地理信息系统中GPS控制测绘技术的应用与研究

吴晓刚

关键词： GPS 控制测绘技术 地理信息系统 应用优势 应用策略

中图分类号： P208 文献标识码：A 文章编号： 1672-3791（2024）01-0051-05

随着我国科学技术的发展，GPS 控制测绘技术发展日益成熟，在国防、刑侦等领域获得了很好的应用效果。与传统测绘技术相比，GPS 控制测绘技术的辅助功能更多，凭借高精度、高效能、高灵活性等优势得到广泛应用。地理信息系统是采集、整合、分析地球表层信息的技术系统，通过与GPS 控制测绘技术的融合，完成很多人工无法完成的测绘工作，不仅能够提高测量工作的精准度，而且能推动地理信息系统的进一步发展。

1 GPS 控制测绘技术的概述

GPS 是全球定位系统的简称，是借助卫星定位实时监控地面上的物体，实现对地面物体的精准定位与测量。GPS 控制测绘技术是利用空间定位技术，通过确定空间点的三维坐标快速获取物体位置信息的一项技术。该技术最早出现于20 世纪50 年代，主要用于军事领域收集情报，为军事作战提供准确的信息指导，后来逐步应用到测绘、交通等多个领域［1］。

GPS 控制测绘技术的原理是距离交汇法，即已知两个点位，以此为中心点测量该点与目标点之间的距离，测量出的结果作为半径画圆，找到两个圆的交点确定目标点的三维坐标，所得测绘结果具有较高的精准度。由此可见，应用GPS 控制测绘技术需要提前选定一个点，在此处安装接收器，借助卫星定位目标点的位置信息，并且将其传送至接收器。在整个测绘过程中，测绘人员通过采集接收器的信息就可以测量目标点，自动化程度较高。因此，GPS 控制测绘技术可以借助卫星定位实现对地球上不同物体的准确监测，对于提高GPS 定位准确性、实现动态监测都有重要意义［1］。开展测绘工作中，测绘工作人员应用GPS 控制测绘技术需要同时满足4 点需求，分别是海洋测量基准、大地测量控制、检测板块运动状态以及测量行业摄影瞬间机位。另外，在测绘工作中，如果遇到一些人工无法完成的测量工作时，可以借助GPS 控制测绘技术，获得精准的测量结果。随着科学技术水平的提升，地理信息系统与GPS 控制测绘技术得到更加广泛的融合，对于推动地理信息系统的完善以及测绘行业的发展都有重要作用。GPS 定位原理如图1 所示。

2 GPS 控制测绘技术的应用优势

GPS 控制测绘技术具有测绘精度高、效能高、灵活性强等优势，将其应用到测绘工作中，能够大幅度提升测绘效率与测绘精度，具体如下。

2.1 精度高

相对于传统的测绘方式，GPS 控制测绘技术在精度方面有巨大的优势，因此该技术在地理信息系统管理中的应用能够大大提高工作效果。GPS 测绘技术还能够与很多信息软件相结合，如微信，从而在信息采集工作中覆盖98% 以上的物体，这基本能够对所有的常见地标物进行精确观测与定位。另外，GPS 控制测绘技术还能够在不受外界任何干扰的情况下，利用伪距测量、伪距单点定位等方式，对目标物进行三维定位，其定位的精度能够达到2 m。如果需要对移动的物体进行测量，GPS 控制测绘技术还能够实现实时定位，计算目标物体的三维速度，实现毫米级的相对定位精度［2］。

2.2 效能高

GPS 控制测绘技术是一项新型技术，具有高效性特点。在测绘工作中，测量人员只需完成一次测量工作，即可快速、科学地定位物体位置的三维坐标，提高测量工作的高效性［2］。另外，在测绘过程中，测绘人员可以选择任何时间和地点取点，并且能够有序补点，无须进行控制点数量的测量，显著减少测绘工作中人力、物力等损耗，同时避免出现人才误差，更好地满足人们对测绘数据的要求。

2.3 灵活性强

在测绘工作中，测绘人员借助GPS 控制测绘技术可以随时调整测绘方案，具有较高的灵活性和实时性。实际工作中，一些用户的需求可能发生变化，测绘人员需要根据用户需求的变化修改设计方案，降低数据更改造成的数据损失风险，在保障测绘工作进度的同时，提高测绘工作质量和效率。

2.4 连续性强

在测绘工作中，传统测绘技术容易受到地形、地貌的影响，很难在特定时间内完成测绘任务，即使按时完成测绘任务，所测绘出的数据也可能不达标。因此，为了提高测绘工作水平，测绘人员可以将GPS 控制测绘技术应用其中，构建出三维测量控制网络，快速连续地开展测量工作，不仅能够优化测绘工作流程，而且还能提高测绘工作的高效化水平。

3 GPS 控制测绘技术体系

为了能够充分发挥GPS 控制测绘技术的作用，在实际的测绘工作中，需要先建设三维控制网，从而发挥该技术的高精密度、高效性等特征［3］。首先，利用三维网构建模式提高测绘数据的精准度，尽可能减少地形地貌因素对测绘工作的影响，强化测量数据的真实性与可靠性。其次，利用高精度实时动态GPS 差分系统，能够及时获取物体的相应坐标位置，促使接收机、数据链等系统的有机衔接，为测绘工作的开展提供支持。再次，通过构建GPS 基准站，能够实时观测与存储相关观测数据，将系统测绘数据完整地保留下来。最后，借助规范采样模式，可以将用户提供的三维数据记录下来，并且传送到相关处理软件中，以此为依据进行三维坐标的构建［3］。

4 地理信息系统中GPS 控制测绘技术的应用

4.1 在定点测绘中的应用

开展地质工程相关的测绘工作时，工作人员需要对工程区域内的布点高程予以明确，将各个点位有机连接起来，并且在测绘区完成空间分布图的构建。GPS 控制测绘技术在定点测绘中的应用，可以帮助测绘人员分析和研究目标区域内的点位大小，获取三维空间的坐标测绘数据，为工程施工提供可靠的数据参考。在进行测设点位时，测绘人员应当充分利用GPS控制测绘技术，快速、精准地测量出工程区域内各个关键点的高程，获取其三维坐标值，进而确定测设点位。由此可见，在定点测绘中应用GPS 控制测绘技术，及时获取关键点的三维坐标值，并且构建出精准程度较高的三维模型，有效保障定点測绘的准确性［4］。

4.2 在工程控制测量中的应用

在测绘工作中，通过控制测量技术测绘施工区域内的地形地貌特征，帮助施工人员清晰地掌握工程区域的地形地貌条件，为施工的图纸设计提供可靠的参考。当测量区域的地形比较复杂时，会出现工作人员无法到达、设备无法架设等情况，这就无法精准地获取数据信息［4］。而利用GPS 控制测绘技术可以有效解决传统测绘工具的不足，更加精准地获取相关数据信息。例如：依托GPS-RTK 技术开展地质工程测绘工作，可以通过目标区域内三维坐标控制点安装GPS 接收器，然后利用卫星进行连续的观测采集数据，将获取到的数据信息传输到基准站，并且借助时差分处理手段计算出移动接收器所在的高程与经纬度，从而获取准确的测绘效果。在工程控制测量中，GPS 控制测绘技术的应用如图2 所示。

4.3 在城镇地籍测量中的应用

GPS 控制测绘技术可以用于地界勘测工作，对于城镇开发与建设都有积极作用。在应用GPS 控制测绘技术时，测绘人员可以将该技术应用到城镇地籍测量中，提高地籍定界的准确性。在传统城镇地籍测量定界工作中，工作人员通常会运用距离测量法、分析法等，但是运用这些方法开展勘测定界工作，涉及的工作环节较多，工作量也比较大，并且定界测量过程容易受到主观因素影响，导致测绘结果不够准确。而应用GPS 控制测绘技术可以快速、准确地获取测绘结果，减少测绘误差，为城镇地籍测量工作的开展提供地理参考数据。另外，在地籍勘测过程中，如果遇到复杂程度较高的地形或者需要勘测较大的面积区域时，工作人员应当在GPS 控制测绘技术的辅助下开展测量工作，有效降低测量难度，进一步提升地籍定界的准确度［5］（如图3 所示）。

4.4 在野外测绘中的应用

开展野外测绘工作时，工作人员应当积极应用GPS 控制测绘技术构建三维测量控制网络，将目标区域内的物体全部覆盖在内，第一时间获取相关数据信息。在该技术的辅助下，工作人员可以摆脱传统测绘工作中的困境，高效地完成野外测绘工作。具体而言，不管野外测绘面积多大，地形多复杂，工作人员都可以借助GPS 控制测绘技术获取精准的数据信息，而地形地貌等因素不会对测绘工作产生很大的影响［5］。在测绘工作中，测绘人员必须要结合作业区域的实际情况制订作业方案，科学布置接收器位置，保证及时、准确地获取目标点的数据信息，并实时传送至数据处理系统，提高野外测绘工作的质量和效率。GPS 野外作业基本流程图如图4 所示。

4.5 在空间分析中的应用

在空间分析中应用GPS 控制测绘技术，不仅能够完善空间推导和模型，提高空间描述的准确性，还可以进行准确的数据查询，为空间分析与决策提供可靠的技术支持。在实际的空间分析工作中需要将GIS 技术与GPS 技术结合，前者主要用于空间数据分析，后者主要用于收集定位数据信息，通过将空间数据信息与位置信息转换与分析，得到需要的空间信息。对于地理信息分析工作而言，空间分析是非常重要的环节，工作人员可以根据项目的需要，利用地理信息系统转换信息［6］。在实际分析过程中，工作人员需要根据获取的位置信息和空间数据构建出相应的空间模型，并结合模型为相关行业提供可靠的信息参考，进一步促进我国科研技术水平的发展。

4.6 在居民生活中的应用

GPS 在居民生活中的应用，能够为人们生活提供很大便利。一方面，GPS 控制测绘技术在交通领域的应用，能够为人民群众出行提供导向。用户可以借助GPS 导航仪获取精准化的位置信息，包括途经地点、预计到达时间、路况等，如图5 所示。另一方面，用户应用GPS 控制测绘技术还可以全面监督重要财产。例如：手机都具备定位功能，当手机丢失后，可以借助定位系统科学定位手机的位置，从而快速找到手机。除此之外，警察办案中也可以应用GPS 控制测绘技术，定位犯罪嫌疑人的位置并实施抓捕行为，为人民群众提供安全和谐的环境。

5 结语

综上所述，GPS 控制测绘技术可以提供精准的三维地理信息，为各个行业提供高效、准确的定位服务，不仅有助于测绘工作的开展，而且对地理信息系统发展有积极促进作用。随着GPS 控制测绘技术的发展，目前，已经在多个领域拥有良好的应用效果。因此，要加强GPS 控制测绘技术在地理信息系统中的应用，通过将二者融合应用，提高地理信息系统内部信息的精准性和时效性，不断优化测绘工作模式。通过在定点测绘、工程控制测量、城镇地籍测量、空间分析等领域应用GPS，我国的测绘水平得到了提高，同时也为相关测绘人员提供了有益參考。