對于線狀地物的勘測技術(shù)的研究

牛紅艷

摘 要：線狀地物的勘測比普通土地勘測的技術(shù)要求要高，以得到較為精準的土地勘測信息，而這方面的技術(shù)開發(fā)也十分廣泛。本文重點從線狀地物勘測的定位技術(shù)與線狀地物勘測的地理信息管理技術(shù)兩個方面著手，對相關(guān)內(nèi)容進行了分析。

關(guān)鍵詞：線狀地物 勘測技術(shù) 精準定位 地理信息管理

中圖分類號：P2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0051-01

1 線狀地物勘測的定位技術(shù)

1.1 精密單點定位技術(shù)的應用優(yōu)勢

利用IGS（international GNSS service）提供或自行計算的全球定位系統(tǒng)（global positioning system，GPS）衛(wèi)星的精密軌道和時鐘差，使用者只需要利用GPS雙頻接收機的觀測數(shù)據(jù)（含非差分的虛擬距離與載波相位觀勘測），在線狀地物區(qū)域任意位置都可以實現(xiàn)即時的或后級處理的高精度定位，這種定位方法稱為精密單點定位（PPP）。相對定位是指最少需要兩部接收機，其中一部接收機，安置在參考站（reference，其坐標已知）；另外一部接收機，安置在活動站上（rover，其坐標待測）。精密單點定位（PPP）與相對定位最大的區(qū)別，在于PPP必須處理衛(wèi)星時鐘差與接收機時鐘差。在相對定位方面，則至少需要兩部接收機同時收集數(shù)顆GPS衛(wèi)星觀勘測，并采取二次差分方式，將衛(wèi)星時鐘差與接收機時鐘差消除掉。在PPP方面，只需要一部接收機收集GPS衛(wèi)星觀勘測即可；然而，其無法利用二次差分方式消除系統(tǒng)誤差。所以，為了處理衛(wèi)星時鐘差，PPP采用IGS分布全球的GPS觀測站資料求解的精密衛(wèi)星時鐘差加以改正。至于接收機時鐘差方面，PPP則將其視為未知參數(shù)，以最小二乘平差法，在求解點位坐標時一并解算。因此，PPP只需要單一測站的GPS資料，就可以求得精密的測站點位坐標。

1.2 精密單點定位技術(shù)應用的修正模型

精密單點定位除了必須顧及模型中各項參數(shù)外，還需進行下列改正：天線相位中心偏差改正、地球自轉(zhuǎn)改正、固體潮改正、海潮改正等。天線相位中心偏差改正：精密衛(wèi)星軌道所提供的是衛(wèi)星質(zhì)量中心在空間的位置，而測距時測定的是從衛(wèi)星發(fā)射天線的相位中心到接收機天線相位中心之間的距離。因此，必須對衛(wèi)星質(zhì)量中心與發(fā)射天線相位中心之間的偏差進行改正。同樣，接收機天線的相位中心與它的幾何中心一般也不一致。天線定心時是以幾何中心為依據(jù)的，而定位時確定的是以天線相位中心的位置。所以定位時也必須顧及相位中心和幾何中心間的偏差。地球自轉(zhuǎn)改正：在地心地固坐標系中進行數(shù)據(jù)處理時，還必須進行地球自轉(zhuǎn)改正。固體潮改正：在月球和太陽的萬有引力作用下，彈性地球表面將產(chǎn)生周期性的變化。對精密單點定位的單日解而言，雖然周期性誤差基本上可以消除，但是殘差影響在水平方向可達5 cm，在垂直方向可達2 cm，因此，必須加以改正。海潮改正：海潮改正比固體潮要小一個等級。

1.3 線狀地物勘測中精密單點定位技術(shù)應用展望

精密單點定位已經(jīng)在線狀地物的控制測量中得到了實際的應用。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)了一些相關(guān)的軟件或者在軟件中增加了精密單點定位功能，如美國JPL的GIPSY/OASIS II軟件，加拿大卡爾加里大學的P3軟件，瑞士的BERNESE 4.2軟件中也增加了精密單點定位功能。國內(nèi)如武漢大學張小紅博士的Trip軟件等。目前，加拿大的自然資源部（NRCan）開始提供給用戶在線精密單點定位解算服務。相比RTK技術(shù)，精密單點定位技術(shù)顯示了很大的靈活方便性。不需要建立高等級控制點，也不需建立基站，各個測站之間的距離可以很長。在任意地區(qū)就可進行高精度的點位測量和地形圖測繪。在大范圍變形監(jiān)測中，由于其不像差分定位那樣要進行基線解算，其點位精度不受其他點位的影響，可得到其在統(tǒng)一坐標系下的坐標移動量。另外，由于精密單點定位技術(shù)提供的成果是ITRF坐標，在大多數(shù)情況下，可視為與WGS84坐標系統(tǒng)等同，這與我國的西安80坐標系和北京54坐標之間的轉(zhuǎn)換會非常方便。

2 線狀地物勘測的地理信息管理技術(shù)

2.1 技術(shù)應用與系統(tǒng)構(gòu)成

勘測信息管理資料庫系統(tǒng)大致上可分為管理信息系統(tǒng)（Management Information System，MIS）與地理信息系統(tǒng)兩大部分，前者為管理資料庫，后者為管理相關(guān)地理空間信息。地理信息系統(tǒng)是一門科技整合下的科學，其可進行系統(tǒng)資料的獲取、儲藏、復原、分析、圖形展現(xiàn)與空間資料等，并以電腦為基礎(chǔ)，進行空間資料的建立、存取、管理、分析、輸出及展示，且可依據(jù)不同的決策環(huán)境及目的，在線狀地物的勘測中發(fā)揮著重要作用。在線狀地物的勘測中，地理信息管理系統(tǒng)應包括以下6項技術(shù)內(nèi)容：線狀地物基礎(chǔ)信息圖庫和線狀地物信息圖庫；線狀地物空間數(shù)據(jù)格式和圖式圖例標準；較為完備的線狀地物地理信息數(shù)據(jù)庫框架；線狀地物樁號編碼管理模式，實現(xiàn)樁號和線狀地物信息的雙向快速查詢，提高信息查詢效率；分級用戶分級功能管理編制的專用線狀地物數(shù)字信息管理平臺，包括工程信息管理、線狀地物環(huán)境管理和線狀地物變化管理3個子系統(tǒng)；線狀地物地理信息管理系統(tǒng)，包括收集和整理相關(guān)資料、建立動態(tài)地理信息數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建數(shù)據(jù)標準和信息模式及編制信息管理專用平臺等。

2.2 系統(tǒng)建設

一是就硬件而言，目前難度較低的線狀地物勘測，將全部信息存放在普通的個人電腦中已足夠使用，且不致造成極大的問題。但對于難度較高的線狀地物勘測而言，則需要配置較高等級的GIS管理系統(tǒng)軟件，這也會帶來使用上的難度。就目前的GIS操作來說，其最有效率的操作環(huán)境仍會受到勘測層級、資料庫大小與屬性資料多少、資料管理方式擬定、使用者數(shù)量、電腦設備，以及軟件需求等因素的影響，最后的決策將根據(jù)視其勘測者的選擇，來有效運用GIS技術(shù)來整合內(nèi)部的資料。

二是以軟件來說，由于GIS操作的高度復雜性，使用者界面應該盡可能的清晰、精致、簡潔、直接，并且其指令的輸入以及操作方式應采用下拉式菜單或是對話框及鼠標按鍵予以輔助。就GIS軟件功能來說，大致上可分為五類。一是圖形資料制作與編修：傳統(tǒng)的圖形資料制作，均以人工繪制方式編制，不僅常出現(xiàn)錯誤、耗時且不易修改，以至于漸漸由電腦所取代。但將圖紙數(shù)字化成電腦檔案仍是一件相當費時且費力的工作，而這項工作也是GIS建置中的重要部分。二是資料庫管理：早期的圖形資料管理，往往是使用各種的圖紙，以至于一段時間后，常會面臨紙張多而雜亂，無法輕松地做有效率的搜尋或查閱，并且需要占據(jù)空間來做擺放位置。使用GIS系統(tǒng)可以有效的運用資料庫管理技術(shù)，進行多方位的整合性。三是查詢與顯示：對于GIS的圖形展示，是最基本的一項功能。該項功能可以顯示出平面甚至是立體的圖形，且可與資料庫相互連結(jié)，進行多重條件且重復查詢的動作。四是決策與分析：借助GIS分析功能，可以利用資料庫做各種數(shù)據(jù)的分析及決策（如統(tǒng)計回歸分析），并且可將其結(jié)果以立體空間來進行展示。

參考文獻

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