GPS在水土保持監(jiān)測中的應用研究

李鑫

摘 要：GPS具有操作簡單、保密性強、精度高等眾多優(yōu)點，被廣泛的推廣和應用在工程設計、測量以及導航等眾多領域。通過將GPS應用在水土保持監(jiān)測中，利用GPS的各項功能，能夠實現(xiàn)對水土保持生態(tài)工程建設的全過程監(jiān)測，并且能夠顯著地提高工作效率，實現(xiàn)水土保持從定性監(jiān)測向定量監(jiān)測方向發(fā)展，為水土保持的監(jiān)測、調查以及規(guī)劃工作提供可靠地技術保障。因此，文章分析了GPS的功能，探析了GPS在水土保持監(jiān)測中的應用，旨在為水體保持監(jiān)測人員以及相關研究人員提供一定的參考。

關鍵詞：GPS；水土保持監(jiān)測；應用

一、前言

GPS，即全球定位系統(tǒng)，目前有數十顆導航衛(wèi)星在距離地面2萬km的太空軌道中圍繞地球轉動，為全球提供不間斷的定位訊號。GPS在平面測量控制中，能夠創(chuàng)建多等級的控制網，采用快速靜態(tài)、或者動態(tài)處理的方式對采集到的數據信息進行處理。對于水庫斷面測量、水土保持野外驗收、高精度放樣以及勘測等的應用，需要利用GPS實時動態(tài)測量的RTK測量技術，能夠顯著地提高水土保持測量精度，致使GPS被廣泛的推廣和應用在水土保持監(jiān)測領域。因此，文章針對GPS在水土保持監(jiān)測中應用的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

二、GPS功能介紹

（1）地圖功能。GPS具有儲存區(qū)域地圖的功能，并且能夠在地圖上準確的顯示區(qū)域的位置數據。

（2）計算機下載數據域上傳數據。通過專業(yè)軟件和連線，能夠將GPS和計算機連接，并且能夠在計算機上進行路線分析與安排，同時還能夠進行數據信息上傳、下載以及交換等。

（3）追蹤功能。GPS能夠對一定時間間隔的運動軌跡進行記載，該項功能在沒有明確路線或者地圖的情況下，為使用者提供原路返回服務。

（4）導向功能。GPS能夠為用戶提供某一標點或者地點的前進方向，同時還能夠顯示正北方向的角度數。

（5）速度功能。GPS能夠為用戶提供類似的方向，并且給出相應的速度。

（6）方向功能。GPS開機時，每隔2s會對地點坐標進行一次更新，并指明運動的方向，并進行前進方向的計算。

（7）路線功能。路線的組成包括起點、中間點以及終點等部分，任何兩點之間的一段稱之為“一條腿”，由若干條“腿”構成一條路線，通過輸入相應的信息，能夠在地圖上準確的找出相應的點，并且能夠邊走邊記憶。

（8）路標功能。將某個位置的信息記入GPS的內存，位置可以是所經過的點，也可以是輸入的坐標，為了便于記錄，通常以若干字母表示這些點。

三、GPS在水土保持監(jiān)測中的應用分析

（1）GPS在水土流失動態(tài)監(jiān)測中的應用分析。GPS在水土流失動態(tài)監(jiān)測中的應用主要包括以下兩個方面：一方面，微觀方面，通過利用GPS技術能夠針對溝底、溝頭、坡面等進行監(jiān)測，監(jiān)測溝底下切速度、溝頭前進速度、坡面地形變化以及溝緣線后退速度等，同時還能夠監(jiān)測樣點的水土流失量，包括堆積、滑坡以及崩塌等；另一方面，宏觀方面，針對一個區(qū)域或者大流域，創(chuàng)建GPS控制網，能夠實現(xiàn)對整個范圍的監(jiān)控與測量，同時為航空遙感相片提供定向的加密點，這樣便于對區(qū)域內的土地利用信息、水土流失信息等的采集與提取。采用GPS對水土流失進行動態(tài)監(jiān)測，能夠在最短的時間內了解區(qū)域內的破壞水土保持設施的面積、數量、毀林面積以及開荒狀況等，具體應用方法包括人為水土流失監(jiān)測和自然水土流失監(jiān)測兩種。

（2）GPS快速RTK技術在水土保持監(jiān)測中的應用分析。GPS實時動態(tài)測量系統(tǒng)是數據傳輸技術和GPS測試技術相結合組成的系統(tǒng)，RTK技術的優(yōu)點表現(xiàn)為：數據處理能力強、操作簡單、工作效率高、沒有誤差積累、數據安全可靠、定位精度高、作業(yè)條件要求低、測繪功能強大、集成化程度高以及自動化作業(yè)等。傳統(tǒng)的水土保持監(jiān)測方法通常利用不同年份的衛(wèi)星遙感影像進行水土流失量以及水土流失面積的分析與計算，然后根據計算結果采取針對性的措施進行保護。這種方法的更新速度相對較慢，成本相對較高，并且計算結果的精度相對較差，不能夠及時、準確的反應監(jiān)測區(qū)域的實際狀況。通過利用GPS快速RTK技術，能夠對監(jiān)測區(qū)域的信息進行野外采集，并將采集的信息輸入GPS，使利用GPS管理水土保持工作變?yōu)榭赡堋Ｍ瑫r，GPS快速RTK技術能夠為水土保持治理工作提供準確、全面的數據信息，并通過計算機對監(jiān)測的數據信息進行處理，并繪制土地利用圖，為地區(qū)水土保持管理信息系統(tǒng)提供準確、科學的數據信息，為土壤侵蝕預測、水土流失治理效益評價、水土保持措施驗收、水土保持決策、水土保持管理、修路棄土量以及工礦開發(fā)等提供可靠地依據。

（3）GPS技術在水土保持信息系統(tǒng)中的應用分析。GPS技術在水土保持信息系統(tǒng)中的應用主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，為水土保持信息采集、全數字攝影測量等提供完善的控制網，具體方法表現(xiàn)為：區(qū)域選擇、設計控制網、野外選點、埋石造標、野外觀測、室內解算，通過上述步驟能夠獲得給予計算機網絡的GPS控制網，通過利用GPS技術對像控點進行測量，然后通過室內解算，能夠創(chuàng)建監(jiān)測區(qū)域的立體模型，然后通過半自動DTM、自動DTM軟件，創(chuàng)建數字地面模型，為GPS數據庫提供地形數據信息；另一方面，補繪、補測以及更新信息系統(tǒng)圖斑，由于水土保持地理信息在不斷的變化，為了實現(xiàn)對水土保持地理信息系統(tǒng)的實時更新，應該利用GPS的PTK技術，對屬性變更的圖斑以及治理措施圖斑進行觀測，并將觀測的數據信息錄入水土保持信息系統(tǒng)中，能夠對圖斑進行及時的補充與更新。

（4）GPS技術在水土保持精度測試中的應用分析。GPS技術在水土保持監(jiān)測精度是GPS需要關注的關鍵問題，GPS在水土保持精度測試中的應用主要包括以下幾個方面：其一，GPS接收機能夠接受8顆以上的衛(wèi)星信號；其二，GPS接收機的內存不能少于1M，坐標記錄點不能少于500個；其三，靈敏度，定位冷啟動的時間不能超過45s，熱啟動時間不能超過15s；捕捉信號的時間不能超過15min；其四，定位精度，高程不超過1m，快速靜態(tài)測量水平為0.5m，垂直為3m，動態(tài)定位水平為2m；其五，GPS衛(wèi)星必須具有消除山體遮擋的作用；其六，要求操作簡單、方便，并且能夠實現(xiàn)不同坐標系的轉換與管理，同時配套效率高的軟件，以此保證監(jiān)測精度和準確度。

四、結束語

總而言之，GPS是一門應用技術，通過將GPS應用在水土保持監(jiān)測中，能夠實現(xiàn)水土保持監(jiān)測從定性監(jiān)測想定量監(jiān)測方向發(fā)展，顯著地提高水土保持監(jiān)測工作水平與效率，為水土保持監(jiān)測、調查以及規(guī)劃工作等提供可靠地技術支持。當然，GPS在水土保持監(jiān)測中的應用非常廣泛，文章只是提出了幾點簡單、可行的操作方法，希望能夠為水土保持監(jiān)測工作人員提供一定的借鑒，而在實際應用中應該根據具體的狀況，采用相應的方法與技術。

參考文獻

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