數字化地形測量中GPS技術的應用探討

李彤彤

摘 要：隨著計算機技術的普及，數字化地形測量得到了巨大的發展。GPS技術即全球定位技術，其應用于數字化地形測量大大提高了地形測量的準確性和便捷性。本文主要針對傳統測量在數字化地形測量中存在的主要問題，介紹了GPS技術在數字化地形測量中的應用及其測量優勢。

關鍵詞：數字化 地形測量 GPS技術

隨著計算機技術的發展，數字化地形測量可以借助于計算機完成控制測量、計算機輔助計算、碎部數據采集和成果成圖輸出。碎部數據采集是采集地物、地貌等地形要素的特征點數據，這些特征點的位置和高程直接影響最終成圖的質量。

1、數字化地形測量的基本原則

在利用數字化地形測量過程中要遵守以下原則：

第一，數字化測量利用先進的測量儀器，選擇靈活的定位方法，完成地形數據的采集，相比于完全人工測量具有更大的便捷性，也提供了一些不可測地域的地形測量方法。但是完全依靠自動化測量有時會造成結果的失真，因此在數字化測量中要求測量人員具有高度的責任心，能夠實地測量的地點必須進行實地考察與測量，并且要采用高精度的鋼尺，盡量不使用皮尺；第二，數字化測量中應該以河流、山脈、峽谷、道路等自然界線來劃分測圖單元。這樣以來，一方面，為地形的測量提供了便捷；另一方面、避免了測圖單元之間的接邊問題。根據業內的共識，應該先測同一類的地物或地貌，但也可以根據實際地形情況進行調整，以方便實地測量和觀測站工作人員的記錄；

第三，除了測量特征點的位置和高程數據外，應該多測量一些數據點，以使計算機建立的數學模型更加精確，繪制的地圖能更加詳細和準確的反應地貌。另外，由于數字測圖的大多數數據點是在計算機上完成的，因此要認真檢查每個數據點是否正確。同時，針對一些關鍵的數據點，要有一定的核實辦法。

2、常規測量方法的局限性

常規測量方法存在的問題主要有：

測量范圍有限。由于常規測量方法通常是依靠人力進行實地測量和計算，或者采用普通機械進行測量，測量過程中不僅消耗了大量的人力、物力，并且測量范圍有限，對于一些人力難以抵達的地方無法測量。

（2）由于對不同測圖單元采用不同的測量系統，對于重要的控制點或交接點難以統一，導致不同的控制點混雜在一起。這就引發了不同測量系統之間的兼容問題，要是采用了不兼容的控制點或交接點，將會影響測量質量。

（3）國家大地點破壞嚴重，影響測量作業。由于國家基礎控制點確定的時間較早，這些基礎控制點可能在城市建設或經濟建設的過程中遭到了破壞，在這些地區進行測量作業，會因為難以確定基礎控制點而使測量的準確性得不到有效保障。

（4）由于地面障礙物或者自然地理環境如密林、灌木等影響地面通視的障礙的存在，采用常規的測量方法難以確定并測量該地形的控制點。

3、GPS技術在數字化地形測量中的應用

GPS全球定位技術是利用衛星技術實現全方位實時三維導航與定位的新一代衛星通信技術，GPS技術作為重要的控制測量技術已用于生活中的各個方面。GPS技術的優點是：（1）數學模型簡單，能同時確定某一地點的三維坐標；（2）可用于全天候實時觀測，非常便捷，信息傳遞速度快；（3）在長距離上仍能獲得高精度的定位結果。因此，將GPS全球定位技術應用于數字化地形測量中，能實時全天候非常便捷地獲得地形的三維信息。一般來說，數字化地形測量中通常將靜態GPS網用作基本控制，動態GPS網用作加密控制，同時加上一些補充測站點，完成動態碎部數據采集，再通過計算機軟件進行輔助計算，完成全部數據點信息，最后出圖。將GPS全球定位技術應用于數字化地形測量中，可以避免常規測量方法存在的一些問題，并且帶來更大的測量優勢。

4、GPS技術應用于數字化測量優越性

GPS全球定位技術應用于數字化地形測量中帶來的測量優勢有：（1）GPS技術利用衛星技術實現全方位實時三維導航與定位，從空中俯測，測量的范圍非常大，并且可以按需布設控制網，簡化加密級別，省去聯測過渡點；（2）測量精度高，隨著GPS技術的日趨成熟，如今國內的測量精度可達10-6mm級別，而國外的測量精度可達10-7mm級別，通過GPS技術建立的控制網，其測量準確度是常規測量方法難以睥睨的；（3）GPS技術采用由上到下俯測，因此不需要各個聯測點之間形成通視，為地形測量提供了巨大的便捷；（4）觀測自動化程度高。利用GPS技術進行數字化地形測量過程中，外部作業可以用電鈕操作，內部作業主要利用計算機進行數據處理和計算，作業效率高；（5）利用GPS技術進行數字化地形測量的結果可以用三維坐標的形式記錄，與常規測量采用的二位平面坐標相比，三維坐標定位更加科學與精準；（6）GPS網絡布置完成后，可實行全天候24小時的實時觀測和數據記錄，不受天氣條件的影響。

5、結語

總之，GPS全球定位技術作為衛星技術、微電子技術、計算機技術和天文觀測技術等尖端技術的綜合產物，其高度自動化的特點和其所達到的測量精度，使其在測量領域的應用具有較大的潛力。地形測量是測量一定范圍內的地面建筑物或其它地物、地面形貌的特點，并且按照一定的比例尺，按照地圖圖例的規定，將其繪制在圖紙上。將GPS技術應用于地形測量不僅提高了測量的廣度和精度，也為測量工作帶來了巨大便捷，大大提高了測量工作的工作效率。筆者相信，未來隨著GPS技術的不斷完善和改進，以及隨著GPS技術與地形測量工作的不斷融合，數字化地形測量工作將會取得突破性的發展。

參考文獻

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