GPS在土地測(cè)繪中的應(yīng)用實(shí)踐探究

張艷波 馬水仙

摘 要：GPS技術(shù)已經(jīng)有了二十多年的發(fā)展時(shí)間，在該技術(shù)被推廣應(yīng)用的過(guò)程中，直接或間接的推動(dòng)了很多行業(yè)的變革。對(duì)于土地測(cè)繪工作而言，GPS技術(shù)的引入從根本上改變了工作的在當(dāng)今信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代之中，GPS全球定位技術(shù)是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，隨著GPS技術(shù)在人們生產(chǎn)生活中的不斷應(yīng)用，給人們的工作與生活帶來(lái)了更多便利，將GPS 技術(shù)運(yùn)用到土地測(cè)繪之中有效的推動(dòng)了測(cè)繪業(yè)的發(fā)展。本文主要針對(duì)GPS技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：GPS;測(cè)量技術(shù)土地;測(cè)繪應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：P271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）19-0091-02

GPS即全球定位系統(tǒng)，美國(guó)在1964年最先使用此項(xiàng)技術(shù)?，F(xiàn)如今，GPS技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于全球多個(gè)領(lǐng)域之中以及人們的日常生活之中，通過(guò)GPS的應(yīng)用，使得人們的生活得到了多個(gè)方面的便利。GPS具有全球覆蓋性以及實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了定位導(dǎo)航以及實(shí)時(shí)測(cè)量，與此同時(shí)，相比于其他測(cè)量技術(shù)，GPS的保密以及抗干擾能力也更強(qiáng)。近些年來(lái)，GPS技術(shù)在土地測(cè)繪以及軍事項(xiàng)目上的應(yīng)用也越來(lái)越普遍，并且依舊在不斷的發(fā)展與創(chuàng)新，取得了越來(lái)越多的成就。

1 GPS技術(shù)的概念

GPS是用來(lái)進(jìn)行全球定位的系統(tǒng)，其可以在全球范圍內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)航與定位。GPS接受裝置主要以無(wú)線(xiàn)電信號(hào)為傳播媒介，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)在傳播過(guò)程中所需要的運(yùn)輸時(shí)間，從而對(duì)距離進(jìn)行判斷，進(jìn)而對(duì)宇宙中各個(gè)衛(wèi)星所處的位置進(jìn)行判斷。GPS系統(tǒng)通過(guò)地面監(jiān)控部分、空間衛(wèi)星部分以及用戶(hù)設(shè)備部分組成的三角地位使其得以有效的應(yīng)用。衛(wèi)星信號(hào)在太空之中不斷的進(jìn)行一定的發(fā)射，地面的GPS信號(hào)接收機(jī)在對(duì)四顆以上衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)在接收后產(chǎn)生反應(yīng)之后，立即采取載波相位測(cè)量或者偽距測(cè)量的方法對(duì)衛(wèi)星信號(hào)到GPS接收機(jī)所用的時(shí)間進(jìn)行精確的測(cè)算，從而使得用戶(hù)的三維坐標(biāo)位置體現(xiàn)出來(lái)。

2 GPS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)擁有了精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀等先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器，在這些先進(jìn)儀器的推動(dòng)下，使我國(guó)的測(cè)量工程逐漸走向現(xiàn)代化。美國(guó)在1994年建立了完整的GPS系統(tǒng)之后，GPS技術(shù)在土地測(cè)量上的應(yīng)用有了質(zhì)的飛躍。由于GPS技術(shù)的定位速度快、精度準(zhǔn)、效率高，因此在土地測(cè)繪之中被廣泛應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)的發(fā)展中，隨著GPS差分定位以及RTK實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)之中，并且有著良好的發(fā)展前景。

3 GPS技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 地籍控制測(cè)量

現(xiàn)代土地測(cè)繪工作中，GPS所發(fā)揮的作用極為重要，他能夠?yàn)楣ぷ魅藛T及時(shí)高效的提供相應(yīng)的位置信息，在過(guò)程中系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)運(yùn)算相應(yīng)的程序，對(duì)獲取到的資源數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，使其能夠被直接應(yīng)用，減少了中間的計(jì)算流程，大幅度縮減了工作所需的時(shí)間，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且提高了整個(gè)流程的工作效率，對(duì)于相關(guān)工作的內(nèi)容展開(kāi)和流程進(jìn)行都產(chǎn)生了巨大的影響。過(guò)去在進(jìn)行土地測(cè)量時(shí)，尤其是在完成地籍控制測(cè)量工作過(guò)程中要求參與測(cè)繪的工作人員之間首先能夠達(dá)成相互通視的條件，如果由于當(dāng)?shù)刈匀粭l件不允許時(shí)，這一環(huán)節(jié)的難度會(huì)提升，大大降低了工作效率，造成工作時(shí)長(zhǎng)的增加，即使利用其他方式最終達(dá)成了工作內(nèi)容，但是由于缺乏比對(duì)，以及正常的工作流程被干擾最終實(shí)現(xiàn)的測(cè)量效果和精度，往往不能夠很好的滿(mǎn)足使用需求，仍然需要經(jīng)過(guò)其他方式進(jìn)行校正，花費(fèi)更多的時(shí)間，造成工作效率進(jìn)一步降低。而且在測(cè)量過(guò)程中需要大量的設(shè)備和人員加入，在這一過(guò)程中，只要測(cè)量工作沒(méi)有完成，相應(yīng)的成本就會(huì)一直增加，對(duì)測(cè)量工作成本控制會(huì)造成不利局面，在地形較為復(fù)雜的西部山區(qū)和丘陵地帶完成類(lèi)似工作內(nèi)容時(shí)難度較高，往往需要投入比平原地區(qū)更大的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，并且最終得出的結(jié)果精度有限，在使用時(shí)還需要有其他數(shù)據(jù)的輔助，造成數(shù)據(jù)的使用成本增加，需要額外投入更多的精力。而采用GPS定位技術(shù)，在進(jìn)行相關(guān)工作內(nèi)容作業(yè)時(shí)，由于其基準(zhǔn)面在太空，可以無(wú)視地面上障礙物的存在，整個(gè)測(cè)量過(guò)程能夠按照正常流程順利進(jìn)行，不必要進(jìn)行額外的計(jì)算，并且實(shí)際結(jié)果精度非常高，結(jié)果數(shù)值能夠直接輸入到下一階段的計(jì)算系統(tǒng)中，不需要對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行二次整理，整個(gè)工作流程中，工作人員只需要拿到相應(yīng)的接受一切，在相應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)發(fā)送信息位置，只要信息通道，保持暢通，就能在較短的時(shí)間內(nèi)過(guò)去極為精確的地理數(shù)據(jù)，并且相關(guān)數(shù)據(jù)能夠直接導(dǎo)出到其他工作格式中，不需要對(duì)其進(jìn)行二次整理，整個(gè)工作流程自然快速，大部分計(jì)算工作都是由計(jì)算機(jī)完成的，也能夠有效減少由于人工計(jì)算造成的誤差而導(dǎo)致最終計(jì)算結(jié)果精確度不夠的情況，并且由于計(jì)算機(jī)計(jì)算的效率更高，所以等待時(shí)間更短，整個(gè)數(shù)據(jù)從測(cè)量到結(jié)果出去可能只需要花費(fèi)很短的時(shí)間，而且數(shù)據(jù)的計(jì)算精度有所保障。工作人員可以將更多的精力和時(shí)間用在后續(xù)的工作內(nèi)容中，而不需要在原始數(shù)據(jù)收集整理過(guò)程中耗費(fèi)大量的精力，整個(gè)工作流程的安排能夠更加合理科學(xué)，對(duì)于工作人員的經(jīng)歷和勞動(dòng)強(qiáng)度也能夠進(jìn)行合理的管控。

3.2 地籍控制的精密度

進(jìn)行地籍測(cè)量的任務(wù)主要的工作內(nèi)容就是對(duì)整個(gè)待測(cè)區(qū)域進(jìn)行全方位的控制測(cè)量，實(shí)現(xiàn)的工作結(jié)果就是能夠?qū)φ麄€(gè)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)資料進(jìn)行實(shí)時(shí)的獲取，并且對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，確保其正確性。為了能夠達(dá)到這樣的結(jié)果，就需要每一個(gè)參與測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)定位要非常精準(zhǔn)，而且測(cè)量和計(jì)算系統(tǒng)的精密度也有很高的要求。GPS技術(shù)可以以非常高的精度對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的地理位置進(jìn)行明確，測(cè)量結(jié)果的精度很高。在GPS技術(shù)初期投入地級(jí)測(cè)量工作時(shí)，從業(yè)人員發(fā)現(xiàn)由于GPS定位所需的三維坐標(biāo)值，有可能存在坐標(biāo)差情況導(dǎo)致參考位置和定位之間可能存在一定的差距，這樣一來(lái)得到的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差情況，隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的軟件優(yōu)化和硬件補(bǔ)充，使得這樣的誤差情況變得越來(lái)越小。整個(gè)GPS系統(tǒng)的應(yīng)用成本精確度準(zhǔn)確性，在不斷的優(yōu)化升級(jí)過(guò)程中得到反復(fù)的提升，其最終達(dá)到使用效果，無(wú)限趨近于理論值的要求，并且考慮到一些特殊的工作內(nèi)容和使用環(huán)境，在對(duì)其軟件進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，能夠使整個(gè)測(cè)量過(guò)程更加快速方便。

3.3 地籍細(xì)部測(cè)量的應(yīng)用

在進(jìn)行d級(jí)細(xì)部測(cè)量的過(guò)程中，相關(guān)標(biāo)地點(diǎn)位置要求非常明確，如果由于參考位置出現(xiàn)偏差，整個(gè)測(cè)量工作將無(wú)從進(jìn)行，而過(guò)去通過(guò)人工設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，如果由于自然環(huán)境影響導(dǎo)致原先設(shè)定的標(biāo)的物位置發(fā)生變化，那么整個(gè)測(cè)量工作將無(wú)法順利進(jìn)行最終得出的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果也會(huì)與實(shí)際情況偏差較大，如果不使用，GPS技術(shù)僅僅通過(guò)，在待測(cè)區(qū)域選擇參考點(diǎn)就很有可能會(huì)遇到這樣的問(wèn)題，在過(guò)去從業(yè)人員面對(duì)此類(lèi)情況時(shí)，一般是將標(biāo)的物選擇為不容易發(fā)生位置改變或偏移的地方，但是符合此類(lèi)要求的參考點(diǎn)，一般體積較大，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確定位，但是選擇其他小型標(biāo)的物又容易出現(xiàn)位置偏移的情況，所以這一直成為困擾從業(yè)人員完成相關(guān)工作內(nèi)容的一個(gè)重要問(wèn)題。但是采用GPS系統(tǒng)，其定位可以直接在系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)定，在一定情況下可以擺脫與實(shí)際地形位置之間的聯(lián)系，即使不能直接在系統(tǒng)界面進(jìn)行設(shè)定，其高精度的定位和較為方便的定位模式也能夠選擇那些之前由于體積較大，不方便進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的參考點(diǎn)位置。這樣一來(lái)就能夠減少在d級(jí)測(cè)量過(guò)程中面臨的兩個(gè)重要的難題，使整個(gè)地級(jí)測(cè)量工作能夠更加容易的展開(kāi)。

3.4 GPS技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題

由于GPS相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息渠道來(lái)完成的，所以一旦在測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的信號(hào)干擾，就會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸不暢，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的情況。在進(jìn)行相應(yīng)測(cè)量過(guò)程中，要求工作人員必須能夠確保代測(cè)地區(qū)的環(huán)境處于非干擾環(huán)境下，使整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)定位能夠準(zhǔn)確不受干擾。近些年隨著移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于gps系統(tǒng)接收器信息傳輸功能進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化，使其能夠在一定干擾環(huán)境中正常工作，而且一些方法和設(shè)備的使用也能夠提高在干擾較強(qiáng)地區(qū)進(jìn)行測(cè)量工作的精度和準(zhǔn)確性。例如經(jīng)緯儀及測(cè)距儀等工具的使用，坐標(biāo)法及交會(huì)法等方法的使用，都能夠有效的控制GPS測(cè)量的信號(hào)受到影響，最后在細(xì)部測(cè)量時(shí)滿(mǎn)足其對(duì)于精確度的要求，同時(shí)使得測(cè)量效率大大提高。

3.5 土地界限的勘測(cè)

對(duì)土地界限進(jìn)行劃分是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，在此過(guò)程中不僅要對(duì)土地的征用及轉(zhuǎn)讓等方面的需要做好充分的考慮，同時(shí)必須土地的使用界限以及范圍等提供科學(xué)的數(shù)據(jù)材料，從而有效的保障測(cè)量技術(shù)的順利實(shí)施。在對(duì)土地進(jìn)行勘測(cè)定界的前期，借助相關(guān)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行的傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)也可以用到測(cè)定工作中，然而在測(cè)量過(guò)程中，存在一定的缺陷。例如，測(cè)量的范圍以及精確度都相對(duì)較低，無(wú)法得到精確的數(shù)據(jù)。所以在測(cè)量結(jié)果上也會(huì)存在一定的錯(cuò)誤，并且在測(cè)量過(guò)程中的工作量也會(huì)較大。在GPS技術(shù)的不斷發(fā)展過(guò)程中，有效的引用GPS技術(shù)進(jìn)行土地界限的勘測(cè)，充分的解決了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)中存在的不足，使得土地界限的勘測(cè)更加精準(zhǔn)，同時(shí)大大的減少了測(cè)量的工作量，提高工作效率。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，給測(cè)繪行業(yè)帶來(lái)了更大的變革，有效的將其運(yùn)用到土地測(cè)繪之中，可以使得土地測(cè)繪工作更加精確，并且工作效率更高，從而帶來(lái)更多的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn)，有效運(yùn)用GPS技術(shù)是測(cè)繪行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，測(cè)繪相關(guān)工作人員必須對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，及時(shí)了解GPS的最新動(dòng)態(tài)，保障測(cè)繪工作的順利實(shí)施，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)的不斷進(jìn)步。