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        GPS RTK測量系統(tǒng)在國家水土保持重點建設(shè)工程中的應(yīng)用

        2019-01-19 05:01:43鄭梅強(qiáng)何彥立
        中國水土保持 2019年2期
        關(guān)鍵詞:流動站圖斑樣點

        鄭梅強(qiáng),何彥立

        (會寧縣水土保持工作管理總站,甘肅 會寧 730799)

        1 項目區(qū)基本情況

        甘肅省中部、會寧縣南部的中川河和苦水溝小流域,地理位置介于東經(jīng)105°03′26″~105°13′35″、北緯35°24′44″~35°37′14″之間,包括新添、中川2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的6個行政村。項目區(qū)土地總面積98.70 km2,其中:耕地面積5 542.35 hm2,占56.15%;林地面積423.20 hm2,占4.29%;草地234.09 hm2,占2.37%;荒坡1 021.21 hm2,占10.35%;荒溝1 174.51 hm2,占11.90%;難利用地545.95 hm2,占5.53%;其他用地929.06 hm2,占9.41%。項目區(qū)海拔1 833.9~2 251.4 m,相對高差417.5 m,溝壑密度2.12 km/km2,地形破碎,山大溝深,溝壑縱橫。根據(jù)項目要求,通過新修梯田、營造水土保持林、配套田間道路、栽植行道樹、修建谷坊、封禁圍欄等措施,提高治理程度,減少水土流失。主要落實的措施有新修梯田901.03 hm2,營造水保林607.55 hm2,封禁治理1 391.42 hm2,配套田間道路35 km,修谷坊20座,栽行道樹2萬株。

        2 項目管理要求

        按照《全國水土保持信息化實施方案》《全國水土保持信息化工作2017—2018年實施計劃》和《國家水土保持重點建設(shè)工程管理辦法》中關(guān)于綜合治理“圖斑精細(xì)化”管理要求(每項措施必須精細(xì)、準(zhǔn)確勾繪成圖斑上傳到國家水土保持重點工程項目管理信息系統(tǒng),縣級自驗要對照圖斑逐項、逐塊進(jìn)行全面檢查驗收),利用GPS RTK測量系統(tǒng)(以下簡稱GPS RTK)對所有的措施按圖斑精細(xì)、準(zhǔn)確打點并勾繪邊界,對新修梯田還要逐地塊打點勾繪,形成地塊分布圖,使其能充分反映地塊形狀、面積、地理位置等。最終形成的所有圖斑能夠完全與ArcGIS軟件中加載的航拍圖相吻合。

        3 GPS RTK在項目管理中的應(yīng)用和探索

        3.1 前期準(zhǔn)備工作

        (1)建立控制網(wǎng)。按照GPS RTK測量需求,利用項目區(qū)附近已知控制點,在項目區(qū)建立控制網(wǎng)。控制網(wǎng)要根據(jù)GPS RTK的性能適當(dāng)設(shè)置控制點位置和數(shù)量。控制點最好選擇地勢高的地方,以利于測量時GPS RTK基準(zhǔn)站電臺作用距離的充分發(fā)揮,盡量減少轉(zhuǎn)站次數(shù)。

        (2)所需設(shè)備和人員。GPS RTK基準(zhǔn)站和電臺1套,流動站和手薄2套(流動站和手薄數(shù)量可根據(jù)工作量和工期增減),配置基準(zhǔn)站管理人員1名(駕駛員可兼任),每個流動站配置能夠熟練操作手薄的技術(shù)員和記錄員各1名。

        (3)所需處理軟件及圖件。GPS RTK數(shù)據(jù)處理軟件、南方CASS軟件、ArcGIS軟件和最新航拍遙感影像圖。

        3.2 測量和數(shù)據(jù)處理工作

        (1)測量。①盡可能利用控制網(wǎng)基準(zhǔn)點建立基準(zhǔn)站和流動站,架設(shè)電臺,準(zhǔn)確輸入基準(zhǔn)點坐標(biāo),按照測量要求設(shè)置參數(shù),以便提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度。②啟動基準(zhǔn)站和流動站,檢測基準(zhǔn)站和流動站信號發(fā)送是否正常,正常時開始逐圖斑、逐地塊測量。③采用“點測量”模式,對每個圖斑或地塊進(jìn)行繞邊緣閉合測量,每個拐點的點位由RTK儀器記錄,每個圖斑或地塊的點號由記錄員人工記錄。

        (2)數(shù)據(jù)處理。①將GPS RTK測量數(shù)據(jù)導(dǎo)出,利用南方CASS軟件對野外測量成果進(jìn)行展點,并根據(jù)記錄員的記錄,將每個圖斑或地塊點號內(nèi)的每個點進(jìn)行連接,形成閉合圖斑或地塊。②將形成的閉合圖斑導(dǎo)入ArcGIS軟件,生成shp格式文件,批量生成每個圖斑的面積、形狀、位置等參數(shù)。③在ArcGIS軟件中將最新航拍遙感影像圖和shp格式圖斑同時加載,檢驗實施圖斑或地塊與實際立地信息是否吻合。

        4 優(yōu)缺點與建議

        4.1 優(yōu)點

        (1)測量效率高。在梯田面積的測量中,通過架設(shè)高質(zhì)量基準(zhǔn)站,可實現(xiàn)每個圖斑測量工作的一次完成,每個基準(zhǔn)站能控制半徑5 km的區(qū)域。與傳統(tǒng)的人工測量相比,這一技術(shù)的運用能夠大大提高測量效率,一個流動站每天可測量10~13.3 hm2(150~200畝),并在2 h內(nèi)完成數(shù)據(jù)處理。

        (2)測量精度高。在梯田圖斑測量中,技術(shù)人員在每個拐點上只需短暫停留并按下確認(rèn)按鈕,即可完成精度極高的點位測量。對每個點進(jìn)行人工連接,可自動生成地塊分布圖,并非常準(zhǔn)確地反映圖斑或地塊形狀、位置,是人工測量所不能比擬的。

        4.2 缺點及解決方法

        (1)測量結(jié)果受放樣點數(shù)量多少的影響。在梯田面積測量中,應(yīng)在圖斑或地塊邊界的所有拐點處采集放樣點,曲線段應(yīng)連續(xù)采集放樣點,在拐點處或曲線段放樣點采集過少將會影響測量結(jié)果,直接影響地塊形狀和面積。

        (2)測量圖斑是否與原地形吻合受控制網(wǎng)質(zhì)量的影響??刂凭W(wǎng)是利用項目區(qū)附近的已知控制點引建的,精度準(zhǔn)、質(zhì)量高,基準(zhǔn)站建在控制網(wǎng)點上,測量繪制圖斑可與原地形吻合。如果測量前不利用已知控制點建立控制網(wǎng),而是利用儀器臨時采集基準(zhǔn)站的輸入坐標(biāo),并在測量過程中進(jìn)行多次轉(zhuǎn)站,那么測量繪制圖斑就會偏離原地形。

        4.3 建 議

        (1)基準(zhǔn)站盡可能架設(shè)在利用附近已知控制點通過引線建立的控制網(wǎng)點上,確保每個控制網(wǎng)點的坐標(biāo)點與實際坐標(biāo)相符或接近。

        (2)在測量過程中,必須在所有明顯的拐點處采集放樣點,沒有明顯拐點的,必須連續(xù)采集放樣點,盡最大可能消除測量偏差。

        5 結(jié) 語

        在小流域綜合治理項目建設(shè)中,使用GPS RTK對每個圖斑進(jìn)行測量,可以實現(xiàn)圖斑矢量化、信息化一步到位,能滿足信息化建設(shè)要求,對加快水土保持信息化建設(shè)有重要作用。特別是對梯田面積比較大的工程,使用GPS RTK測量速度快、效率高,不僅能實現(xiàn)每個地塊的矢量化,還可根據(jù)工程實施情況隨時測量,能隨時掌握任務(wù)完成情況,基本能夠?qū)崿F(xiàn)自驗與施工同時完成,對加強(qiáng)工程建設(shè)進(jìn)度的監(jiān)督管理,減少因人工測量跟不上而影響工程進(jìn)度的情況發(fā)生有很大作用,值得推廣應(yīng)用。

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