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      基于GPS技術(shù)的遙感測(cè)繪方法分析

      2016-12-27 02:52:56孔鵬飛江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院江西南昌330000
      低碳世界 2016年34期
      關(guān)鍵詞:測(cè)繪測(cè)量區(qū)域

      孔鵬飛(江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院,江西南昌330000)

      基于GPS技術(shù)的遙感測(cè)繪方法分析

      孔鵬飛(江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院,江西南昌330000)

      在當(dāng)前信息技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下,人們對(duì)信息技術(shù)的需求水平不斷提高,并希望通過(guò)現(xiàn)代化信息技術(shù)對(duì)自身工作進(jìn)行完善。在本次研究中,本文重點(diǎn)研究了基于GPS技術(shù)的遙感測(cè)繪方法,并結(jié)合實(shí)際工作,對(duì)該技術(shù)在遙感測(cè)繪中的具體應(yīng)用方法進(jìn)行研究,希望能對(duì)相關(guān)學(xué)者工作有所幫助。

      GPS技術(shù);遙感測(cè)繪;應(yīng)用

      前言

      隨著當(dāng)前土地測(cè)繪工作不斷發(fā)展,以遙感測(cè)繪技術(shù)提高工作效果已經(jīng)成為當(dāng)前土地測(cè)繪工作的代表,因其具有高精度、速度快等方法,因此能被廣泛的應(yīng)用在土地測(cè)繪中,會(huì)顯著提高工作質(zhì)量。GPS技術(shù)是遙感測(cè)繪工作的重要技術(shù)之一,通過(guò)GPS技術(shù),工作人員能快速定位目標(biāo)數(shù)據(jù),因此有助于進(jìn)一步簡(jiǎn)化遙感測(cè)繪工作流程。因此,必須要正確認(rèn)識(shí)到GPS技術(shù)在遙感測(cè)繪中的應(yīng)用方法,為全面提高遙感測(cè)繪質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

      1 GPS技術(shù)分析

      1.1 GPS技術(shù)簡(jiǎn)介

      GPS技術(shù)全稱為全球定位系統(tǒng),主要包括信息接收器、地面監(jiān)控系統(tǒng)、衛(wèi)星三部分。當(dāng)前在應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí),該技術(shù)主要被應(yīng)用在定位、導(dǎo)航上,將該技術(shù)應(yīng)用在遙感測(cè)繪工作中,能改變傳統(tǒng)地面測(cè)量方法,解決傳統(tǒng)測(cè)量工作中存在的不確定性、模糊性問題,最大程度上保證了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

      當(dāng)前應(yīng)用過(guò)程中,主要依靠飛機(jī)上裝載的GPS定位系統(tǒng),對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行航拍,這種方法能將數(shù)據(jù)誤差精度控制在4cm范圍內(nèi),保證了測(cè)量精度。而在當(dāng)前情況下,隨著衛(wèi)星GPS技術(shù)的發(fā)展,GPS技術(shù)的精準(zhǔn)度得到了進(jìn)一步提高,因此能更好的滿足遙感測(cè)繪工作的要求。

      1.2 GPS技術(shù)的測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)

      與傳統(tǒng)技術(shù)相比,GPS技術(shù)在遙感測(cè)繪工作中具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):①GPS技術(shù)在應(yīng)用中能精準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)情況,并且提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),能滿足多種條件下的測(cè)量要求。②所需要的測(cè)繪時(shí)間較短,在動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量中,只需要幾秒鐘就能實(shí)現(xiàn)快速定位;靜態(tài)測(cè)量所需要的時(shí)間較長(zhǎng),但最長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間也不會(huì)超過(guò)20min,并且隨著GPS技術(shù)不斷發(fā)展,相關(guān)軟件的更新速度進(jìn)一步加快,這就能在最大程度上保證測(cè)量效率。③儀器操作簡(jiǎn)單。在當(dāng)前GPS測(cè)繪工作中,工作人員只需要設(shè)定相關(guān)參數(shù),并記錄接收機(jī)的數(shù)據(jù)就能夠完成測(cè)量工作,而隨著智能化技術(shù)不斷推廣,工作人員就能更具針對(duì)性的開展測(cè)量工作,保證測(cè)量效果。

      1.3 GPS技術(shù)測(cè)繪工作的典型應(yīng)用研究

      在遙感測(cè)繪工作中,工作人員往往會(huì)采用靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量相結(jié)合的辦法展開工作,依靠布設(shè)精密的控制網(wǎng),對(duì)整個(gè)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全面監(jiān)控。例如在地籍控制測(cè)量中,工作人員就能通過(guò)GPS技術(shù)中不同點(diǎn)位之間的控制要求,對(duì)GPS信息進(jìn)行處理,進(jìn)而能在最短時(shí)間內(nèi)獲取目標(biāo)區(qū)域的完整信息。

      但在使用GPS技術(shù)時(shí)需要注意的是,GPS儀器精度要和等級(jí)控制的精度相匹配,并且控制點(diǎn)位的選取應(yīng)該嚴(yán)格研究GPS點(diǎn)位選取的要求,這樣才能在最大程度上保證GPS網(wǎng)絡(luò)精度的控制要求。

      2 實(shí)例研究

      2.1 測(cè)區(qū)基本情況

      在本次研究中,探測(cè)去的繪圖比例為1:500,整個(gè)探測(cè)區(qū)的交通便利,地形條件良好。

      2.2 前期準(zhǔn)備工作

      在準(zhǔn)備工作中,依靠多種比例尺的地形圖像、航道圖、最新交通圖、1:5萬(wàn)地形圖等,對(duì)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量,在對(duì)整個(gè)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行分析后,獲取探測(cè)區(qū)域的基本信息。之后,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查,掌握探測(cè)區(qū)域的基本情況,并構(gòu)建GPS控制網(wǎng)(如圖1所示)。

      本文所確定的GPS控制網(wǎng),主要包括五個(gè)控制點(diǎn),其中點(diǎn)B為輔助點(diǎn),由于在勘查中能假定高程,并且測(cè)量區(qū)域較小。因此該GPS控制網(wǎng)體系具有擬合程度高的特征,主要由三臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè)高程等基本數(shù)據(jù)。

      最后,工作人員根據(jù)本階段測(cè)量工作的基本情況,對(duì)所有儀器設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn),保證儀器設(shè)備在工作中能發(fā)揮預(yù)期作用。

      圖1 GPS控制網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)

      2.3 測(cè)量工作開始

      2.3.1 首級(jí)控制測(cè)量

      在該項(xiàng)目中,首級(jí)控制測(cè)量采用GPS測(cè)量方法,等級(jí)為D級(jí),并且對(duì)于少部分測(cè)量困難的地區(qū),布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)。在整個(gè)測(cè)量工作中,嚴(yán)格按照高等級(jí)國(guó)家控制點(diǎn)的相關(guān)要求,對(duì)GPS控制點(diǎn)進(jìn)行分析,保證測(cè)量結(jié)果能達(dá)到預(yù)期。

      對(duì)于測(cè)量區(qū)域內(nèi)的標(biāo)石規(guī)定為高60cm,地步20×20cm,頂部12×12cm;對(duì)于上部分無(wú)滿足的區(qū)域,采用高層建筑物上澆灌的辦法,并按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行裝飾,繪制GPS點(diǎn)的標(biāo)記。

      采用邊連式布網(wǎng)形式,以靜態(tài)定位的方法對(duì)GPS望進(jìn)行觀測(cè)。整個(gè)觀測(cè)時(shí)間約為50~60min,對(duì)于其中的困難地區(qū)可以延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間。所結(jié)算的基線需要同時(shí)開展異步環(huán)檢驗(yàn)、復(fù)測(cè)基線檢驗(yàn)等,在檢查結(jié)果顯示合格后,檢查同步環(huán)。

      2.3.2 高程控制測(cè)量

      本次研究的測(cè)量工程主要以四等水準(zhǔn)為測(cè)量高程控制點(diǎn),按照國(guó)家三等以上的水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程起算點(diǎn),并依此為基礎(chǔ)展開測(cè)量控制工作。本工程中的導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)共用同一標(biāo)石,按照GPS點(diǎn)施測(cè)四等水準(zhǔn),按照“后-后-前-前”的方法展開測(cè)量。采用PC-E500計(jì)算機(jī)記錄相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)于觀測(cè)中所獲取的的各項(xiàng)限差數(shù)值,均由計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一處理,在數(shù)據(jù)檢查無(wú)誤后,采用《現(xiàn)代測(cè)量控制數(shù)據(jù)處理軟件包》進(jìn)行平差計(jì)算,保證計(jì)算后所得到的精度資料能滿足各種規(guī)范要求。

      2.4 操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)

      由于本次測(cè)繪工程主要為戶外作業(yè),因此為了保證工作質(zhì)量,在整個(gè)操作中必須要注意以下幾點(diǎn)問題:

      (1)在選擇GPS測(cè)量站點(diǎn)過(guò)程中,各個(gè)站點(diǎn)不需要必須通視,這能保證相關(guān)人員能更加靈活的選擇點(diǎn)位,保證測(cè)量結(jié)果。但是由于整個(gè)GPS測(cè)量具有特殊性,并且在考慮后期測(cè)量的要求,在對(duì)應(yīng)選點(diǎn)時(shí)要慎重考慮,保證測(cè)量結(jié)果能滿足工作要求。為了解決這個(gè)問題,可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn):①由于布點(diǎn)數(shù)量不是很多,因此可以采用三個(gè)點(diǎn)相互通視的方法,為整個(gè)后續(xù)測(cè)量工作提供便利。②要嚴(yán)格控制測(cè)量點(diǎn)周圍障礙物,避免影響信號(hào)傳遞效果。③點(diǎn)位布置應(yīng)該滿足大功率無(wú)線電發(fā)射源與高壓導(dǎo)線布置的要求,這樣不僅能保證整個(gè)測(cè)量質(zhì)量,還能降低對(duì)電動(dòng)磁場(chǎng)信號(hào)的干擾,保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。④點(diǎn)結(jié)束后,埋設(shè)標(biāo)石,并做好標(biāo)記。

      (2)觀測(cè)。在整個(gè)GPS作業(yè)中,應(yīng)該用調(diào)度表對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行觀測(cè),采用靜態(tài)相對(duì)定位方法,設(shè)置衛(wèi)星角度為15°,整個(gè)觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)為50min,采樣間隔為10s。測(cè)量中,同一時(shí)間需要分別在3個(gè)裝置點(diǎn),獲取與目標(biāo)地區(qū)有關(guān)的相關(guān)資料,并按照接收器的提示輸入相關(guān)數(shù)據(jù),保證所有數(shù)據(jù)都能及時(shí)的被系統(tǒng)接收。

      2.5 數(shù)據(jù)處理

      整個(gè)GPS技術(shù)處理需要從原始的觀察數(shù)據(jù)開始,確定目標(biāo)地區(qū)的定位結(jié)果,這個(gè)過(guò)程主要分為兩個(gè)階段,分別為GPS基線向量求解與GPS網(wǎng)平差計(jì)算等,這兩個(gè)過(guò)程,都能通過(guò)隨機(jī)軟件完成。

      2.6 加密控制測(cè)量

      在首級(jí)控制布設(shè)的GPS網(wǎng)下,采用光電測(cè)距的方法布設(shè)附合導(dǎo)線,導(dǎo)線的相關(guān)性能如表1所示。

      表1 附合導(dǎo)線參數(shù)資料統(tǒng)計(jì)表

      2.7 地形圖測(cè)量

      整個(gè)地形圖測(cè)量工作都需要由設(shè)計(jì)方所確定。在整個(gè)測(cè)量工作中,采用全站儀坐標(biāo)法的方式確定圖根控制基礎(chǔ),并由自動(dòng)化儀器記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。在地形圖測(cè)量中,可以重點(diǎn)采用全站儀數(shù)字化測(cè)圖的方式開展工作,就能有效滿足測(cè)繪工作的基本要求。整個(gè)地形測(cè)量中,其主要的技術(shù)要求包括:①最大視距長(zhǎng)度為700m;②地形點(diǎn)之間的距離為45~50m;③等高距0.5m。

      3 結(jié)論

      本文主要研究了GPS技術(shù)在遙感測(cè)繪中應(yīng)用的相關(guān)問題。從整個(gè)遙感測(cè)繪工作來(lái)看,將GPS技術(shù)應(yīng)用到測(cè)繪中,會(huì)進(jìn)一步提高遙感測(cè)繪工作的質(zhì)量,并提高工作效率,因此可以認(rèn)為,GPS技術(shù)在遙感測(cè)繪中具有廣闊的應(yīng)用前景。但相關(guān)人員在工作中需要注意的是,當(dāng)前在應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí)依然存在多方面的質(zhì)量問題,但隨著技術(shù)的發(fā)展,GPS的技術(shù)內(nèi)容將會(huì)越來(lái)越豐富,進(jìn)而能更好的滿足遙感測(cè)繪工作的需要。

      [1]章 強(qiáng),戴瀟磊.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].低碳世界,2016,02:104~105.

      [2]蔡大成.淺談測(cè)繪工作中遙感技術(shù)的運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2014,35:105.

      [3]彭 萍.測(cè)繪技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用分析[J].低碳世界,2014,13:133~134.

      P228.4

      A

      2095-2066(2016)34-0085-02

      2016-11-17

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