GPS在農田土地平整地形測量中應用的初步研究

廣西柳州市三江侗族自治縣國土資源管理局

摘要：近年來，隨著現代化農業建設步伐的逐漸加快，土地平整作為農業生產中重要的一項作業，不僅可以保證灌溉水的有效利用，還能幫助農田實現“節水增產”的目的。而地形測量是土地平整前后重要的作業環節之一，根據測量所得到的數據有助于制定切實可行平地方案，從而完善平地作業，提高土地的利用率。當前，隨著科學技術的不斷進步，傳統的人工測量技術已被GPS技術逐漸代替，該項技術主要具有精確度更高、可行性更強的特點。本文就GPS在農田土地平整地形測量中的應用進行探究和分析，并作出相關總結，以供參考。

關鍵詞：GPS；農田土地平整；地形測量；應用研究

GPS是全球地位系統的一個簡稱，以目前來說GPS技術在人們生活當中并不陌生，同時由于其具有保密性強以及連續性等特點，逐漸受到眾多科技工作者的關注。現如今，隨著我國經濟水平的不斷發展，GPS已延伸至農業生產領域當中，其中GPS平地技術的應用最為廣泛，除了可以提高測量數據的精準度以外，還能降低因天氣等因素造成的影響，從而保障土地資源的使用率。

1.探討傳統人工測量方式的問題

⑴工作量大。隨著工程用地面積逐年擴大，為人工測量的工作帶來了較大的難度，而地形測量大多是在施工現場執行，再加上人工測量所完成的面積有一定的限制，因而較大地增加了測量工作量。在這樣的工作環境下，不僅會使得測量人員失去耐心，還會降低測量的準確性。

⑵缺乏正確地測量工作意識。據目前而言，大多數地形測量人員的測量意識整體不高，甚至在實際測量當中出現“走形式，走程序”等不良現象。同時，因為施工進度的約束，不合理設計測量工作方案，促使地形測量工作無秩序以及混亂等情況，繼而阻礙實地勘測工作的順利實施。

⑶測量精確度不高。原因包括以下兩點：第一，測量人員缺乏專業的測量知識，以及不重視測量相關要求，繼而影響測量水平。另外，在記錄測量數據時沒有全面考慮測量精度，加上工作責任意識不高等因素，導致測量精度得不到良好的保障。第二，在地形測量中，可使用的測量設備較少，且量具粗放，使得測量數據出現較大的誤差。同時，由于沒有制定統一規范的測量標準，從而嚴重影響了測量精度。

⑷測量難度偏大。對于一些地形復雜、地質環境特殊的施工現場，很有可能產生影響測量工作順利的不利因素，而這些因素的存在則會對測量設備的使用要求逐漸升高。若想繼續進行地形測量，則需要結合其他設備才能進行作業，從而不斷增加測量的難度。

鑒于以上問題，推進以GPS技術為主進行農田土地平整地形測量具有十分重要的意義。

2.探究GPS平地系統在農田土地平整地形測量中應用的意義

據了解，美國是最早將GPS技術應用在在農田平地測量當中。但由于定點GPS測量和車載移動GPS測量成本較高，因而在我國農田平整土地中并沒有得到普及，從而直接影響了我國農業的生產與發展[1]。而隨著國內經濟水平的快速發展，GPS控制平地系統得到不斷改進，一定程度下彌補了傳統人工測量儀的不足。一方面，利用自身操作簡單、快捷等優勢，有效節約了人力和物力；另一方面，在實際應用中，提高了土地的利用率，促進現代農業得到良好發展，從而使得農業發展的改革具有巨大的意義。

3.淺析GPS平地系統的工作原理及技術特點

3.1工作原理

在農業生產過程中，隨著GPS平地系統技術的應用，使得農田土地平整地形測量收獲了較大的成功。GPS平地系統包含包含多個組成部分，其中三維地形測量系統、控制作業系統等占據著重要的位置。三維地形測量系統指的是在接收GPS觀測點上的坐標信息后，進行坐標變換、錯誤處理、數據校正等相關操作，從而形成簡單易懂的農田三維地形圖。控制作業主要通過計算農田實際地表面積等信息來獲得平地基準高程，然后利用液壓控制實現平地作業。在控制平地系統中，GPS技術的應用可以概括為兩個方面，即定點測量和車載移動測量，后者主要是在現代汽車定位系統基礎下實施。據了解，這兩種應用都具有一定的局限性，只有在其他設施的配合下才能發揮其最大的作用。總的來說，以GPS系統代替人工測量技術，不僅可以節約測量時間、減少不必要的財力和人力，還能有效解決大規模農田實地測量的難題，從而促進農業更好的發展和進步。

3.2測量技術特點

⑴縱觀當前，GPS測量系統在定位領域中是應用最多且最常見的系統，并且存在高效率、精度高等多個優點，因而具有較大的發展潛能。同時，GPS測量系統能夠進行自動化測量，也就是說測量人員只需要進行幾項簡單的操作便可，如監視儀器工作狀態、量取天線高度等內容，像衛星記錄、觀察等內容則均由儀器完成[2]。

⑵GPS衛星在全球范圍內有較高的覆蓋率，且不受任何時間、地點的限制，進而有效完成觀測工作。通常來說，只有較為嚴重的雷雨天氣才會影響觀測工作。具體而言，GPS定位技術的不斷發展，對傳統測量技術產生了強烈的沖擊，同時還加強了測量學理論學科的交流和發展，進而推動了相關科學領域的發展步伐。

⑶GPS接收機的標稱分辨率極為之高，甚至與紅外儀器相提并論，很大一方面促使GPS測量技術具有更高的可行性和優越性。另外，隨著科學技術的改革，GPS技術推出全球性質的三維地心坐標，其在實際測量過程中，不僅對觀測站的大地高程進行精確測量，還能對觀測站的平面位置進行有效測量。因此，在這樣的特點下，可為我國農業發展提供更有力地發展條件。

4.GPS控制平地系統中三維地形測量系統的認識

三維地形測量系統主要由數據處理終端、GPS接收系統以及姿態方位校正系統等3個部分組成，其中數據處理終端由全球定位系統數據提取和坐標轉換模塊、三維地形圖的顯示模塊及姿態方位校正模塊等功能模塊組成。數據處理終端是三維地形測量的重要組成部分，具有采集數據、保存數據和實時顯示三維地圖等相關作用。GPS接收系統由電臺、天線桿、移動站、基準等多個設備組成，其主要利用移動站來接收GPS定位信息，并且在詳細分析定位數據之后，還能建立三維坐標（X、Y、Z）[3]。姿態方位校正系統具有更加明顯的作用，如：第一，在確定GPS天線定位環節中，能夠降低農田復雜的地形環境對其的影響，并且還能及時補充GPS天線航向角、俯仰角的相關信息。第二，具有較高的精準度，從而與GPS定位實現良好的補充，有效提高定位的準確性。

5.計算平地土方量與GPS測量分析

在平地土方量計算過程中，一般都會使用專業的地形處理軟件，如SURFER。由于車載移動GPS的測量變動性與隨機性都比較大，無論是進行水準儀下的高程測點，還是定點GPS下的高程測點，都不能得到良好的效果，進而在計算統一平地土方量中存在較高的難度。因此，在這樣的情況下，利用專業的地形處理軟件可以高效處理不同測量方法的高程數據，以及實施Kriging差值處理。另外，為了保證測量數據的精確性，在結合以上兩種測量方式進行高程數據平地工程的過程中，應將田面的坡度值設置為零[4]。總而言之，在GPS平地系統實際應用中，應當總結以往的應用經驗，以及利用當前的實踐經驗來加強各種方式的配合，從而不斷完善測量數據，充分發揮其積極作用，有效保證平地作業的順利開展。

結語

綜上所述，在農田土地平整地形測量中，應當積極應用GPS技術，從而提高地形測量相關數據的準確性，提升土地的利用率，以及確保農業生產活動的有序性和穩定性。

參考文獻：

[1]任曉芳.GPS技術在土地勘界測量中的應用探析[J].中國科技信息，2013（10）：122.

[2]吳昊.農田土地機械化平整技術與裝備[J].農村牧區機械化，2015（02）：39-40.

[3]劉寅，李宏鵬，劉剛，王瀧.基于GPS控制技術的土地平整系統[J].農機化研究，2014（09）：142-146.

[4]王瀧，劉剛，劉寅，李宏鵬.基于GPS的農田坡面平整技術與試驗[J].排灌機械工程學報，2013，31（05）：456-460.