GPS在復(fù)雜地形地貌中的測繪應(yīng)用

吾拉伊木江·吾普爾

GPS目前在測繪工作中得到越來越廣泛的應(yīng)用，特別是對于視野不暢的復(fù)雜地形測繪，GPS測量在效率和精度上的優(yōu)勢就表現(xiàn)的更加顯著了。該文總結(jié)了GPS測量工作中的流程和心得，希望給讀者一些幫助。

新中國成立以來，我國的測繪工作經(jīng)歷了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，從原來的小三角臺(tái)測量法，到后來的經(jīng)緯儀水準(zhǔn)儀的測量法，我們的測繪前輩們，用汗水甚至獻(xiàn)血為我們的測繪基礎(chǔ)工作夯下了基石。目前，我們對大地的測量技術(shù)，已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，宇航技術(shù)的發(fā)展，GPS系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，讓我們的測量變的更加便捷。特別是進(jìn)行復(fù)雜地形測量時(shí)，使用全站儀等重型測量設(shè)備，可能會(huì)給測量帶來意想不到的困難，所以，我們就在復(fù)雜地形的測繪中，廣泛使用了GPS測量法。

GPS測量實(shí)戰(zhàn)流程總結(jié)

架站和回看點(diǎn)。在本次測量中，我們對于天山北麓的一片谷地進(jìn)行道路施工測量，因?yàn)楣鹊氐匦螐?fù)雜，全站儀在樹木和轉(zhuǎn)彎點(diǎn)較多的測量區(qū)域內(nèi)視野受阻，如果使用傳統(tǒng)的全站儀測量法，會(huì)因?yàn)轭l繁移站導(dǎo)致測量進(jìn)度變慢，精度也受到影Ⅱ向。所以我們計(jì)劃采用基站式GPS測量法。改測量法只需要用全站儀在區(qū)域內(nèi)放兩個(gè)已知點(diǎn)就可以了。

我們使用GPS對一個(gè)復(fù)雜地形進(jìn)行測量，必須找到兩個(gè)已知坐標(biāo)的點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)為架站點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)為回看點(diǎn)。架站點(diǎn)的選擇盡量選擇GPS基站信號(hào)可以覆蓋整個(gè)測量區(qū)域的位置，如果一個(gè)架站點(diǎn)沒有辦法覆蓋整個(gè)區(qū)域，那么就需要設(shè)置多個(gè)架站點(diǎn)和回看點(diǎn)。

設(shè)置架站點(diǎn)和回看點(diǎn)的目的是對GPS的系統(tǒng)誤差進(jìn)行校對，因?yàn)镚PS系統(tǒng)可能存在很大的系統(tǒng)誤差，所以，我們需要在測量之前對GPS系統(tǒng)進(jìn)行根據(jù)已知點(diǎn)進(jìn)行的校準(zhǔn)。

已知點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，主要有二個(gè)來源：

第一個(gè)數(shù)據(jù)是之前測量工作留下的標(biāo)志點(diǎn)。我們在進(jìn)行一些測量操作時(shí)，往往會(huì)留下幾個(gè)標(biāo)志鮮明的標(biāo)志點(diǎn)，比如某個(gè)永久性房屋的一角，或者是某個(gè)線塔的頂端，或者是某個(gè)水井的中心點(diǎn)等。

第二個(gè)數(shù)據(jù)來源是國家一、二、三級(jí)坐標(biāo)系的坐標(biāo)點(diǎn)。我們的國家在設(shè)立北京坐標(biāo)系或者西安坐標(biāo)系的時(shí)候，會(huì)建設(shè)很多永久性的點(diǎn)位標(biāo)志，這些點(diǎn)位標(biāo)志會(huì)以大隊(duì)委單位，承包管理，雖然很多年過去了，這些點(diǎn)位被破壞了不少，但是，我們還是能做到在方圓數(shù)里的范圍內(nèi)找到一個(gè)二級(jí)以上的國家測繪網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)位。

如果在測繪區(qū)域內(nèi)或者測繪區(qū)域附近找不到可以直接架站的架站點(diǎn)和回看點(diǎn)，我們就要人工放線，在區(qū)域內(nèi)使用全站儀等精確測量工具，放置專用的架站點(diǎn)和回看點(diǎn)。雖然人工放線并不是太輕松的工作，但是相比較要用全站儀等測繪儀器測量整個(gè)區(qū)域來說，這項(xiàng)工作已經(jīng)輕松多了。

地物測量及信息記錄。我們使用基站式GPS測量該區(qū)域，可以對該區(qū)域的地形坡度進(jìn)行高密度的描繪，我們在CASS系統(tǒng)中建立坡度模型，使用全站儀的情況下，最多實(shí)現(xiàn)100米的邊長，而使用GPS測量的情況下，我們可以基本上實(shí)現(xiàn)25米左右的邊長，基本上可以做到對地形的全息描述。而對測量區(qū)內(nèi)的兩條河流的描繪，我們也可以做到非常的細(xì)致。

平時(shí)，我們?nèi)绻褂萌緝x測量一個(gè)房屋，可能只能測量房屋的三個(gè)拐點(diǎn)，因?yàn)榱硗庖粋€(gè)拐點(diǎn)需要移站后甚至是多次移站后才能從另外一個(gè)方向看到。因?yàn)槊看我普径伎赡茉斐墒嗬迕椎綌?shù)十厘米的隨機(jī)誤差，而一個(gè)房屋的尺度只有幾米見方，所以，多次移站后再對房屋的另外點(diǎn)位做出測量的數(shù)據(jù)是不可用的。

而使用GPS測量法測量村莊結(jié)構(gòu)時(shí)，我們就可以使用GPS對每一棟房屋的每一個(gè)拐點(diǎn)進(jìn)行測量，雖然因?yàn)樾盘?hào)穿墻會(huì)給測量結(jié)果帶來一定的誤差，但是，這種誤差比全站儀測量反復(fù)移站帶來的誤差要小多了。

在本次的叢林測量中，我們可以使用GPS設(shè)備追蹤一條河流和一條小路，完全不用考慮全站儀視野的問題。這也是GPS測量的優(yōu)勢所在。

或者說，越是復(fù)雜的地形，特別是容易造成全站儀視野受阻而反復(fù)移站的地形，GPS測量就會(huì)體現(xiàn)出他不可比擬的優(yōu)勢。我們要做的，只是走到一個(gè)需要測量的點(diǎn)，將GPS終端放到地面或者測量標(biāo)高上，然后按下測量和記錄按鈕就可以了。

內(nèi)業(yè)。GPS測量后的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理工作量，因?yàn)镚PS測量的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于實(shí)用全站儀等設(shè)備測得的數(shù)據(jù)量，所以，GPS的內(nèi)業(yè)工作量是大于全站儀等設(shè)備測量回公司后的內(nèi)業(yè)工作量的。

GPS的內(nèi)業(yè)主要分為三個(gè)階段：

連線作圖。在CASS地理信息系統(tǒng)中，連線工作是最基礎(chǔ)的工作之一，我們導(dǎo)入到系統(tǒng)中的點(diǎn)位，是一個(gè)個(gè)的散點(diǎn)，我們需要用CASS系統(tǒng)的點(diǎn)位捕捉功能，將這些散點(diǎn)連成一個(gè)平面，賦予一定的屬性，這樣才可以對這些區(qū)域的面積和長度進(jìn)行精確的匯總和測量。

測量匯總。CASS系統(tǒng)提供了相對完善的面積和長度統(tǒng)計(jì)匯總系統(tǒng)，可以提供給我們較為完善的表格資料，這些表格資料雖然提供了較為完善的信息，但是存在一個(gè)缺陷，就是這些表格屬于DWG矢量表格，沒有辦法與表格編輯完全兼容，所以需要內(nèi)業(yè)人員手工逐一謄寫到表格軟件中，才可以被文檔編輯軟件使用。

形成報(bào)告。對于測量結(jié)果，我們必須形成專業(yè)的測繪工作報(bào)告才可以呈交給客戶，所以，測繪工作報(bào)告的編制，才是內(nèi)業(yè)工作任務(wù)量最大的部分。形成一份詳細(xì)干練的測繪工作報(bào)告，是對測繪工作最好的總結(jié)。

手持式GPS測量流程

對于非正式的測量，我們的往往采用不需要架站的手持式GPS開展工作。大致來說，手持式GPS有以下特點(diǎn)：

無需架站點(diǎn)和回看點(diǎn)。因?yàn)槭殖质紾PS的測量精度有限，一般的隨機(jī)誤差在2米左右，我們就沒有必要進(jìn)行架站點(diǎn)和回看點(diǎn)的精確定位。當(dāng)然，手持式GPS也沒有架站的必要，因?yàn)槭殖质紾PS本身就沒有基站。

與衛(wèi)片結(jié)合。為了提高手持式GPS的測量精度，我們往往會(huì)選擇在測量區(qū)域兩側(cè)十余公里的范圍外各尋找一個(gè)衛(wèi)片上可以看到的地標(biāo)點(diǎn)。通過這兩個(gè)地標(biāo)點(diǎn)與衛(wèi)片的吻合，我們基本上就可以確定測量點(diǎn)位于衛(wèi)片的吻合。我們再對照測量區(qū)內(nèi)的地物，可以對衛(wèi)片的附著位置再進(jìn)行一點(diǎn)微調(diào)，這就可以保證我們在衛(wèi)片上直接量取面積了。或者說，手持式GPS測量的并不是地塊的形狀和面積，只是做為一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)與衛(wèi)片的吻合，我們經(jīng)過這一步吻合操作后，就可以在衛(wèi)片上描圖測量衛(wèi)片上所有的區(qū)域和地物。

GPS的廣泛應(yīng)用給我們的測量工作帶來了諸多方便，也使得我們的測量工作精度和效率得到大幅度的提高，我們會(huì)在日后的工作中，大力推進(jìn)GPS測量技術(shù)，讓我們的測繪工作更上一層樓。