曲玉玲

摘 要 GPS是當(dāng)今信息社會最活躍、發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一，并且GPS與GIS的兩者有機(jī)結(jié)合將成為人們收集、處理信息最強(qiáng)有力的工具。GPS技術(shù)已滲透到土地測繪當(dāng)中并發(fā)揮著重要作用。本文著重闡述了GPS在土地測繪中的應(yīng)用以及前景預(yù)測。

關(guān)鍵詞 地籍測量動態(tài) 監(jiān)測勘測 定界RTK

一、前言

GPS是由美國國防部主持研制，以空中衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)能為全球提供全天候、連續(xù)、實(shí)時、高精度的三維位置、三維速度和時間信息。利用靜態(tài)定位或運(yùn)動定位，可滿足多方面的需要，由此使得GPS用戶遍布全世界。目前，GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于土地測繪、城鎮(zhèn)規(guī)劃、地球資源調(diào)查與管理、石油地質(zhì)勘測等領(lǐng)域并發(fā)揮著更大作用。GPS以其速度快、精度高、效益好等優(yōu)點(diǎn)，在土地領(lǐng)域應(yīng)用中取得了良好效果，并且隨著我國土地使用制度改革的不斷深化，GPS應(yīng)用前景更加廣闊。

二、GPS在地籍測量中的應(yīng)用

1.GPS在地籍控制測量中的應(yīng)用。根據(jù)國家土地局頒布的《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》要求，筆者根據(jù)在河北、山東、湖北、浙江等地GPS地籍控制測量成果檢查驗(yàn)收的情況，提出以下三點(diǎn)認(rèn)識：（1）GPS地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度。地籍測量的首要任務(wù)是進(jìn)行全區(qū)的控制測量，它是測繪地籍圖件和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。而地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度和密度主要是為滿足土地權(quán)屬范圍的特征點(diǎn)，即界址點(diǎn)服務(wù)。關(guān)于網(wǎng)點(diǎn)的密度，GPS地籍網(wǎng)可按測區(qū)范圍和先后次序分基本網(wǎng)和加密網(wǎng)兩類?；揪W(wǎng)控制較大的測區(qū)，點(diǎn)的密度大致按城市三、四等邊長要求定，加密網(wǎng)點(diǎn)密度相當(dāng)于5“級小三角網(wǎng)或?qū)Ь€。對于中、小城鎮(zhèn)的地籍控制，考慮到城市的長遠(yuǎn)規(guī)劃和近期需要，布設(shè)四等網(wǎng)和5”級小三角網(wǎng)或?qū)Ь€。（2）位置基準(zhǔn)點(diǎn)偏差對GPS網(wǎng)的影響。應(yīng)用常規(guī)手段建立城鎮(zhèn)地籍控制網(wǎng)時，如果附近沒有國家控制點(diǎn)作為位置基準(zhǔn)點(diǎn)，往往以假定坐標(biāo)值的點(diǎn)作為起算點(diǎn)，從而建立起一個獨(dú)立的坐標(biāo)系。當(dāng)應(yīng)用GPS定位技術(shù)代替常規(guī)測量建立地籍控制網(wǎng)時，由于GPS定位得到的是WGS-84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差，故GPS網(wǎng)在參考橢球面上的網(wǎng)形與其在參考橢球面上的位置基準(zhǔn)有關(guān)。在經(jīng)度方向上位置基準(zhǔn)的偏差能使GPS網(wǎng)產(chǎn)生整體旋轉(zhuǎn)，但對于一定范圍、高差較小的GPS網(wǎng)而言，其位置基準(zhǔn)在經(jīng)緯度方向上的偏差（一般百米以內(nèi)）對投影在橢球上網(wǎng)形的影響可忽略不計；對于高差大的GPS網(wǎng)則要求有較精確的起算數(shù)據(jù)。由于位置基準(zhǔn)在高程方向的偏差使投影在橢球面上的GPS網(wǎng)的尺度發(fā)生變化，所以，可用常規(guī)方法來精確測定高程。（3）GPS地籍控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計。在經(jīng)典三角測量的控制網(wǎng)中，兼顧精度、可靠性及成本費(fèi)用等準(zhǔn)則的優(yōu)化設(shè)計已有許多研究成果和應(yīng)用。與經(jīng)典觀測相比，GPS觀測具有更為復(fù)雜的函數(shù)和隨機(jī)模型。盡管GPS具有靈活多樣的布網(wǎng)方式，速度快、精度高等特點(diǎn)，但GPS地籍控制網(wǎng)的設(shè)計也存在優(yōu)化問題。在GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)考慮到規(guī)程要求精度、儀器標(biāo)稱精度、網(wǎng)的可靠性準(zhǔn)則、人員配備與預(yù)支成本費(fèi)用等條件，可采用機(jī)助模擬法（也可其他方法）對GPS網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)、觀測量的增減進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計后的GPS測繪更能顯示出GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益，并在地籍調(diào)查中發(fā)揮重大作用。

2.把GPS新技術(shù)引入地籍細(xì)部測量中。地籍細(xì)部測量是地籍調(diào)查不可分割的組成部分，目的是測定每宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)、線、位置、形狀、數(shù)量等基本情況。由地籍調(diào)查規(guī)程所知，在地籍平面控制測量基礎(chǔ)上的地籍細(xì)部測量，對于城鎮(zhèn)街坊外圍界址點(diǎn)及街坊內(nèi)明顯的界址點(diǎn)間距允許誤差為10 cm，城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點(diǎn)及村莊內(nèi)部界址點(diǎn)間距允許誤差為15 cm。利用GPS的RTK技術(shù)能滿足上述精度要求，建議在適合布設(shè)GPS點(diǎn)的部分測區(qū)使用該項(xiàng)技術(shù)。對于影響GPS衛(wèi)星信號接收的遮蔽地帶使用全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等測量工具，采用解析交會法、極坐標(biāo)法、圖解交會法等進(jìn)行地籍勘丈，這樣有利于加快地籍細(xì)部測量進(jìn)度。

3.手持式GPS接收機(jī)在土地利用動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用。（1）傳統(tǒng)監(jiān)測方法的弊端。傳統(tǒng)的野外監(jiān)測采用的是簡易補(bǔ)測法或平板儀補(bǔ)測法。近代采用的遙感手段在土地利用現(xiàn)狀監(jiān)測中，雖然對于宏觀變化有很強(qiáng)的適用性，但受限于成像條件和地形環(huán)境，目前還不能全面及時地反映動態(tài)的變化，特別在微觀監(jiān)測方面仍多采用傳統(tǒng)技術(shù)方法。簡易補(bǔ)測法只適用于小范圍變更且變更物周圍有明顯的特點(diǎn)時的情況。當(dāng)已知明顯的物點(diǎn)較少，變更范圍較大的地區(qū)，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法是采用乎板儀補(bǔ)測。平板儀補(bǔ)測法速度慢、效率低，并且實(shí)施過程中易受主觀因素干擾，使精度不能保持穩(wěn)定，影響監(jiān)測戍果質(zhì)量。（2）應(yīng)用手持式GPS接收機(jī)進(jìn)行土地利用動態(tài)監(jiān)測。手持差分型GPS接收機(jī)，輕便靈活，具有六通道，可跟蹤8顆衛(wèi)星，能記錄點(diǎn)線、面等數(shù)據(jù)，可存儲很多點(diǎn)的三維GPS位置數(shù)據(jù)和屬性特征。利用手持式GPS接收機(jī)進(jìn)行土地利用動態(tài)監(jiān)測，基準(zhǔn)站可用其中一臺手持式GPS接收機(jī)（若數(shù)據(jù)兼容.也可放置大地型GPS接收機(jī)），通過相位平滑偽距差分的方法，解算出流動站的位置，從而達(dá)到定位目的。

三、存在的問題

手持差分型GPS接收機(jī)的內(nèi)業(yè)處理軟件中的繪圖模塊所繪制圖件與土地利用現(xiàn)狀圖相差較大，由此就存在著野外實(shí)測與內(nèi)業(yè)成圖的不匹配。利用GPS差分技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)定位，定位數(shù)據(jù)使用微機(jī)軟件自動成圖，解決好野外監(jiān)測與內(nèi)業(yè)成圖的連續(xù)性，在這方面還有待于有關(guān)人員研究開發(fā)。

四、實(shí)時動態(tài)定位（RTK）技術(shù)在建設(shè)用地勘測定界中的應(yīng)用前景

建設(shè)用地中的土地勘測定界是實(shí)地確定土地使用界線范圍、測定界樁位置、計算用地面積等方面的測繪技術(shù)工作，它為各級政府的土地管理部門審批土地、地籍管理提供基礎(chǔ)資料。建設(shè)用地勘測定界的工作穆序?yàn)椋簩彶橛玫匚募坝嘘P(guān)圖件——現(xiàn)場踏勘——圖上紅線設(shè)計——實(shí)地放樣——復(fù)核測量——面積量算——繪建設(shè)地界圖——填繪建設(shè)用地管理圖——資料的管理——?dú)w檔。在反復(fù)實(shí)地踏勘、圖上設(shè)計、權(quán)屬調(diào)查后制定放樣數(shù)據(jù)。利用GPS的RTK技術(shù)進(jìn)行勘測定界放樣，能避免解析法放樣、關(guān)系距離放樣等放樣方法的復(fù)雜性，同時也簡化了建設(shè)用地勘測定界的工作程序，特別是對公路、鐵路、河道、輸電線路等線性工程和特大工程的放樣更為有效和實(shí)用。

RTK是指載波相位實(shí)時動態(tài)差分（Rea-time Kinematic）定位，它是GPS定位發(fā)展到現(xiàn)在的最新技術(shù)，RTK實(shí)時處理能達(dá)到厘米級精度，完全滿足建設(shè)用地勘測界址點(diǎn)坐標(biāo)對鄰近圖根點(diǎn)點(diǎn)位中誤差及界址線與鄰近地物或鄰近界線的距離中誤差不超過10 cm的精度要求。RTK的基準(zhǔn)站由主機(jī)、GPS天線、電臺、電于手簿、放大器、數(shù)據(jù)通訊天線等組成，移動站由電子手簿、主機(jī)、GPS天線及數(shù)據(jù)通訊天線組成。通過同時接收衛(wèi)星信息與基準(zhǔn)站發(fā)送的改正信息，經(jīng)過解碼，自動給出具有厘米級精度的定位數(shù)據(jù)。然后，利用微機(jī)通過隨機(jī)軟件傳送到電子手簿供實(shí)地勘測定界放樣。利用RTK放樣是坐標(biāo)直接放樣。并且建設(shè)用地勘測定界中的面積量算，實(shí)際上由隨機(jī)軟件中的面積計算功能利用坐標(biāo)直接計算并檢核。

五、GPS與GIS的有機(jī)結(jié)合對地籍泊息系統(tǒng)的影響

地籍信息系統(tǒng)包括地籍信息的輸入、管理、輸出三大部分，它是利用計算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，對地籍?dāng)?shù)據(jù)采集、處理和圖表成果輸出的信息管理系統(tǒng)。利用GPS技術(shù)野外實(shí)測，把野外特征界址點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)和屬性信息記錄下來一并傳輸?shù)降丶畔?shù)據(jù)庫中，經(jīng)過加工、處理，最后繪制輸出成果圖件。GIS是一個龐大的地理信息系統(tǒng)，地籍信息系統(tǒng)可看作為GIS的一部分，地籍信息系統(tǒng)的開發(fā)研制可以借鑒成熟的GIS系統(tǒng)，并且GPS與GIS的有機(jī)結(jié)合將改進(jìn)地籍信息系統(tǒng)部分模塊的功能，為地籍信息系統(tǒng)向現(xiàn)代化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展打下基礎(chǔ)。

六、結(jié)束語

隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是GPS、GIS、RS（遙感系統(tǒng)）的有機(jī)結(jié)合，GPS將在土地測繪中應(yīng)用更為廣泛。GPS技術(shù)在土地領(lǐng)域也將發(fā)揮重大作用并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]馬克偉等.城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程.北京：地質(zhì)出版社，1993年版.

[2]沈文炳.論GPS地籍控制網(wǎng)的精度和密度. 測繪通報，1992.4.

[3]鹿心社.地籍信息系統(tǒng).土地管理計算機(jī)應(yīng)用論文集.北京：地震出版社，1993年版.

[4]李國偉.GPS技術(shù)與地籍控制測量.中國土地科學(xué)，1994. 5.