農(nóng)業(yè)信息化建設中手機地圖定位誤差分析

初金星

摘 要：當前，我國對于手機地圖定位的研究情況依然在系統(tǒng)化的使用方面，很少注意對地圖定位進行科學的誤差分析。在手機的系統(tǒng)中，沒有足夠的數(shù)據(jù)作為參考，這就造成了在農(nóng)業(yè)信息化建設的過程中，容易出現(xiàn)不可預知的誤差問題。而且，人們也不熟知避免減少誤差問題的合理的辦法。這些問題多在很大程度上阻礙了手機地圖定位系統(tǒng)的拓展，同時也會影響手機信息的應用性。本文通過認真的分析手機地圖定位系統(tǒng)，確定誤差的原因，針對誤差問題提出了相應的解決方法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)信息化；手機地圖定位；誤差分析

自20世紀60年代以來，地理信息系統(tǒng)（GIS）獲得了迅猛發(fā)展，被廣泛應用于土地、交通、水利、林業(yè)等方面，在日常生活中扮演著越來越重要的角色。近年來隨著信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是無線網(wǎng)絡的優(yōu)化和移動終端質(zhì)量的不斷提高，移動GIS已經(jīng)成為GIS發(fā)展的一個重要方面，尤其是在農(nóng)業(yè)信息化過程中實時監(jiān)測、外業(yè)調(diào)查、系統(tǒng)建設等方面正發(fā)揮著巨大的作用。手機GIS成為促進移動GIS發(fā)展的重要因素，逐步成為農(nóng)業(yè)信息化過程的一個重要支撐。手機通過無線網(wǎng)絡與服務器進行數(shù)據(jù)交換，從數(shù)據(jù)庫獲取所需農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)。依托手機和無線網(wǎng)絡，發(fā)揮手機GIS靈活便捷的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)任何人、任何時間、任何地點使用相關(guān)農(nóng)業(yè)信息服務的目標，從而使農(nóng)業(yè)信息的能夠被及時準確地共享。

1 研究區(qū)域的特點

本次研究的是我國某市的某地區(qū)。其中它的總?cè)丝跒?.2萬人，轄下有39個行政村，地區(qū)將近140平方千米。該地區(qū)的山地、平原各自占據(jù)總面積的四分之一。地區(qū)內(nèi)的物產(chǎn)資源相當豐富，耕地面積達到50平方千米。

2 研究方法及技術(shù)路線

分別采用定性和定量分析的方法，在小尺度范圍內(nèi)進行實地測算，通過對系統(tǒng)各個流程進行分析，確定誤差來源；對產(chǎn)生誤差的流程，通過定量計算，確定誤差大小。研究過程主要分為四個階段，即數(shù)據(jù)準備階段、數(shù)據(jù)處理階段、數(shù)據(jù)計算階段和結(jié)果分析階段。

2.1 數(shù)據(jù)準備階段。一方面從測繪部門獲取所需數(shù)據(jù)，另一方面使用手機和HOLUS GPS接收機進行實地量測。

2.2 數(shù)據(jù)處理階段。對測取的數(shù)據(jù)進行坐標系轉(zhuǎn)換，并對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行修正。

2.3 數(shù)據(jù)計算階段。計算各個流程誤差和最終誤差的大小。

2.4 分析。根據(jù)計算結(jié)果進行分析得出研究結(jié)論。

3 研究數(shù)據(jù)的采集

本次研究的地區(qū)一共選擇了18個測量地點用來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。測量地點必須滿足以下條件：

3.1 每個地點必須和其中的一個地點相通，這樣有利于測量任務持續(xù)進行。

3.2 選擇的地點四周高度角大于15°的位置不能存在障礙物，避免掃描信號被削弱或被吸收掉。

3.3 地點需要與功率較大的發(fā)電源或者高電壓的線路保持一定的距離，避免電磁場干擾手機接收到的GPS信號。

3.4 選擇的地點所在的位置，應該有廣闊的視角，便利的交通，能夠持續(xù)發(fā)展并且能夠保留數(shù)據(jù)。為以后的檢測和調(diào)查提供方便。

3.5 選擇的地點要遵循導線規(guī)定的標準，同時還要滿足GPS的測量條件。

4 對于誤差的分析

4.1 誤差來源

手機中安裝的GIS系統(tǒng)在使用過程中，會先對手機所在的位置進行定位，之后把手機中顯示的位置坐標信息轉(zhuǎn)變成與地圖相匹配的坐標系統(tǒng)，在地圖上顯示的位置就是手機實際所在的位置。主要的步驟包括：手機位置的確定、坐標信息的匹配和地圖匹配位置。

4.1.1 手機位置的確定

手機系統(tǒng)內(nèi)部的GPS體系對于位置的確定存在一定的偏差，定位的可靠性不夠高，而且與專業(yè)的GPS系統(tǒng)測量的信息有較大的誤差，獲得的位置信息不夠標準。這樣會導致位置的錯位，在地圖的定位中就會出現(xiàn)誤差。

4..1.2 坐標信息的匹配

手機在開啟GPS定位系統(tǒng)后會自動獲取位置信息，并迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閃GS坐標體系，這樣的系統(tǒng)通常會應用于我國某地區(qū)的平面位置中。因此，在需要對坐標信息進行匹配之前，還要將獲取的位置信息轉(zhuǎn)變?yōu)槟车貐^(qū)的平面位置。在進行信息轉(zhuǎn)換的過程中，容易產(chǎn)生誤差。

4.1.3 地圖匹配位置

在獲取手機實際所在的位置坐標后，將獲取的信息顯示到地圖上，在于地圖匹配的過程中，可以運用科學的運算，合理的整理數(shù)據(jù)，將誤差減小到最低或者消滅。使定位到的位置更加明確。通過對手機GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析，不難發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)誤差的方面有兩個。一方面是手機本身定位產(chǎn)生的誤差，另一方面是與地圖匹配坐標時產(chǎn)生的誤差。這兩個方面產(chǎn)生誤差的情況是無法避免的，因此只能想辦法將之減到最低。

4.2 誤差計算

在研究手機定位的數(shù)據(jù)中，需要計算手機定位過程中產(chǎn)生的誤差大小，地圖坐標信息的匹配過程中產(chǎn)生的誤差，然后計算手機GIS系統(tǒng)中的最小誤差。

4.2.1 對手機定位中的誤差進行運算。運用GIS接受系統(tǒng)和手機測量的數(shù)據(jù)在各個方向確定位置坐標和差值，將差值的絕對值當成誤差的大小，計算兩個點之間的距離大小，并作為點的偏移量。

4.2.2 計算坐標系轉(zhuǎn)換誤差。GPS接受器測量的數(shù)據(jù)與手機測量的平面位置的坐標的相差數(shù)據(jù)被稱為坐標系的轉(zhuǎn)換誤差。將差值的絕對值當成誤差的大小，并且計算地點之間相差的距離。

4.2.3 計算整個流程的最終誤差。計算手機測取的數(shù)據(jù)與準確的平面坐標X，Y方向的坐標差值，以差值的絕對值作為最終誤差的大小，并計算點的偏移距離。

4.4 誤差分析

（1）手機GPS系統(tǒng)中出現(xiàn)的誤差；（2）坐標轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的誤差；（3）最后計算的誤差。由研究結(jié)果可知，在使用手機GIS系統(tǒng)張要注意在小范圍內(nèi)進行。如數(shù)據(jù)校正后，誤差大小可以控制在5m左右，對于指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有較高的實用價值；從誤差來源來看，手機GPS定位誤差大約在5m（由于大氣狀況、周圍環(huán)境狀況等，該誤差可能會更大），坐標系轉(zhuǎn)換造成的誤差在3m左右，其中手機定位誤差大小與手機GPS的質(zhì)量和大氣狀況有關(guān)，坐標系轉(zhuǎn)換的誤差在于所獲取的轉(zhuǎn)換參數(shù)的精確性，誤差的主要源頭還是在于手機GPS的定位誤差。

結(jié)束語

綜上所述，在研究農(nóng)業(yè)信息化中的手機地圖定位誤差的過程中，可以了解到產(chǎn)生誤差的主要原因、誤差的大小以及避免誤差的有效方法。減小手機GIS系統(tǒng)的誤差的方法有兩種。第一種是運用科學的手段提高手機的質(zhì)量，促使GPS系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)時更加精確，手機地圖對位置的匹配準確，盡量減小誤差，改善信息化數(shù)據(jù)；第二種是使用更加標準的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的模型，通過測量部門的數(shù)據(jù)來進行與地圖的匹配，盡量減小手機定位的誤差。通過上述兩種方法，手機GIS系統(tǒng)處理的信息能夠保證農(nóng)業(yè)信息化數(shù)據(jù)的精確性，有利于普及手機地圖定位的技術(shù)?！?/p>

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