GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用

柴众

摘要：信息技术的迅猛发展为测绘工作带来了一定的契机，奠定了有力的基础技术。将全球定位控制技术应用于地理信息采集中，具有显著的连续性、全球性、实时性特征，在抵御外部干扰方面作用十分明显，且具备较强的保密性，定位相当准确。基于此，本文主要以GPS控制测绘技术作为切入点，研究了其在地理信息系统中的应用。

关键词：测绘；地理信息系统；GPS

社会经济的快速发展同时也直接推动了城市化的建设步伐，各类大型工程、建筑物处于的不断增加状态，同样也对测绘技术提出了更高的要求与标准。当前大部分测绘工程的数字测图，主要面向对象为工程复杂、比例较大、地下管道较多的各类图形，同时无法避免实地测绘、野外测图。基于对外界测绘环境因素的考虑，大部分测绘技术人员均期望能够在较短的时间内完成精确的测绘工作，提升测绘效率。因此，动态GPS、全站仪等技术迅速涌现，全面提高了测绘效率。以下则首先介绍了GPS控制测绘技术的概况，然后分析了其在地理信息系统中的应用现状。

1、现代化GPS控制测绘技术概述

1.1 GPS控制测绘技术框架。现代化的GPS控制测绘技术体系是由三维测量控制网与GPS基准站共同构成。在测绘过程中必须保障GPS基准站处于运行状态。一般可将GPS基准站的运行方式分为三大类型。第一，应用广播的形式实时发布GPS相位分差的相关信息。利用GPS测绘技术，测绘这能够通过依托实时动态测量技术（RTK）精准定位待测点坐标。一般所测得的数据精度均比较高，基本可满足施工放样及航摄外控测量的要求。且在通讯环境无感染的前提下，可将辐射范围扩宽到30km左右。第二，采取事后观测数据反馈的形式。即采样方式。它属于GPS基准站数据记录与采集的最为常用的方式之一，主要通过在设定的时间范围内，上传所观测到的数据，并经由数据中心处理后确定待测点的三维坐标，能够准确获取所测点的空间及位置信息。第三，以广播的形式向测绘人员发布全球定位伪距差分更正信息。即测绘人员可以伪距差分技术实时定位待测点坐标，能够满足导航及车载定位系统的测绘要求，一般测量精度约为5m。

1.2实时动态差分GPS技术介绍。实时动态差分GPS技术对比传统测绘技术而言，优势较多。其所需测量时间相对来说比较短，同时精度十分高，能够快速反馈地理信息与坐标，测绘、操作方式简单且快捷。通常可将实时动态差分GPS技术分为三大板块。即基准站接收机、流动站接收机、数据链。其中流动站接收是由实时动态差分软件所构成。通常情况下，基准站接收机能够持续接受可观察到的全球定位信息系统的卫星信号，同时获取相关的地理坐标。接收机则能够以数据链作为媒介将测绘数据发送于流动站接收机中，此外，流动站接收机在接受数据信息的过程中同样可实现对GPS信号的追踪。能够为测绘人员提供准确的技术支持。

2、GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用

2.1任务与测区地理情况概述。测绘内容具体包括1：500地形图与1：2000地形图，岳城水库河道断面的测绘图。位于磁县西部，处于滏阳河上游区域，距离该县城距离为35km左右，与相邻城镇相距11km，水库主要是为邯郸市及相邻城镇居民饮水与产业发展供水的源泉。所控制流域面积超过18100km2，该水库为新建中型水库，属海河流域漳卫河控制工程。测绘地区地形起伏相对比较多，地势险峻。地面植被较为茂盛，交通方便，但通视条件一般，具有较高的测绘难度，综合测绘难度分级为4级。

2.2数字测绘系统应用。以计算机技术为中心，将动态GPS、全站仪作为地理信息数据的采集工具，外接相关输入与输出设备，并在相关软硬件的支撑下，对地形数据进行采集，在GIS系统上进行数据处理、绘图、空间分析与管理。

2.2.1地形数据采集。地形测绘仪器是定位野外地理信息数据的基本装备，基于地形因素的考虑，本次应用的设备为全站仪。图形数字化输入设备则为将纸质图像转化为数字化地形信息的主要设备，主要为扫描仪与数字化仪。在本次工程的测绘中主要应用GPS控制测绘数据处理软件对地形进行测绘，选用预报星历，设定基线193条，定位待测区域控制网络平面起测点分别为H413与H414，对高程的测量则选用8个水准点实施联合平差。

选用数字测绘系统对待测水库进行测绘，具体坐标应用北京坐标系标准，应用高斯3°投影设备，设定子午线为105°，将起始测算控制点设定为H413与H414。对平面的控制则选用国家标准C级点作为起始点，从水库下坝与下坝部分各定位4个不同的GPS控制点，设置不同库区的间隔距离在2到3km之间。以闭合网状为主要形态，以河道为中心，建设28个平面控制点，覆盖整个河道区域。选用静态定位测绘方案对水库进行测绘，控制观测时间为1h左右，设定测绘等级为E级。

2.2.2数据的转换与处理。首先通过输入到GIS系统的数据进行编辑，对数据进行拓扑建模，将获取的测量图形与GIS图层中相同的区域进行叠加分析。GIS系统通过识别各属性在数字化空间数据的空间关系，关联复杂的空间实体，进行相应的数学建模和分析。对于控制测量中出现的线与交叉点分离的情况以及原地图上污点等可能影响结果精确度的因素进行针对性的处理，如选择性清除等。同时对得到的数据进行数据重构，转换成GIS系统可以识别的数据格式，从而实现不同数据源之间的兼容。由于不同需求侧重的对象属性是不相同的，因此要求数据在分析之前，进行一系列的投影与坐标变换整合處理，得到精度要求不同、复杂度不同的数学模型，从而实现其合适的用途。

2.3空间分析。数据处理完成后，便可以利用GIS进行空间分析，从空间物体的空间位置以及相互关联去对空间事物进行研究以及定量描述。空间分析是GIS的核心和重要功能之一，使用户可以通过与系统交互而将地理数据经过分析转换为对自己有用的信息。同时，利用空间分析技术，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。空间分析主要涉及查询、量算、描述和总结、推理、优化模拟、假设和验证等6个方面的操作。随着空间分析技术的不断发展，GIS也将从一般的空间事物处理向分析型空间决策支持方向迈进。

参考文献

[1]王起超.浅谈GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用[J].科技创新与应用 2013（30）

[2]李晓晖.浅析GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用[J].城市建设理论研究2012（32）