GPS遥感测绘方法在土地测绘中的应用研究

周忠赣，伍慧群

(江西核工业测绘院，江西 南昌 330038)

土地测绘是查明我国基本土地资源利用状况和后期综合开发利用的基础，随着现代化测绘技术的快速发展，不仅显著提高了土地测绘整体质量，而且有效的降低了土地测绘工作量，降低了测绘成本[1-2]。GPS遥感测绘方法是常用的土地测绘技术之一，因其全球覆盖、实时性强而被广泛的应用于各类测绘领域[3]。与其他测绘技术相比，GPS遥感测绘技术还具备较强的保密能力和抗干扰能力，因此，可以更好地服务于土地测绘领域，并取得了显著的成效[4-5]。本文以GPS遥感测绘方法为研究对象，以某地区土地测绘实例为分析目标，着重讲述GPS遥感测绘方法中的CORS技术在土地测绘中的应用。

1 GPS技术应用和原理

1.1 GPS技术应用

GPS技术是一套全球卫星定位系统，是利用三角定位的基本原则实现定位与导航目的。自1994年美国首次建立完整的GPS后，推动了土地测绘的技术的发展，且随着定位技术的不断发展，GPS单点定位精度逐渐提高[6-7]。GPS技术在土地测绘领域应用极为广泛，应用技术主要包含以下3个方面[8]。

1)GPS静态测量，该技术主要借助测量型的GPS接收机进行定位测量，在测量全过程中GPS接收机是静止的，以接收到的变化的卫星数据来推算测量目标点的坐标，一般需要3台以上的接收机才能实现同步观测，且耗时较长，一般大于40 min。

2)GPS动态测量，即RTK测量(载波相位实时动态差分定位)技术，是测量技术与GPS数据传输技术的集成体，推动了GPS技术的发展。该技术一般由基准站和移动站两部分组成，前者主要包括主机和电台等设备，通过外置大功率发射装置发射数据信号，后者不仅能够获得卫星信号；而且可以获得基准站反馈的实时动态更正数据，该技术有效的提高了土地测绘工作效率，且精度能够满足现阶段土地测绘的基本要求，因此具较广阔的应用前景。

3)CORS技术，即连续运行卫星定位服务系统，该技术成功的将网络化应用于测量领域，推动了GPS技术的变革，也是GPS动态测量(RTK测量)的“升级版”。根据测绘区域的范围以及地形地貌等特征，设置一个或者多个固定的CORS参考站，进行24 h运转，提供质量可靠的GPS观测值和相关信息[9]。由于CORS技术建立的连续定位系统可以有效的消除或减少人为误差，所以该技术在我国得到了快速的推广使用，且广泛的应用于土地测绘中，并取得了显著的成效。

1.2 CORS技术工作原理

CORS技术是卫星定位现代化网络技术、卫星定位技术和现代化通讯技术的集成体，不仅能够有效的减小人为误差，提高测量精度，还可以获得实时动态测量数据，显著的提高了测量效率和测量精度[9]。CORS系统一般由基准站网、通讯系统、数据处理中心和用户系统几部分组成。在测量过程中，借助固定网站和移动基站测算出起算点，并将其联合解算，可以提高解算精度；将获得的实时动态数据通过通讯系统传输至数据处理中心，按照测量区域的参数及解算参数进行数据滤波、去噪等处理，将处理合格的数据反馈至用户系统。

2 CORS技术在土地测绘中的应用

2.1 像控点的选择及精度分析

土地测绘任务繁重，主要表现在以下几个方面：①测量范围大，测量任务一般以县、市、省的行政范围为主；②测量精度要求高，土地测绘是摸清我国土地利用状况的基础，也是后期土地资源综合利用的基础，是推动土地集约、节约型利用的依据，因此对测量精度要求较高；③测量周期问题，传统的GPS遥感测量技术和其他测量技术耗费的测量时间长，导致土地测量成果的应用效率降低，这就要求探索一种既能快速完成测量任务，又能保证测量精度的现代化技术技术。考虑到上述几点原因，应用CORS测量技术能够满足当前的基本需求。

为了提高CORS测量精度，在开展航摄过程中需要进行像控点的选择，可以有效的提高航摄影像质量以及测量精度，可通过以下几方面进行[13-15]：①像控点必需选择易于判别的地物标志，且不存在其他干扰因素；②像控点布设过程中与航摄影像片边部的距离不应小于1 cm；③在立体测图过程中，每个相对具有4个对应的近似矩形的基本定向点，该定向点垂直于方位线的直线距离应小于1 cm；④像控点尽可能的选择在旁向重叠线的中部位置附近；⑤像控点的布设应位于图廓线外侧。

2.2 像控点坐标信息的采集

像控点坐标信息的采集工作是影响整体测量精度的重要环节之一，为了确保最终测量精度能够满足相应比例尺测量精度要求，在像控点坐标信息采集过程中要确保平面控制点坐标转换后的残差小于2 cm，且单次观测的平面收敛精度也应小于2 cm，采样间隔设置为2～5 s，每次测量的平面较差应小于4 cm(见表1)。在完成像控点坐标信息采集后[10]，对核查质量合格的数据进行限差分析，经空中三角测量加密、微分纠正、图像镶嵌等处理后获得正射影像图，为后期的土地测绘提供基础资料。

表1 CORS技术测量精度分析统计

2.3 土地测绘中界址点的测量

土地测绘中最重要的环节就是各类界址点的测量工作，是提高测量精度的重要体现，也是维护农民基本权益的基础。因此，如何提高界址点的测量精度是有效推动土地测绘进程的前提。传统的测量方法以全站仪等为主，测量工作量大、周期长、效率低；而现代化CORS技术更适用于大范围的测量任务，且具有更高的测量精度，对于土地测绘来说，一般以县、市、省级行政范围为主，仅需1～2个独立的参考站就可以完成相应的测量工作，所获测量精度也能够满足实际需求[10]。由表1可知：实用CORS技术所获界址点(部分像控点组成)的点位中误差均小于20 mm，点距中误差也小于20 mm，完全满足土地测绘精度要求。

2.4 CORS技术测量精度分析

将CORS技术应用于土地测量中，其实际测量精度能否达到理论测量精度，能否确切的满足实际测量精度需求，则需要不同测量技术测量结果的对比分析。因此，使用CORS技术与GNSS技术进行测量精度的对比分析，为此，按照测绘区域的面积、地形地貌等特征，将测绘区域划分为6个测绘区块，并按照测绘区域面积、地形地貌等确定对比点的比例，对任一测绘区块来说，对比点的选择是随机的，共抽取420个对比点进行测量精度的对比，部分数据统计表见表2。

表2 部分界址点测量成果精度汇总

由表2可以看出：使用CORS技术所获界址点坐标的测量精度要高于GNSS技术所获测量精度，且使用CORS技术所获结果中最大点位误差为42.1 cm，最小点位误差仅为1.8 cm，最大中误差为9.7 cm，完全能够满足相应比例尺的测量精度要求。因此，在土地测绘中使用CORS技术，不仅能够提高测量效率、降低成本，还可以提高测量精度。

3 结 语

随着现代化卫星定位技术和网络技术的发展，推动了GPS遥感测绘技术的革新和发展，尤其是GPS动态测量技术的快速发展，不仅显著的降低了测绘成本、提高了测绘效率，更是平稳的提高了测量精度，推动了我国土地测绘工作的快速推进。以GPS遥感测绘技术为主要研究对象，在分析常见GPS技术应用的基础上，着重分析CORS技术在土地测绘中的应用，实践证明该技术有效的提高了测绘精度、降低了成本、提高了测绘效率，在土地测绘中具有广阔的应用前景。