吳曉剛

關鍵詞： GPS 控制測繪技術 地理信息系統(tǒng) 應用優(yōu)勢 應用策略

中圖分類號： P208 文獻標識碼：A 文章編號： 1672-3791（2024）01-0051-05

隨著我國科學技術的發(fā)展，GPS 控制測繪技術發(fā)展日益成熟，在國防、刑偵等領域獲得了很好的應用效果。與傳統(tǒng)測繪技術相比，GPS 控制測繪技術的輔助功能更多，憑借高精度、高效能、高靈活性等優(yōu)勢得到廣泛應用。地理信息系統(tǒng)是采集、整合、分析地球表層信息的技術系統(tǒng)，通過與GPS 控制測繪技術的融合，完成很多人工無法完成的測繪工作，不僅能夠提高測量工作的精準度，而且能推動地理信息系統(tǒng)的進一步發(fā)展。

1 GPS 控制測繪技術的概述

GPS 是全球定位系統(tǒng)的簡稱，是借助衛(wèi)星定位實時監(jiān)控地面上的物體，實現對地面物體的精準定位與測量。GPS 控制測繪技術是利用空間定位技術，通過確定空間點的三維坐標快速獲取物體位置信息的一項技術。該技術最早出現于20 世紀50 年代，主要用于軍事領域收集情報，為軍事作戰(zhàn)提供準確的信息指導，后來逐步應用到測繪、交通等多個領域［1］。

GPS 控制測繪技術的原理是距離交匯法，即已知兩個點位，以此為中心點測量該點與目標點之間的距離，測量出的結果作為半徑畫圓，找到兩個圓的交點確定目標點的三維坐標，所得測繪結果具有較高的精準度。由此可見，應用GPS 控制測繪技術需要提前選定一個點，在此處安裝接收器，借助衛(wèi)星定位目標點的位置信息，并且將其傳送至接收器。在整個測繪過程中，測繪人員通過采集接收器的信息就可以測量目標點，自動化程度較高。因此，GPS 控制測繪技術可以借助衛(wèi)星定位實現對地球上不同物體的準確監(jiān)測，對于提高GPS 定位準確性、實現動態(tài)監(jiān)測都有重要意義［1］。開展測繪工作中，測繪工作人員應用GPS 控制測繪技術需要同時滿足4 點需求，分別是海洋測量基準、大地測量控制、檢測板塊運動狀態(tài)以及測量行業(yè)攝影瞬間機位。另外，在測繪工作中，如果遇到一些人工無法完成的測量工作時，可以借助GPS 控制測繪技術，獲得精準的測量結果。隨著科學技術水平的提升，地理信息系統(tǒng)與GPS 控制測繪技術得到更加廣泛的融合，對于推動地理信息系統(tǒng)的完善以及測繪行業(yè)的發(fā)展都有重要作用。GPS 定位原理如圖1 所示。

2 GPS 控制測繪技術的應用優(yōu)勢

GPS 控制測繪技術具有測繪精度高、效能高、靈活性強等優(yōu)勢，將其應用到測繪工作中，能夠大幅度提升測繪效率與測繪精度，具體如下。

2.1 精度高

相對于傳統(tǒng)的測繪方式，GPS 控制測繪技術在精度方面有巨大的優(yōu)勢，因此該技術在地理信息系統(tǒng)管理中的應用能夠大大提高工作效果。GPS 測繪技術還能夠與很多信息軟件相結合，如微信，從而在信息采集工作中覆蓋98% 以上的物體，這基本能夠對所有的常見地標物進行精確觀測與定位。另外，GPS 控制測繪技術還能夠在不受外界任何干擾的情況下，利用偽距測量、偽距單點定位等方式，對目標物進行三維定位，其定位的精度能夠達到2 m。如果需要對移動的物體進行測量，GPS 控制測繪技術還能夠實現實時定位，計算目標物體的三維速度，實現毫米級的相對定位精度［2］。

2.2 效能高

GPS 控制測繪技術是一項新型技術，具有高效性特點。在測繪工作中，測量人員只需完成一次測量工作，即可快速、科學地定位物體位置的三維坐標，提高測量工作的高效性［2］。另外，在測繪過程中，測繪人員可以選擇任何時間和地點取點，并且能夠有序補點，無須進行控制點數量的測量，顯著減少測繪工作中人力、物力等損耗，同時避免出現人才誤差，更好地滿足人們對測繪數據的要求。

2.3 靈活性強

在測繪工作中，測繪人員借助GPS 控制測繪技術可以隨時調整測繪方案，具有較高的靈活性和實時性。實際工作中，一些用戶的需求可能發(fā)生變化，測繪人員需要根據用戶需求的變化修改設計方案，降低數據更改造成的數據損失風險，在保障測繪工作進度的同時，提高測繪工作質量和效率。

2.4 連續(xù)性強

在測繪工作中，傳統(tǒng)測繪技術容易受到地形、地貌的影響，很難在特定時間內完成測繪任務，即使按時完成測繪任務，所測繪出的數據也可能不達標。因此，為了提高測繪工作水平，測繪人員可以將GPS 控制測繪技術應用其中，構建出三維測量控制網絡，快速連續(xù)地開展測量工作，不僅能夠優(yōu)化測繪工作流程，而且還能提高測繪工作的高效化水平。

3 GPS 控制測繪技術體系

為了能夠充分發(fā)揮GPS 控制測繪技術的作用，在實際的測繪工作中，需要先建設三維控制網，從而發(fā)揮該技術的高精密度、高效性等特征［3］。首先，利用三維網構建模式提高測繪數據的精準度，盡可能減少地形地貌因素對測繪工作的影響，強化測量數據的真實性與可靠性。其次，利用高精度實時動態(tài)GPS 差分系統(tǒng)，能夠及時獲取物體的相應坐標位置，促使接收機、數據鏈等系統(tǒng)的有機銜接，為測繪工作的開展提供支持。再次，通過構建GPS 基準站，能夠實時觀測與存儲相關觀測數據，將系統(tǒng)測繪數據完整地保留下來。最后，借助規(guī)范采樣模式，可以將用戶提供的三維數據記錄下來，并且傳送到相關處理軟件中，以此為依據進行三維坐標的構建［3］。

4 地理信息系統(tǒng)中GPS 控制測繪技術的應用

4.1 在定點測繪中的應用

開展地質工程相關的測繪工作時，工作人員需要對工程區(qū)域內的布點高程予以明確，將各個點位有機連接起來，并且在測繪區(qū)完成空間分布圖的構建。GPS 控制測繪技術在定點測繪中的應用，可以幫助測繪人員分析和研究目標區(qū)域內的點位大小，獲取三維空間的坐標測繪數據，為工程施工提供可靠的數據參考。在進行測設點位時，測繪人員應當充分利用GPS控制測繪技術，快速、精準地測量出工程區(qū)域內各個關鍵點的高程，獲取其三維坐標值，進而確定測設點位。由此可見，在定點測繪中應用GPS 控制測繪技術，及時獲取關鍵點的三維坐標值，并且構建出精準程度較高的三維模型，有效保障定點測繪的準確性［4］。

4.2 在工程控制測量中的應用

在測繪工作中，通過控制測量技術測繪施工區(qū)域內的地形地貌特征，幫助施工人員清晰地掌握工程區(qū)域的地形地貌條件，為施工的圖紙設計提供可靠的參考。當測量區(qū)域的地形比較復雜時，會出現工作人員無法到達、設備無法架設等情況，這就無法精準地獲取數據信息［4］。而利用GPS 控制測繪技術可以有效解決傳統(tǒng)測繪工具的不足，更加精準地獲取相關數據信息。例如：依托GPS-RTK 技術開展地質工程測繪工作，可以通過目標區(qū)域內三維坐標控制點安裝GPS 接收器，然后利用衛(wèi)星進行連續(xù)的觀測采集數據，將獲取到的數據信息傳輸到基準站，并且借助時差分處理手段計算出移動接收器所在的高程與經緯度，從而獲取準確的測繪效果。在工程控制測量中，GPS 控制測繪技術的應用如圖2 所示。

4.3 在城鎮(zhèn)地籍測量中的應用

GPS 控制測繪技術可以用于地界勘測工作，對于城鎮(zhèn)開發(fā)與建設都有積極作用。在應用GPS 控制測繪技術時，測繪人員可以將該技術應用到城鎮(zhèn)地籍測量中，提高地籍定界的準確性。在傳統(tǒng)城鎮(zhèn)地籍測量定界工作中，工作人員通常會運用距離測量法、分析法等，但是運用這些方法開展勘測定界工作，涉及的工作環(huán)節(jié)較多，工作量也比較大，并且定界測量過程容易受到主觀因素影響，導致測繪結果不夠準確。而應用GPS 控制測繪技術可以快速、準確地獲取測繪結果，減少測繪誤差，為城鎮(zhèn)地籍測量工作的開展提供地理參考數據。另外，在地籍勘測過程中，如果遇到復雜程度較高的地形或者需要勘測較大的面積區(qū)域時，工作人員應當在GPS 控制測繪技術的輔助下開展測量工作，有效降低測量難度，進一步提升地籍定界的準確度［5］（如圖3 所示）。

4.4 在野外測繪中的應用

開展野外測繪工作時，工作人員應當積極應用GPS 控制測繪技術構建三維測量控制網絡，將目標區(qū)域內的物體全部覆蓋在內，第一時間獲取相關數據信息。在該技術的輔助下，工作人員可以擺脫傳統(tǒng)測繪工作中的困境，高效地完成野外測繪工作。具體而言，不管野外測繪面積多大，地形多復雜，工作人員都可以借助GPS 控制測繪技術獲取精準的數據信息，而地形地貌等因素不會對測繪工作產生很大的影響［5］。在測繪工作中，測繪人員必須要結合作業(yè)區(qū)域的實際情況制訂作業(yè)方案，科學布置接收器位置，保證及時、準確地獲取目標點的數據信息，并實時傳送至數據處理系統(tǒng)，提高野外測繪工作的質量和效率。GPS 野外作業(yè)基本流程圖如圖4 所示。

4.5 在空間分析中的應用

在空間分析中應用GPS 控制測繪技術，不僅能夠完善空間推導和模型，提高空間描述的準確性，還可以進行準確的數據查詢，為空間分析與決策提供可靠的技術支持。在實際的空間分析工作中需要將GIS 技術與GPS 技術結合，前者主要用于空間數據分析，后者主要用于收集定位數據信息，通過將空間數據信息與位置信息轉換與分析，得到需要的空間信息。對于地理信息分析工作而言，空間分析是非常重要的環(huán)節(jié)，工作人員可以根據項目的需要，利用地理信息系統(tǒng)轉換信息［6］。在實際分析過程中，工作人員需要根據獲取的位置信息和空間數據構建出相應的空間模型，并結合模型為相關行業(yè)提供可靠的信息參考，進一步促進我國科研技術水平的發(fā)展。

4.6 在居民生活中的應用

GPS 在居民生活中的應用，能夠為人們生活提供很大便利。一方面，GPS 控制測繪技術在交通領域的應用，能夠為人民群眾出行提供導向。用戶可以借助GPS 導航儀獲取精準化的位置信息，包括途經地點、預計到達時間、路況等，如圖5 所示。另一方面，用戶應用GPS 控制測繪技術還可以全面監(jiān)督重要財產。例如：手機都具備定位功能，當手機丟失后，可以借助定位系統(tǒng)科學定位手機的位置，從而快速找到手機。除此之外，警察辦案中也可以應用GPS 控制測繪技術，定位犯罪嫌疑人的位置并實施抓捕行為，為人民群眾提供安全和諧的環(huán)境。

5 結語

綜上所述，GPS 控制測繪技術可以提供精準的三維地理信息，為各個行業(yè)提供高效、準確的定位服務，不僅有助于測繪工作的開展，而且對地理信息系統(tǒng)發(fā)展有積極促進作用。隨著GPS 控制測繪技術的發(fā)展，目前，已經在多個領域擁有良好的應用效果。因此，要加強GPS 控制測繪技術在地理信息系統(tǒng)中的應用，通過將二者融合應用，提高地理信息系統(tǒng)內部信息的精準性和時效性，不斷優(yōu)化測繪工作模式。通過在定點測繪、工程控制測量、城鎮(zhèn)地籍測量、空間分析等領域應用GPS，我國的測繪水平得到了提高，同時也為相關測繪人員提供了有益參考。