GPS技术在土地测绘的运用现状及发展前景探析

【摘要】GPS技术，也就是Global Positioning System的简称，又叫全球定位系统，最早出现在美国，是为美国局方服务的一项技术，上世纪六十年代中期在美国开始使用。现今，这项技术已经广泛应用于军事、地质勘测等领域，并且取得了很好的效果。对于土地管理，较为重要的一部分就是土地测绘，随着城市化进程的加快，传统的地质测绘技术已经无法满足需求，GPS技术应运而生，为土地测绘提供了高精度的测绘技术。本文讲究GPS技术在土地测绘中的运用现状和发展前景展开分析。

【关键词】GPS技术；土地测绘；现状和前景

引言

运用包括遥感技术在内的各项技术，测量土地的分布情况、地理位置、地形和数量等并绘图，就是土地测绘。随着我国经济水平和社会水平的不断发展，人民的生活水平不断提高，为满足人们的物质需求，城市化进程也逐步加快，区域面积更大，地质情况更加复杂，传统的土地测绘技术已经很难做到高精度测量，再加上部分农村土地土地利用状况混乱，增加了土地测绘的难度。目前普遍认为GPS技术是一种较好的土地测绘技术，其以卫星为载体，能够保证测绘的精确、持续，对土地测绘工作有很大帮助。

1、传统土地测绘技术的弊端

从前一般采用平板仪补测法和简易补测法进行土地监测，随着科学技术水平的提高，遥感技术开始被应用于土地测量方面，因为遥感技术具有动态性和准确性的特点，并且适用于很多种不同的地形，但是遥感技术也有缺点，就是遥感成像质量受到很多因素的影响，因此这种技术在精度要求较高土地测量中不占优势。

2、GPS技术简介

GPS是由美国国防部研发的，在距地面两万多公里的轨道上，有24颗人造卫星在运行，它们不断的发出信号，不断测量地面目标物的位置。GPS技术需要三个要素支撑，即传输网络、GPS终端和监控平台。

2.1 GPS技术的原理

主要是依靠人造卫星导航测量时间和距离，这样就能够形成一个完整的定位系统，简单来说，就是依靠 GPS卫星的具体位置和测量地点之间的距离和方向，判断测量地点的具体位置，由此实现全球定位。要得到测量目标的三维坐标，需要不同卫星的星历和四颗不同卫星发出的信号，使地球距离和卫星信号相互交接，得到被测目标的具体位置。

2.2 GPS技术的优点

时间短：随着科学技术的不断发展，GPS卫星技术的不断革新，观测时间正在逐渐缩短，如果被测目标所处位置地理条件等因素不太复杂，那么在几秒钟内就能够实现定位。

高精度：这也是传统遥感技术很难企及的优势，如果使用范围在100千米到500千米内，测量精度能够达到7米到10米；如果在50千米以内，测量精度能够达到600米左右。

高效率：如果测量区域的平面高度不同，传统技术需要使用若干种不同的测量手段，但是运用GPS技术，可以实现测量区域的三位坐标测量和定位，工作效率大大提高。

不需通视：运用GPS技术，只要观测站视野开阔，就能够实现精准测量，也就是不需要各个观测站的相互通视，大大降低了观测成本；同时也不需要考察测量选点密度情况，选点时间大大减少，有效提高了测量效率。

操作简单：目前运用GPS进行土地测绘，基本已经实现自动化，GPS接收机的重量和体积也不断减小，减轻了测量人员的负担，同时，只需要简单的培训就能够让测量人员掌握GPS接收机的操作方法，测量工作更加方便、轻松。

2.3 GPS技术在地质测绘工作中的必要性

相对于传统的遥感技术，GPS技术适应性更强，在野外地区的测绘中更加有效率，能够有效帮助山区、高山区和平原等无明显遮挡物地区的地质填图工作。测绘人员还可以使用更加简便的手持GPS测绘仪，测绘质量和效率大大增加，成本也相对较低。

3、GPS技术在地质测绘中的应用分析

3.1 建立控制网

如果要对一个新地区展开测绘，由于没有大比例尺的地形图，测绘存在一定困难，所以应先建立测绘控制网，一般情况下要分级设置控制网，以便针对不同的测绘阶段展开不同的工作，还能够将控制网变成伞网结构，降低网的边缘累积误差，方便我们处理数据、检验测绘结果。

地质测绘的控制点主要有以下两种分布形式：

依平面：如果测绘区域是网状的，在测绘区域外围四个象限内必须有大于3个已知控制点，若已知控制点不在测绘区域内，尽量控制测绘区域边缘和已知控制点的距离在20千米以内；如果测绘区域为线状，在测绘区域的两端和中间，应有大于3个已知控制点，已知控制点的间距应尽量小于30千米。

依高程：如果测绘区域是网状的，测绘区域周围100平方千米的范围内应最少有4个已知水平点，如果要得到高精度的测绘结果，已知水平点和待测点的距离应在5千米范围内；如果测绘区域是线状的，100平方千米范围内应有已知水平点作为控制点，测绘区域两端和中央要有多于4个的已知控制点。

3.2 水下地形的测绘

进行水下地形的测绘，GPS接收机向计算机输入测定坐标，经过转换和计算后，通过显示屏显示相关参数，例如定位时间、基线方向角、定位序号以及航迹线和导航参数等。测绘人员能够通过显示屏直观的观察参数，修正接收机航向并进行定位采样，时间间隔为1秒，还可以进行测深采样和潮值采样等，这些数据都能够存储在计算机硬盘中，得到相关记录并自动打印出来。可以通过对平面位置和水深的三维测定绘制精密水下地形图，传统的方法是使用三应答器、经纬仪等无线电定位设备，这些设备的适应性较差，并且需要繁琐的操作，现在我们可以运用差分GPS技术，提高测绘精度，绘制大比例水下地形图。

3.3 野外地质的测绘

主要有两个方面的内容，即选点和观测。由于运用GPS测绘技术，所以测绘站之间不需要通视，可以灵活的选择测绘点，所以适用于山区的地质测绘工作，但是GPS操作并不简单，需要注意多方面的因素影响，测绘时应保证测绘点15°高度角范围内不应有明显的障碍物，测绘点周围不应有大面积睡眠，防止产生多路径效应，同时还要尽量远离大功率无线电发射源和高压线等。对于观测，一般采用静态测量方式，也就是GPS接收机在整个测量过程中都应是精致的，接收机要同时开机，记录的主要内容有天气状况、实时定位经纬度和测量时间段开始、结束的观测卫星号等。静态测量主要是不同观测站有多台接收机同时进行静止观测，时间由1个小时到十几个小时不等。

3.4 GPS测量数据处理

主要有两个内容，即预处理和后处理。使用GPS技术来进行地质控制测量，应首先对原始观测数据进行预处理，将各基线向量解算出来，核验重复观测边、同步边观测数据以及对环闭合差，应严格遵照GPS测量规定的精度要求进行核验。简单来说，对原始观测数据进行整理、编辑和加工，将专用信息文件分流出来，就是GPS测量数据预处理的而主要内容，这一步是为平差计算打下基础。对于后处理，也就是预处理的下一阶段，主要内容是分析预处理得到的标准化数据文件，进行平差计算。三维基线向量、方差、闭合图形等都可以作为观测信息的来源，然后用GPS三维无约束平差处理观测数据。应注意的是，如果测绘区域和子午线之间的距离较大，可以选择通过测量中心的子午线作为坐标系的子午线；如果测绘区域平均高程大于既定数量，应选择平均高程面作为坐标投影面。

结束语

综上，首先分析了传统地质测绘技术存在的弊端，然后简单介绍了GPS测绘技术的原理、优点以及应用于地质测绘的必要性，最后详细分析了GPS技术在地质测绘中的运用，主要包括水下地质测绘、野外地质测绘和GPS测量数据处理等内容。

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