GPS測(cè)量技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用分析

劉英瓊

摘要：土地測(cè)繪是查明我國(guó)土地資源利用狀況和后期規(guī)劃、利用的基礎(chǔ)依據(jù)，因此，如何更準(zhǔn)確的、快速的獲得現(xiàn)階段土地資源利用狀況是當(dāng)前亟待解決的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，土地測(cè)繪技術(shù)也在不斷改革，GPS測(cè)量技術(shù)是目前實(shí)用性較強(qiáng)的地理信息定位系統(tǒng)，將GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于土地測(cè)繪中，不但能夠精準(zhǔn)定位還具有一定的便捷性，是有效提高土地測(cè)繪技術(shù)的重要策略。以GPS遙感測(cè)繪方法為研究對(duì)象，對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的概念、原理以及主要特征進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在土地測(cè)繪中的具體應(yīng)用進(jìn)行深入探究。以某地區(qū)土地測(cè)繪實(shí)例為分析目標(biāo)，著重講述GPS遙感測(cè)繪方法中的CORS技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用。結(jié)果表明：該技術(shù)有效的提高了測(cè)繪精度、降低了成本、提高了測(cè)繪效率，在土地測(cè)繪中具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：GPS;遙感測(cè)繪;土地測(cè)繪

我國(guó)傳統(tǒng)的土地測(cè)繪技術(shù)需要工作人員進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而且需要花費(fèi)大量的時(shí)間，測(cè)繪的效率非常低，GPS測(cè)量技術(shù)具有定位及時(shí)、操作簡(jiǎn)便、抗干擾能力強(qiáng)等特征，能夠大幅度規(guī)避傳統(tǒng)土地測(cè)量技術(shù)的缺點(diǎn)，滿足企業(yè)的數(shù)據(jù)信息精細(xì)化的需求。將GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于土地測(cè)繪中，有效節(jié)省人力和資源的消耗，大大改善了土地測(cè)繪的效率。下面將對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探究，提高土地測(cè)繪的精準(zhǔn)度，為各項(xiàng)工程提供便利。

土地測(cè)繪是查明我國(guó)基本土地資源利用狀況和后期綜合開發(fā)利用的基礎(chǔ)，隨著現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，不僅顯著提高了土地測(cè)繪整體質(zhì)量，而且有效的降低了土地測(cè)繪工作量，降低了測(cè)繪成本。GPS遙感測(cè)繪方法是常用的土地測(cè)繪技術(shù)之一，因其全球覆蓋、實(shí)時(shí)性強(qiáng)而被廣泛的應(yīng)用于各類測(cè)繪領(lǐng)域。與其他測(cè)繪技術(shù)相比，GPS遙感測(cè)繪技術(shù)還具備較強(qiáng)的保密能力和抗干擾能力，因此，可以更好地服務(wù)于土地測(cè)繪領(lǐng)域，并取得了顯著的成效。本文以GPS遙感測(cè)繪方法為研究對(duì)象，以某地區(qū)土地測(cè)繪實(shí)例為分析目標(biāo)，著重講述GPS遙感測(cè)繪方法中的CORS技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用。

1 GPS測(cè)量技術(shù)的概述

GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用原理是將舊式的靜態(tài)測(cè)量轉(zhuǎn)化成三維模式的RTK測(cè)量，使得測(cè)量的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。GPS測(cè)量技術(shù)需要利用多臺(tái)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行信號(hào)的接收，先定好基準(zhǔn)站，然后將其他接收信號(hào)的設(shè)備作為移動(dòng)站點(diǎn)，在多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行定位追蹤后向基準(zhǔn)站傳輸信號(hào)，基準(zhǔn)站的相關(guān)工作人員根據(jù)電臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位分析，然后將位置信息傳輸給移動(dòng)設(shè)備，提供定位服務(wù)。GPS測(cè)量技術(shù)的主要應(yīng)用原理就是以載波相位觀測(cè)法進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集，利用三維坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。GPS測(cè)繪技術(shù)是一種收集地理位置信息并建立地理位置信息模型的技術(shù)，GPS測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確地處理，然后將土地測(cè)繪的信息進(jìn)行有效的傳輸，對(duì)后期的其他決策具有一定的促進(jìn)作用。將GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于土地測(cè)繪中，進(jìn)行土地信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)收集和處理，然后建立土地相關(guān)的地理數(shù)據(jù)庫(kù)，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整合呈現(xiàn)在人們的面前，讓使用者更加直觀地分析土地的具體情況，只有全方位地對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用和管理，才能讓土地測(cè)繪的數(shù)據(jù)信息更加準(zhǔn)確和高效。

2 GPS技術(shù)應(yīng)用和原理

2.1 GPS技術(shù)應(yīng)用

GPS技術(shù)是一套全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是利用三角定位的基本原則實(shí)現(xiàn)定位與導(dǎo)航目的。自1994年美國(guó)首次建立完整的GPS后，推動(dòng)了土地測(cè)繪的技術(shù)的發(fā)展，且隨著定位技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS單點(diǎn)定位精度逐漸提高。GPS技術(shù)在土地測(cè)繪領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，應(yīng)用技術(shù)主要包含以下3個(gè)方面。

（1）GPS靜態(tài)測(cè)量，該技術(shù)主要借助測(cè)量型的GPS接收機(jī)進(jìn)行定位測(cè)量，在測(cè)量全過程中GPS接收機(jī)是靜止的，以接收到的變化的衛(wèi)星數(shù)據(jù)來推算測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，一般需要3臺(tái)以上的接收機(jī)才能實(shí)現(xiàn)同步觀測(cè)，且耗時(shí)較長(zhǎng)，一般大于40min。

（2）GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量，即RTK測(cè)量（載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位）技術(shù)，是測(cè)量技術(shù)與GPS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的集成體，推動(dòng)了GPS技術(shù)的發(fā)展。該技術(shù)一般由基準(zhǔn)站和移動(dòng)站兩部分組成，前者主要包括主機(jī)和電臺(tái)等設(shè)備，通過外置大功率發(fā)射裝置發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)，后者不僅能夠獲得衛(wèi)星信號(hào);而且可以獲得基準(zhǔn)站反饋的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更正數(shù)據(jù)，該技術(shù)有效的提高了土地測(cè)繪工作效率，且精度能夠滿足現(xiàn)階段土地測(cè)繪的基本要求，因此具較廣闊的應(yīng)用前景。

（3）CORS技術(shù)，即連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，該技術(shù)成功的將網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用于測(cè)量領(lǐng)域，推動(dòng)了GPS技術(shù)的變革，也是GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK測(cè)量）的“升級(jí)版”。根據(jù)測(cè)繪區(qū)域的范圍以及地形地貌等特征，設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)固定的CORS參考站，進(jìn)行24h運(yùn)轉(zhuǎn)，提供質(zhì)量可靠的GPS觀測(cè)值和相關(guān)信息。由于CORS技術(shù)建立的連續(xù)定位系統(tǒng)可以有效的消除或減少人為誤差，所以該技術(shù)在我國(guó)得到了快速的推廣使用，且廣泛的應(yīng)用于土地測(cè)繪中，并取得了顯著的成效。

2.2 CORS技術(shù)工作原理

CORS技術(shù)是衛(wèi)星定位現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)和現(xiàn)代化通訊技術(shù)的集成體，不僅能夠有效的減小人為誤差，提高測(cè)量精度，還可以獲得實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)，顯著的提高了測(cè)量效率和測(cè)量精度。CORS系統(tǒng)一般由基準(zhǔn)站網(wǎng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心和用戶系統(tǒng)幾部分組成。在測(cè)量過程中，借助固定網(wǎng)站和移動(dòng)基站測(cè)算出起算點(diǎn)，并將其聯(lián)合解算，可以提高解算精度;將獲得的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)通過通訊系統(tǒng)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，按照測(cè)量區(qū)域的參數(shù)及解算參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波、去噪等處理，將處理合格的數(shù)據(jù)反饋至用戶系統(tǒng)。

3 GPS測(cè)量技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 GPS測(cè)量技術(shù)在土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需要耗費(fèi)大量的人工和時(shí)間，效率不高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度也比較低，將GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中，使得對(duì)土地的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)情況得以掌握，提高土地資源的利用率，促進(jìn)我國(guó)的土地資源的合理規(guī)劃，GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，有效提高土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

3.2 GPS測(cè)量技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用

土地測(cè)繪中最基本的工作就是地籍測(cè)量，地籍測(cè)量的目的就是保證國(guó)家土地的完整性，維護(hù)土地的使用權(quán)，也是完善國(guó)家土地制度的一種途徑，通過地籍測(cè)量有效管理每塊土地，保障國(guó)家的土地權(quán)益，對(duì)城市化工程建設(shè)的開展打下良好的基礎(chǔ)，促進(jìn)工程建設(shè)的合理規(guī)劃。在地籍測(cè)量中應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)，能夠精確地定位和測(cè)量土地的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，將數(shù)值精細(xì)化，并且讓相關(guān)企業(yè)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)掌握土地的測(cè)量數(shù)據(jù)，隨時(shí)隨地GPS測(cè)量技術(shù)都能發(fā)揮作用。GPS測(cè)量技術(shù)在實(shí)際的地籍測(cè)量中也會(huì)受到各種外界因素的影響造成一些數(shù)據(jù)的偏差，但是這些偏差相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量方式還是比較均勻和細(xì)微的，不會(huì)造成偏差的積累，所得的土地?cái)?shù)據(jù)相對(duì)比較完整和可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3.3 GPS測(cè)量技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在實(shí)際的建筑工程施工中，常常會(huì)出現(xiàn)工程變形的情況，發(fā)生工程變形與地形、人為因素等都有關(guān)系，為了實(shí)時(shí)掌控建筑工程的情況，找到工程變形的原因，就要應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)。GPS測(cè)量技術(shù)在解決這個(gè)問題時(shí)是非常有利的，它不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)工程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，促進(jìn)監(jiān)測(cè)人員了解工程細(xì)節(jié)，還能避免很多費(fèi)用的產(chǎn)生，經(jīng)濟(jì)高效。舊式的工程變形監(jiān)測(cè)技術(shù)只能通過平面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，GPS測(cè)量技術(shù)卻可以通過三維模式進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，既包含了傳統(tǒng)的平面位移監(jiān)測(cè)，還大大降低了監(jiān)測(cè)的難度，避免了人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的情況，在任何惡劣天氣下都能夠有效測(cè)量工程變形的數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)工作人員的工作效率的提高，GPS測(cè)量技術(shù)在工程變形中應(yīng)用的時(shí)候常常還會(huì)安裝防雷裝置進(jìn)行配合監(jiān)測(cè)，有效保證整個(gè)監(jiān)測(cè)過程的質(zhì)量。

4 CORS技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用

4.1像控點(diǎn)的選擇及精度分析

土地測(cè)繪任務(wù)繁重，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①測(cè)量范圍大，測(cè)量任務(wù)一般以縣、市、省的行政范圍為主;②測(cè)量精度要求高，土地測(cè)繪是摸清我國(guó)土地利用狀況的基礎(chǔ)，也是后期土地資源綜合利用的基礎(chǔ)，是推動(dòng)土地集約、節(jié)約型利用的依據(jù)，因此對(duì)測(cè)量精度要求較高;③測(cè)量周期問題，傳統(tǒng)的GPS遙感測(cè)量技術(shù)和其他測(cè)量技術(shù)耗費(fèi)的測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致土地測(cè)量成果的應(yīng)用效率降低，這就要求探索一種既能快速完成測(cè)量任務(wù)，又能保證測(cè)量精度的現(xiàn)代化技術(shù)技術(shù)?？紤]到上述幾點(diǎn)原因，應(yīng)用CORS測(cè)量技術(shù)能夠滿足當(dāng)前的基本需求。

為了提高CORS測(cè)量精度，在開展航攝過程中需要進(jìn)行像控點(diǎn)的選擇，可以有效的提高航攝影像質(zhì)量以及測(cè)量精度，可通過以下幾方面進(jìn)行：

①像控點(diǎn)必需選擇易于判別的地物標(biāo)志，且不存在其他干擾因素;②像控點(diǎn)布設(shè)過程中與航攝影像片邊部的距離不應(yīng)小于1cm;③在立體測(cè)圖過程中，每個(gè)相對(duì)具有4個(gè)對(duì)應(yīng)的近似矩形的基本定向點(diǎn)，該定向點(diǎn)垂直于方位線的直線距離應(yīng)小于1cm;④像控點(diǎn)盡可能的選擇在旁向重疊線的中部位置附近;⑤像控點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)位于圖廓線外側(cè)。

4.2像控點(diǎn)坐標(biāo)信息的采集

像控點(diǎn)坐標(biāo)信息的采集工作是影響整體測(cè)量精度的重要環(huán)節(jié)之一，為了確保最終測(cè)量精度能夠滿足相應(yīng)比例尺測(cè)量精度要求，在像控點(diǎn)坐標(biāo)信息采集過程中要確保平面控制點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的殘差小于2cm，且單次觀測(cè)的平面收斂精度也應(yīng)小于2cm，采樣間隔設(shè)置為2～5s，每次測(cè)量的平面較差應(yīng)小于4cm。在完成像控點(diǎn)坐標(biāo)信息采集后，對(duì)核查質(zhì)量合格的數(shù)據(jù)進(jìn)行限差分析，經(jīng)空中三角測(cè)量加密、微分糾正、圖像鑲嵌等處理后獲得正射影像圖，為后期的土地測(cè)繪提供基礎(chǔ)資料。

4.3土地測(cè)繪中界址點(diǎn)的測(cè)量

土地測(cè)繪中最重要的環(huán)節(jié)就是各類界址點(diǎn)的測(cè)量工作，是提高測(cè)量精度的重要體現(xiàn)，也是維護(hù)農(nóng)民基本權(quán)益的基礎(chǔ)。因此，如何提高界址點(diǎn)的測(cè)量精度是有效推動(dòng)土地測(cè)繪進(jìn)程的前提。傳統(tǒng)的測(cè)量方法以全站儀等為主，測(cè)量工作量大、周期長(zhǎng)、效率低;而現(xiàn)代化CORS技術(shù)更適用于大范圍的測(cè)量任務(wù)，且具有更高的測(cè)量精度，對(duì)于土地測(cè)繪來說，一般以縣、市、省級(jí)行政范圍為主，僅需1～2個(gè)獨(dú)立的參考站就可以完成相應(yīng)的測(cè)量工作，所獲測(cè)量精度也能夠滿足實(shí)際需求。實(shí)用CORS技術(shù)所獲界址點(diǎn)（部分像控點(diǎn)組成）的點(diǎn)位中誤差均小于20mm，點(diǎn)距中誤差也小于20mm，完全滿足土地測(cè)繪精度要求。

4.4 CORS技術(shù)測(cè)量精度分析

將CORS技術(shù)應(yīng)用于土地測(cè)量中，其實(shí)際測(cè)量精度能否達(dá)到理論測(cè)量精度，能否確切的滿足實(shí)際測(cè)量精度需求，則需要不同測(cè)量技術(shù)測(cè)量結(jié)果的對(duì)比分析。因此，使用CORS技術(shù)與GNSS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量精度的對(duì)比分析，為此，按照測(cè)繪區(qū)域的面積、地形地貌等特征，將測(cè)繪區(qū)域劃分為6個(gè)測(cè)繪區(qū)塊，并按照測(cè)繪區(qū)域面積、地形地貌等確定對(duì)比點(diǎn)的比例，對(duì)任一測(cè)繪區(qū)塊來說，對(duì)比點(diǎn)的選擇是隨機(jī)的，共抽取420個(gè)對(duì)比點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量精度的對(duì)比。

使用CORS技術(shù)所獲界址點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)量精度要高于GNSS技術(shù)所獲測(cè)量精度，且使用CORS技術(shù)所獲結(jié)果中最大點(diǎn)位誤差為42.1cm，最小點(diǎn)位誤差僅為1.8cm，最大中誤差為9.7cm，完全能夠滿足相應(yīng)比例尺的測(cè)量精度要求。因此，在土地測(cè)繪中使用CORS技術(shù)，不僅能夠提高測(cè)量效率、降低成本，還可以提高測(cè)量精度。

5結(jié)語

隨著現(xiàn)代化衛(wèi)星定位技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了GPS遙感測(cè)繪技術(shù)的革新和發(fā)展，尤其是GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，不僅顯著的降低了測(cè)繪成本、提高了測(cè)繪效率，更是平穩(wěn)的提高了測(cè)量精度，推動(dòng)了我國(guó)土地測(cè)繪工作的快速推進(jìn)。以GPS遙感測(cè)繪技術(shù)為主要研究對(duì)象，在分析常見GPS技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，著重分析CORS技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用，實(shí)踐證明該技術(shù)有效的提高了測(cè)繪精度、降低了成本、提高了測(cè)繪效率，在土地測(cè)繪中具有廣闊的應(yīng)用前景。

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（作者單位：曲靖市國(guó)土資源局沾益分局）