浅议GPS在土地测绘中的应用

高缘

【摘要】GPS是当今信息社会最活跃，发展最快的科学技术之一，并且GPS与GIS的两者有机结合将成为人们收集、处理信息最强有力的工具.GPS技术已渗透到土地测绘当中并发挥若重要作用.本文着重阐述了GPS在土地测绘中的应用。

【关键词】地籍测量；动态监测；勘测定界；RTK

1.前言

土地资源是国家固有资产形式，合理使用土地资源能够为国民经济创造有利条件，保证固有资产在现实应用中发挥最大的效益。城市现代化建设步伐加快，国家对土地资源开采的范围越来越广，强化土地开采前期的测绘工作，有助于现场指导施工作业的有序进行。现分析全球定位系统（GPS）技术在土地测绘中的应用情况。

2.GPS在地籍测量中的应用

2.1GPS 的定位原理

GPS技术是以接收机至GPS卫星之间的距离作为基本测量来实现定位的。当地面用户的GPS接收机同时接收到四颗以上的卫星信号后，通过使用伪距测量或载波相位测量，测算出卫星信号到接收机所需要的时间，再结合各卫星的星历，将卫星至用户的多个距离球面相交后，即可确定用户所在点的三维坐标位置。

2.2 GPS技术的特点

相对于经典测量学来说，GPS测量主要有以下几个特点：

（1）测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

（2）定位精度高，一般双频GPS接收机基线解精度为5mm ± 1PPm，而红外仪标称精度为5mm ±5PPm， GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长， GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50km 的基线上， 其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500km的基线上可达10-6～10-7。

（3）观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min观测时间即可。

（4）提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

（5）操作简便。GPS测量的自动化程度很高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。

（6）全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

2.3 GPS在变更调查与动态监测中的应用

GPS卫星定位新技术的迅速发展，给测绘工作带来了革命性的变化，也对地籍测量工作，特别是变更调查工作带来了巨大的影响。变更调查指在完成初始地籍调查之后，为使地籍资料保持现势性而进行的土地及其附着物的权属、位置、质量、数量和土地利用现状的变更调查。

近年来，摄影测量技术、GIS技术、GPS动态定位技术的迅速发展，为土地管理技术增添了新的技术手段。GPS动态定位技术的飞速发展导致了GPS辅助航空摄影测量技术的出现和发展，极大减少地面像片控制点的数量，缩短成图周期，降低了成本。技术流程如下：航空摄影、像片控制测量；已有资料的数据库建立；图形叠加、分析及正射影像的输出；外业地类调绘、权属调查；内业修测、编辑及图形回放、检查；图形精编、面积计算和汇总；坡向图制作和坡度坡向数据库建立；编写各项技术报告、说明书、成果资料等；土地利用变更调查成果输出及成果资料建档；检查、验收。

我国绝大多数县（市）的土地管理部门仍是以纸为介质来存贮土地利用信息，存在成图周期长，不容易修改等不足，因而不能满足以年为周期的土地资源动态监测的需要。监测包括以下内容：

① 主动地发现土地利用的变化信息；

② 准确、快速地获取变化信息的数量和特性；

③ 将变化信息与历史信息进行空间分析，获得新的土地利用现状数据；

④ 土地数据的计算机管理与可视化；

⑤ 方便快捷地输出成果图件。

传统的动态野外监测采用简易补测或平板仪补测法，如利用钢尺用距离交汇，直角坐标法等进行实测丈量，对于变通范围较大的地区采用平板仪补测。而应用RTK技术进行动态监测，则可提高监测的速度和精度，省时省工，真正实现实时动态监测，保证了土地利用状况调查的现实性。鉴于土地利用动态监测中野外地形条件复杂多样，测量工作量较大，费用有限，因此采取后处理差分的方法 来获取变化地块的空间位置和属性数据。GPS差分技术不仅可以提高单机定位精度，而且可以消除美国的SA政策所带来的误差和部分系统误差，充分提高GPS的测量精度。

2.4把GPS新技术引入地籍细部测量中

地籍细部测量是地籍调查不可分割的组成部分，目的是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等基本情况。由地籍调查规程所知，在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，对于城镇街坊外围界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差为15cm。利用GPS的RTK技术能满足上述精度要求，建议在适合布设GPS点的部分测区使用该项技术。对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘丈，这样有利于加快地籍细部测量进度。

3.实时动态定位（RTK）技术在建设用地勘测定界中的应用前景

建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围，测定界桩位置，计算用地面积等方面的测绘技术工作，它为各级政府的土地管理部门审批土地、地籍管理提供基础资料。建设用地勘测定界的工作穆序为：审查用地文件及有关图件——现场踏勘——圖上红线设计——实地放样——复核测量——面积量算——绘建设地界图——填绘建设用地管理图———资料的管理——归档。在反复实地踏勘、图上设计、权属调查后制定放样数据。利用GPS的RTK技术进行勘测定界放样，能避免解析法放样、关系距离放样等放样方法的复杂性，同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序，特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线性工程和特大工程的放样更为有效和实用。

RTK是指载波相位实时动态差分（Rea一time Kinematic）定位，它是GPS定位发展到现在的最新技术，RTK实时处理能达到厘米级精度（1～Zcm士ZppXD），完全满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求。RTK的基准站由主机、GPS天线、电台、电于手簿、放大器、数据通讯天线等组成，移动站由电子手簿、主机、GPS天线及数据通讯天线组成。通过同时接收卫星信息与基准站发送的改正信息，经过解码，自动给出具有厘米级精度的定位数据。然后，利用微机通过随机软件传送到电子手簿供实地勘测定界放样。利用RTK放样是坐标直接放样。并且建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由随机软件中的面积计算功能利用坐标直接计算并检核。

4.结束语

随着GPS技术的不断发展，特别是GPS、GIS、RS（遥感系统）的有机结合，GPS将在土地测绘中应用更为广泛。GPS技术在土地领域发挥重大作用并产生巨大的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]马克伟等.城镇地籍调查规程.北京：地质出版社，1993年版

[2]沈文炳.论GPS地籍控制网的精度和密度. 测绘通报，1992.4

[3]鹿心社.地籍信息系统.土地管理计算机应用论文集.北京：地震出版社，1993年版

[4]李国伟.GPS技术与地籍控制测量.中国土地科学，1994. 5