GPS技術(shù)在地形測(cè)繪中的應(yīng)用

趙媛

南昌市土地測(cè)繪工程有限公司 江西 南昌 330006

隨著社會(huì)的全面發(fā)展，城市化建設(shè)的深入，人們的物質(zhì)生活條件已經(jīng)獲得極大滿足，為進(jìn)一步提升城市化建設(shè)的進(jìn)度并保障人與自然的和諧共存，需要開(kāi)展工程項(xiàng)目建設(shè)、自然環(huán)境保護(hù)等多種類型的項(xiàng)目，而地形測(cè)繪能夠?yàn)檫@類活動(dòng)的開(kāi)展提供地形信息數(shù)據(jù)保障，以確保項(xiàng)目的順利開(kāi)展。為實(shí)現(xiàn)這一目的，施工單位必須掌握GPS技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，將GPS技術(shù)與地形測(cè)繪工作有效融合，發(fā)揮GPS技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)，為社會(huì)的全面發(fā)展提供保障。

1 GPS技術(shù)介紹

GPS技術(shù)（全稱Global Positioning System，GPS），是以人造衛(wèi)星達(dá)成對(duì)目標(biāo)定位的高精度全球定位系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)由美國(guó)從上世紀(jì)70年代開(kāi)始建設(shè)，歷經(jīng)20年完成，耗資200億美元的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，初期僅用于軍事用途，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前GPS技術(shù)已經(jīng)普遍融入各行各業(yè)的工作中，甚至成為人們生活中不可缺少的輔助工具之一[1]。

2 在地形測(cè)繪工作中應(yīng)用GPS技術(shù)的意義

2.1 提高地形測(cè)繪的工作效率

地形測(cè)繪工作是通過(guò)對(duì)地形、地貌的勘察，掌握某個(gè)限定區(qū)域內(nèi)的地理數(shù)據(jù)，并通過(guò)一系列技術(shù)手段繪制地形圖，為建筑工程、道路工程、環(huán)境保護(hù)工程等項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)保障。

傳統(tǒng)的地形測(cè)繪工作以人力勘察獲取數(shù)據(jù)，繪制地形圖的過(guò)程也以人力為主，導(dǎo)致地形測(cè)繪的工作周期需要1-2月時(shí)間，在緊急施工的工程中則需要增派大量工作人員以提升工作效率，嚴(yán)重影響需要地形測(cè)繪服務(wù)的項(xiàng)目的開(kāi)展效率[2]。

將GPS技術(shù)與地形測(cè)繪工作相融合，其高效的定位、測(cè)距功能，能夠有效提升地形測(cè)繪工作的整體工作效率，隨著科學(xué)技術(shù)在測(cè)繪工作中的不斷應(yīng)用，GPS定位配合計(jì)算機(jī)、繪圖儀等現(xiàn)代化繪圖設(shè)備，能夠有效縮短地形測(cè)繪的工作周期，將工作周期控制在10-15d。

2.2 保證地形測(cè)繪的工作質(zhì)量

地形測(cè)繪工作所得的數(shù)據(jù)及地圖，是后續(xù)開(kāi)展項(xiàng)目的重要依據(jù)，但隨著社會(huì)的整體發(fā)展，當(dāng)前地形測(cè)繪工作的難度也在逐漸提升，如：隨著人類在自然環(huán)境中的不斷探索，當(dāng)前大部分自然環(huán)境都已經(jīng)存在人類的蹤影；隨著城市化建設(shè)的深入，當(dāng)前的城市規(guī)模與建筑群復(fù)雜程度也有明顯提升。

以傳統(tǒng)地形測(cè)繪手段受工作目標(biāo)地區(qū)的地形地貌影響，地形測(cè)繪過(guò)程中因視野、地形復(fù)雜等因素，都會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也會(huì)降低地圖中有用信息的記載量，降低地形測(cè)繪工作的保障效果。

以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)展的地形測(cè)繪，因GPS技術(shù)是通過(guò)太空中人造衛(wèi)星完成對(duì)目標(biāo)區(qū)域的定位測(cè)量，這也使得GPS技術(shù)基本不受地形橫向因素的影響，能夠有效提升地形測(cè)繪的工作質(zhì)量，保證測(cè)量所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，繪圖工作中將地圖電子化能夠進(jìn)一步提升地圖中有用信息的容納量[3]。

2.3 降低地形測(cè)繪工作難度

地形測(cè)繪是各種類型項(xiàng)目的數(shù)據(jù)保障工作，隨著項(xiàng)目類型的轉(zhuǎn)變，地形測(cè)繪也需要在不同條件下進(jìn)行工作，如：水利工程的施工一般需要在人跡罕至的地區(qū)進(jìn)行，傳統(tǒng)地形測(cè)繪需要工作人員親自現(xiàn)場(chǎng)并需要經(jīng)過(guò)大量的勘測(cè)、計(jì)算，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

GPS技術(shù)則不同。GPS技術(shù)是由人造衛(wèi)星與信號(hào)接收設(shè)備完成對(duì)目標(biāo)地區(qū)測(cè)量的工作，這也使得若測(cè)量過(guò)程中僅需要GPS技術(shù)，無(wú)需其他測(cè)量技術(shù)的輔助，工作人員在任何一個(gè)地點(diǎn)都能夠完成對(duì)目標(biāo)區(qū)域的測(cè)量，不需要親自勘察現(xiàn)場(chǎng)。其次，GPS技術(shù)所用設(shè)備經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與完善，當(dāng)前GPS信號(hào)接收設(shè)備已經(jīng)能直接轉(zhuǎn)換測(cè)量數(shù)據(jù)，直接呈現(xiàn)高程、坐標(biāo)、距離等數(shù)據(jù)，減少計(jì)算量，降低地形測(cè)繪工作的整體難度[4]。

2.4 設(shè)備便于攜帶

因測(cè)量目標(biāo)地需要根據(jù)不同需要而變化的特點(diǎn)，若測(cè)量目標(biāo)地處于偏遠(yuǎn)山區(qū)或人跡罕至的林地、山地、水系復(fù)雜的區(qū)域等環(huán)境條件中，使用傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)需要大量測(cè)量工具的輔助，才能夠完成地形測(cè)繪工作。

將GPS技術(shù)與地形測(cè)繪工作相結(jié)合，基于GPS技術(shù)誕生的RTK設(shè)備便能夠滿足測(cè)繪需要，其小巧、便攜的特點(diǎn)，能夠使工作人員攜帶其輕松的穿越不同地形條件，避免工作過(guò)程中因交通問(wèn)題而需要搬運(yùn)大量測(cè)量設(shè)備所浪費(fèi)的時(shí)間。

2.5 適應(yīng)多種氣候條件下的測(cè)繪

傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)依賴于工作人員的勘察能力，若勘察視野較差或?qū)ぷ魅藛T存在影響，都會(huì)嚴(yán)重影響地形測(cè)繪的最終結(jié)果[5]。

通過(guò)GPS技術(shù)的應(yīng)用，因其測(cè)量原理和測(cè)量設(shè)備的特性影響，GPS技術(shù)所得測(cè)量結(jié)果幾乎不受霧、阻擋物等影響視野因素的影響。同時(shí)，若室外條件因雨、雪等自然氣候因素而導(dǎo)致工作人員的工作條件受到影響，工作人員在室內(nèi)環(huán)境中操作設(shè)備即可完成測(cè)繪工作，因此，GPS技術(shù)能夠適應(yīng)多種氣候條件下的測(cè)繪工作，避免外界因素對(duì)地形測(cè)繪工作效率和工作質(zhì)量的影響。

3 在地形測(cè)繪中應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí)的常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 對(duì)信號(hào)要求較高

GPS技術(shù)應(yīng)用在地形測(cè)繪中是基于人造衛(wèi)星和信號(hào)接收設(shè)備直接的信號(hào)傳遞完成的，因此，在地形測(cè)繪過(guò)程中若存在能夠屏蔽信號(hào)或干擾信號(hào)的因素，會(huì)嚴(yán)重影響GPS技術(shù)的應(yīng)用效果。

3.2 測(cè)量人員的工作態(tài)度不端正

隨著GPS技術(shù)的應(yīng)用使得當(dāng)前地形測(cè)繪工作的難度銳減，不僅能夠有效提升工作的開(kāi)展效率，對(duì)工作人員的技術(shù)要求也在相應(yīng)降低，這也使得當(dāng)前大部分測(cè)繪工作人員在開(kāi)展工作時(shí)態(tài)度不端正，過(guò)分信任GPS技術(shù)，從而降低GPS技術(shù)在地形測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用成效[6]。

4 在地形測(cè)繪中有效應(yīng)用GPS技術(shù)的方法

4.1 測(cè)繪前準(zhǔn)備

測(cè)繪前準(zhǔn)備工作需要將GPS在地形測(cè)繪中所需要的設(shè)備、條件準(zhǔn)備妥當(dāng)，才能夠?qū)PS技術(shù)在地形測(cè)繪中的應(yīng)用效果最大化，從而提升地形測(cè)繪的整體工作效率和工作質(zhì)量。主要包括以下幾個(gè)方面：1.測(cè)量設(shè)備準(zhǔn)備。GPS技術(shù)的應(yīng)用效果取決于設(shè)備的功能性及設(shè)備的齊全，因此，在測(cè)繪工作開(kāi)始前，應(yīng)首先檢查信號(hào)接收器、計(jì)算機(jī)、地形圖等設(shè)備是否齊全，并開(kāi)機(jī)對(duì)設(shè)備的功能性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證測(cè)量設(shè)備的功能性滿足地形測(cè)繪工作的需要，進(jìn)而為GPS技術(shù)的應(yīng)用提供前提條件。2.工作人員能力考核。測(cè)量方法、測(cè)量設(shè)備都是工作人員開(kāi)展地形測(cè)繪工作的輔助工具，若工作人員自身技術(shù)能力不足，便無(wú)法保證所測(cè)量數(shù)據(jù)、繪制地圖的準(zhǔn)確性，進(jìn)而降低地形測(cè)量工作的保障功能。為保證工作人員的技術(shù)能力，在開(kāi)展地形測(cè)繪工作前，應(yīng)檢查工作人員的技能證件，同時(shí)對(duì)工作人員的操作能力和測(cè)繪知識(shí)進(jìn)行考核，才能夠避免因人為因素導(dǎo)致地圖測(cè)繪結(jié)果準(zhǔn)確性受到影響的可能。3.輔助工具準(zhǔn)備。在開(kāi)展地形測(cè)繪工作時(shí)，需要在各種地形條件、氣候條件下進(jìn)行，若測(cè)繪地點(diǎn)較遠(yuǎn)或較為偏僻，應(yīng)準(zhǔn)備好交通工具等輔助工具，以保證地形測(cè)繪工作的如期開(kāi)展[7]。

4.2 確定測(cè)量區(qū)域

確定測(cè)量區(qū)域是開(kāi)展地形測(cè)量工作的前提條件，確定測(cè)量區(qū)域的目的有二，分別為：1.明確測(cè)量任務(wù)。通過(guò)在地圖中標(biāo)注測(cè)量區(qū)域，能夠使測(cè)量工作人員明確測(cè)量任務(wù)，避免因測(cè)量任務(wù)不明確而出現(xiàn)的測(cè)量范圍無(wú)效或測(cè)量未達(dá)到目標(biāo)范圍的可能。2.做好保障工作。確定測(cè)量區(qū)域能夠使工作人員在開(kāi)展地形測(cè)繪工作前便掌握目標(biāo)區(qū)域的地形、地貌、氣候特點(diǎn)，從而為提前做好交通保障、防雨保障、防曬保障等前提工作，為工作人員開(kāi)展地形測(cè)繪提供全面保障。

4.3 確定測(cè)量時(shí)間

GPS受氣候條件的影響較小，但為最大化GPS技術(shù)在地形測(cè)繪中的應(yīng)用效果，在正式開(kāi)始地形測(cè)繪工作前，應(yīng)確定測(cè)量時(shí)間，以確定開(kāi)展工作時(shí)的天氣條件和時(shí)間，保證應(yīng)用GPS技術(shù)所得出地形測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在野外條件下需要重點(diǎn)關(guān)注氣候條件的確定，在過(guò)于炎熱、雨勢(shì)過(guò)大、風(fēng)雪過(guò)大的條件下開(kāi)展地形測(cè)繪工作，受氣候因素影響會(huì)提升地形測(cè)繪工作的開(kāi)展難度，并降低測(cè)繪的精準(zhǔn)度。在城市條件下進(jìn)行測(cè)繪則需要重點(diǎn)關(guān)注測(cè)量時(shí)間的確定，在城市中人群活動(dòng)過(guò)于密集，且各種設(shè)備的使用較為復(fù)雜，若未在測(cè)量工作開(kāi)始前進(jìn)行信號(hào)保障等工作，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性下降，甚至造成GPS設(shè)備的無(wú)法使用問(wèn)題[8]。

4.4 連接設(shè)備

將GPS設(shè)備應(yīng)用在地形測(cè)繪工作中，測(cè)繪過(guò)程時(shí)需要使用計(jì)算機(jī)、信號(hào)接收設(shè)備、繪圖設(shè)備等輔助工具，若輔助工具的功能性不足或缺少部分設(shè)備，會(huì)影響地形測(cè)繪工作的實(shí)際開(kāi)展效果，甚至導(dǎo)致測(cè)繪工作的無(wú)法開(kāi)展。

首先，在進(jìn)行地形測(cè)繪工作前，應(yīng)首先對(duì)設(shè)備的功能性進(jìn)行檢查，打開(kāi)計(jì)算機(jī)、信號(hào)接收器以及繪圖設(shè)備等輔助工具，運(yùn)行測(cè)量軟件、檢查信號(hào)接收器和繪圖設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，避免因設(shè)備功能性問(wèn)題影響測(cè)繪工作的開(kāi)展。

其次，應(yīng)保證各設(shè)備之間的穩(wěn)定連接，若遠(yuǎn)程連接無(wú)法完成，則應(yīng)采取連接線的方式對(duì)各設(shè)備進(jìn)行連接，檢查連接狀態(tài)，在正式開(kāi)展地形測(cè)繪前進(jìn)行模擬測(cè)繪，以檢測(cè)各設(shè)備的工作效果，避免在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的連接不穩(wěn)定問(wèn)題。

4.5 獲取測(cè)量數(shù)據(jù)

獲取測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)首先在測(cè)量軟件中設(shè)置測(cè)量參數(shù)，在不同的地形、地貌條件性對(duì)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，才能夠保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

其次，在開(kāi)始測(cè)量后，工作人員應(yīng)注意數(shù)據(jù)的記錄情況以及測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)記，為后續(xù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理環(huán)節(jié)提供保障，避免數(shù)據(jù)名目出錯(cuò)而影響繪圖結(jié)果的可能。

最后，在地形測(cè)繪開(kāi)展的過(guò)程中，工作人員應(yīng)對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)記錄情況進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤或設(shè)備工作狀態(tài)不穩(wěn)定的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并檢查漏記、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的類型，以保證獲取測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[9]。

4.6 數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)

將GPS技術(shù)應(yīng)用在地形測(cè)繪工作中的意義便是GPS技術(shù)對(duì)地形、地貌的全面測(cè)量效果，通過(guò)GPS技術(shù)應(yīng)用，能夠全面掌握測(cè)量目標(biāo)區(qū)域的建筑物、植物、地勢(shì)等信息，但由此產(chǎn)生的巨大數(shù)據(jù)量若以傳統(tǒng)紙質(zhì)載體記錄數(shù)據(jù)，不僅需要大量紙張作為記錄載體，而且紙質(zhì)載體不便于保存和交接。

現(xiàn)代地形測(cè)繪是基于計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行的，因此，由GPS技術(shù)測(cè)量所得的海量數(shù)據(jù)也會(huì)以數(shù)字化的方式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，在進(jìn)行數(shù)據(jù)管理時(shí)根據(jù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分類，進(jìn)行管理時(shí)只需在計(jì)算機(jī)中搜索關(guān)鍵字便能夠查看并管理。測(cè)量所得數(shù)據(jù)在與其他單位進(jìn)行交接時(shí)只需通過(guò)即時(shí)通訊軟件，便能夠達(dá)成數(shù)據(jù)的交接目的，提升整體工作效果。

4.7 生成地圖

地形測(cè)繪所得的大比例地圖一般用于工程規(guī)劃、房屋建設(shè)等項(xiàng)目，小比例地圖一般用于分析區(qū)域規(guī)劃、野生環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等項(xiàng)目，因此，地形測(cè)繪所繪制的地圖是各類項(xiàng)目開(kāi)展工作的主要依據(jù)。將GPS技術(shù)應(yīng)用在地形測(cè)繪工作中，只能夠提升測(cè)量工作的開(kāi)展的效率和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，但在繪制地圖時(shí)應(yīng)配套測(cè)繪設(shè)備、掃描設(shè)備等工具共同使用，將測(cè)量所得數(shù)據(jù)輸入繪圖軟件便能夠生成數(shù)字地圖，連接繪圖設(shè)備后便能夠生成實(shí)物地圖。但生成地圖時(shí)因信息過(guò)多，僅通過(guò)軟件和繪圖設(shè)備會(huì)導(dǎo)致地圖中的信息丟失，降低地圖的實(shí)際應(yīng)用效果，在繪制地圖的過(guò)程中，工作人員應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，才能夠保證地圖的準(zhǔn)確性[10]。

4.8 測(cè)繪后的審核與修正

為保證地形測(cè)量所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及生成地圖的實(shí)際應(yīng)用效果，在完成地形圖的制作與標(biāo)注后，應(yīng)對(duì)地形圖和測(cè)量所得數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及地圖中包含信息的完整性，將地形測(cè)繪工作的成效最大化。在審核過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤應(yīng)立即對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行重新測(cè)量，若地形圖信息不完整則應(yīng)重新進(jìn)行修正[11]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將GPS技術(shù)應(yīng)用在地形測(cè)繪工作中，能夠有效提升地形測(cè)繪工作的開(kāi)展效率和實(shí)際工作質(zhì)量，將GPS技術(shù)的高精度、操作簡(jiǎn)便、工作效率高等特點(diǎn)體現(xiàn)在地形測(cè)繪工作中。為將GPS技術(shù)的應(yīng)用效果最大化，測(cè)量工作人員應(yīng)積極掌握GPS技術(shù)在地形測(cè)繪工作中的應(yīng)用特點(diǎn)，分析GPS技術(shù)與地形測(cè)繪工作的有效融合方法，保證我國(guó)測(cè)繪技術(shù)的有效發(fā)展，為社會(huì)的全面發(fā)展貢獻(xiàn)力量。