng)中涉及的信息，有80%的信息離不開(kāi)地理信息，與此息息相關(guān)。因此，GIS地理信息系統(tǒng)將可能成為現(xiàn)代的支柱性產(chǎn)業(yè)，并成為信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部分。

4 GPS控制測(cè)繪技術(shù)在GIS地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 領(lǐng)域應(yīng)用

隨著GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，測(cè)繪測(cè)量除了對(duì)空間實(shí)物的測(cè)量定位之外，更深入到其他廣闊的領(lǐng)域中去，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、巡航定位、城市規(guī)劃、資源管理、地面監(jiān)控，氣象信息等，GPS控制測(cè)繪技術(shù)的工作原理和GIS地理信息系統(tǒng)的空間屬性以及數(shù)據(jù)處理功能，讓人們通過(guò)圖解的形式對(duì)一些微觀的事物有了更深的了解。

4.2 技術(shù)應(yīng)用

在當(dāng)今發(fā)展階段，GPS控制測(cè)繪系統(tǒng)和GIS地理信息系統(tǒng)在技術(shù)科學(xué)上的結(jié)合，為城市的發(fā)展、人們的出行、國(guó)家的建設(shè)等提供了準(zhǔn)確、高效、快速、真實(shí)、便捷的信息化資源，它們相結(jié)合的產(chǎn)物，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于大眾的日常生活和工作中，如計(jì)算機(jī)中獲得的地理信息地圖、氣象監(jiān)測(cè)等。

4.3 生活應(yīng)用

在人們的日常生活當(dāng)中，GPS也發(fā)揮著重要作用。例如需要對(duì)國(guó)家旅游景點(diǎn)進(jìn)行查詢(xún)了解時(shí)，可通過(guò)GPS控制測(cè)繪技術(shù)在該城市的GIS地理信息系統(tǒng)中實(shí)施有效的查找，對(duì)周邊環(huán)境和地理情況進(jìn)行網(wǎng)上查詢(xún)，進(jìn)行了解實(shí)際道路景觀、位置等信息，方便旅游出行。還有就是現(xiàn)在的手機(jī)一般都安裝了搜索可視地圖的應(yīng)用，該應(yīng)用能更準(zhǔn)確的確定手機(jī)位置，并進(jìn)行地理搜索，方便查詢(xún)企業(yè)或辦公地點(diǎn)位置，節(jié)省時(shí)間。同時(shí)，該功能還能進(jìn)行手機(jī)綁定，在手機(jī)丟失的情況下通過(guò)GPS系統(tǒng)確定手機(jī)位置。在日常工作中，GPS同樣發(fā)揮著重要作用。例如，在警察辦案中，GPS系統(tǒng)可幫助警方確定信息來(lái)源位置，及時(shí)鎖定目標(biāo)人物，有效快速地進(jìn)行抓捕。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)上述的論述，通過(guò)對(duì)GPS控制測(cè)繪技術(shù)的定義、特點(diǎn)、技術(shù)體系等方面內(nèi)容進(jìn)行分析，并對(duì)GPS控制測(cè)繪技術(shù)在GIS地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)探討。GPS控制測(cè)繪技術(shù)有著高效性以及實(shí)時(shí)性等的特點(diǎn)，跟傳統(tǒng)測(cè)量方法相對(duì)比，更為簡(jiǎn)單、方便、快捷、高效、精確，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS控制測(cè)繪技術(shù)將在GIS地理信息系統(tǒng)中得到更廣泛、更完善的發(fā)展，同時(shí)期待它不僅僅局限應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)和目前所應(yīng)用到的領(lǐng)域中，也能為其他更廣泛的領(lǐng)域所應(yīng)用，為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步發(fā)揮其積極的作用。

［1］李陽(yáng).GPS測(cè)量在地籍測(cè)繪控制測(cè)量中的應(yīng)用［J］.應(yīng)用科技，2009.01

［2］任幼萍.GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009:28-29.

［3］李建光.試論測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用［J］.科技致富向?qū)В?011.

［4］陳秀芳.淺談地理信息系統(tǒng)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)［J］.中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)，2011（12）.

［5］張永慧.淺談新時(shí)期測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用［J］.科技致富向?qū)В?011.

［6］滿(mǎn)樹(shù)徐.張軍.GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.信息工程，2011.