GPS在文物普查中的運用研究

袁銘 福泉市文化廣電和旅游局（福泉市文物保護研究中心）

引言：GPS是指全球定位系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)海、陸、空全方位實時三維導航、定位等功能。早期應用在我國軍事領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，如今GPS技術(shù)的涉及范圍十分廣泛，其中也包含文物普查方面。GPS技術(shù)具有精度高、性能好、適應性強等優(yōu)勢，可以在全球范圍內(nèi)全天候為地面提供信息，確定地面目標位置和相關(guān)參數(shù)。在文物普查當中，主要是采用移動便攜式GPS定位儀，可以接受全球定位系統(tǒng)的信號，從而更好的輔助文物普查工作的展開。

一、GPS在文物普查中應用的準備工作

GPS手持定位儀在正式使用前，必須要保證校核精度，當今市面上的定位儀所用坐標多數(shù)為WGS-84坐標系統(tǒng)，而我國使用的地圖資源大多為北京坐標系統(tǒng)西安大地坐標系。不同坐標間存在平移或旋轉(zhuǎn)關(guān)系，要將GPS測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為所需坐標系即可，并至少求出2個坐標系間的轉(zhuǎn)換參數(shù)實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換。通常用戶計算DX、DY、DZ、DA、DF五個坐標，并按照提示輸入GPS當中，即可在GPS儀器上實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換，得出該點所對應的北京坐標系或西安大地坐標系數(shù)值，完成調(diào)試工作后才可以使用GPS定位儀[1]。以北京坐標系為例，其具體轉(zhuǎn)化操作流程為：

1.收集應用區(qū)域內(nèi)高等級控制點成果。在應用GPS定位儀的取土區(qū)域內(nèi)找出至少3個分布均勻的等級點或B級網(wǎng)點，定位周圍要避免有電磁干擾，保證信號強度。到當?shù)販y繪管理部門獲取這些點的北京坐標系高斯平面直角坐標x、y以及高程h、WGS-84坐標系大地經(jīng)緯度與大地高H。

2.求坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。將最終獲取的控制點坐標數(shù)據(jù)交給技術(shù)支持單位得出坐標系轉(zhuǎn)換參數(shù)，也可以利用相應的轉(zhuǎn)換軟件完成。還可以借助相應公式實現(xiàn)坐標系三維直角坐標值計算，將WGS-84坐標系中x、y、z和a、f值減去坐標系對應值，得出5個坐標系轉(zhuǎn)換參數(shù)，將轉(zhuǎn)換參數(shù)輸入到GPS終端中，即可獲取測點GPS讀取的北京坐標值。

3.參數(shù)檢驗

求得5個轉(zhuǎn)換參數(shù)后，要嚴格按照提示輸入到GPS手持終端中，還要輸入測區(qū)中央子午線精度。將投影比例設(shè)定為1，東西偏差為500000，南北偏差為0，設(shè)置單位為m。輸入相關(guān)參數(shù)之后進行檢測，判定5個轉(zhuǎn)換參數(shù)是否精準。

二、GPS在文物普查中的應用

（一）定位

在文物普查當中，要先找出不可移動文物的具體位置，將位置確定在1:10000或1:50000地圖上。在文物遺址幾何中心、遺址可以控制遺址總面積某點位上定位，將點作為遺址基點，可以埋石定位。使用調(diào)試好的GPS手持終端對該點進行定位。其流程為：

1.將手持GPS放到無屏蔽環(huán)境中，將機器水平面向天空，按下電源鍵開機，之后等待幾秒就會顯示衛(wèi)星狀態(tài)。2.按翻頁鍵到主菜單，通過光標鍵移動選擇“存點”，按下輸入鍵確定。在待測點上放入儀器，等待2min或更少時間就會獲取衛(wèi)星提供的三維導航，通常誤差不會超過5m，再次按下輸入鍵確定，完成該航點的記錄工作。誤差在5m即可符合定位精度要求，滿足測量數(shù)據(jù)在1:50000地形圖上展點應用。埋石是為了文物遺址GIS系統(tǒng)運行、文物遺址地形測繪、考古挖掘中，大地直角坐標布置提供條件。如果要進行文物遺址測繪，將基點作為測站，使用GPS儀器將測定一點作為測量后視點之后，即可使用全站儀上站測量。

（二）求積

借助GPS技術(shù)還可以對文物遺址進行面積測量，其方法為：

1.開機定位。在無屏蔽、開闊的環(huán)境下開機，按翻頁鍵到菜單頁面。

2.設(shè)置。（1）使用光標鍵上下移動選擇“航跡”，按下輸入鍵，即可獲得求面積的頁面，使用光標選擇“面積”項，之后按下輸入鍵確定，即可得出面積、單位、確定等相關(guān)信息。（2）面積單位設(shè)定，使用光標鍵山下移動選擇“SQ”，按下輸入鍵即可出現(xiàn)面積單位選擇欄，使用光標鍵選擇平方米或平方公里，再按下輸入鍵即可[2]。（3）如果施測求積中有其他的歷史航跡，需要將其保存或刪除，讓頁面數(shù)據(jù)為零。

3.實測。進行文物遺址實測當中，要順著遺址邊緣，遇到變化點位置需要存檔，完成一個測量輪回之后，使用光標鍵點擊“確定”，按下輸入鍵兩次即可得出測量面積數(shù)據(jù)。需要注意一點，起點為行走軌跡變化點需要打上標記樁、內(nèi)存點，如果想要得到更加精準數(shù)據(jù)，可以測量多組數(shù)據(jù)信息，求數(shù)據(jù)均值。如福泉城墻求面積時，將整個城墻平面劃分為A、B、C、D四個點，A點作為起始點，測量順序為A→B→C→D→A一個閉環(huán)形式，每個點都要進行存點，再到A點形成一個閉環(huán)軌跡時，按下 輸入鍵即可得到城墻的實際面積數(shù)據(jù)[3]。

（三）測距

GPS手持儀器上會有MARK和GOTO按鍵，其中MARK按鍵為定位，可以將坐標點信息存儲到內(nèi)存中，系統(tǒng)會對這個坐標點自動起名，也可以人工輸入名稱；GOTO按鍵負責導航，如果已知坐標點存在于GPS內(nèi)存當中，并確認了命名，則按下GOTO按鍵，選擇已知坐標點名稱，即可得出兩個點之間的距離。文物遺址普查采用以上一種方法即可得出相應距離數(shù)據(jù)。如在福泉城墻遺址測量中，想要獲取其周長信息，同樣需要設(shè)定幾個坐標點，并標注A、B、C、D、E、F，選中A點計算A→B兩點間的距離，以此類推形成一個閉環(huán)后，將各個點之間的數(shù)據(jù)信息累計即可得到城墻的周長。

結(jié)束語：綜上所述，GPS在當今各個行業(yè)中的應用都十分廣泛，作為文物普查中的科學設(shè)備，可以有效提升文物普查質(zhì)量和效率，保證了文物普查中的科技含量，確?？梢皂樌瓿晌奈锲詹楣ぷ?。特別是在外業(yè)進行普查中，利用GPS手持設(shè)備更加方便、使用更加靈活、省時省工，測點也更加精準，能夠滿足文物普查的各類需求。