地質測繪中GPS技術的應用探討

吳慧敏

（安徽省地質測繪技術院，安徽 合肥 230022）

GPS定位技術的應用原理主要是通過對待追蹤對象和標的，分別與衛(wèi)星之間的空間距離進行測量測算，進而實現對待追蹤對象具體位置的準確確定。值得注意的是，借助GPS技術實現準確定位，則需要借助多個衛(wèi)星組成高度精確的衛(wèi)星信號發(fā)射系統(tǒng)，若是缺少衛(wèi)星系統(tǒng)進行信號接收，也就不能實現對追蹤對象的準確定位。總之，較之其他定位追蹤，GPS技術應用在定位、追蹤、導航等方面的效果、效率都有著較為顯著的應用優(yōu)勢[1]。因此，加強GPS技術在地質測繪中的應用分析，有著較為重要的現實意義。

1 GPS技術在地質測繪中的應用優(yōu)勢

1.1 時間效率較高

借助GPS技術對目標標的進行定位，能夠獲得較好的時間效率優(yōu)勢。較之其他定位技術，借助GPS技術進行定位，包括動態(tài)定位往往只需花費幾秒鐘就能實現較為準確的定位、追蹤，較之傳統(tǒng)的定位測量技術需要花費較長時間完成定位，有著較為顯著的時間成本優(yōu)勢[2]。地質測繪工作中GPS技術的有效應用能夠大大提高地質測繪工作效率，以及在定位條件方面也不存在較大限制，往往在15度以上的開闊空間就能有效發(fā)揮GPS技術的定位作用。總體而言，借助GPS技術在地質測繪中的應用，較為經濟適用，能夠節(jié)約較大的時間成本。

1.2 定位精度優(yōu)勢

在當前GPS定位技術應用，其誤差已經能夠控制在厘米級別以內，較之其他定位技術的精度有著較為顯著的應用優(yōu)勢，能夠在較大程度上滿足定位測量工作的要求。而且，這一技術的應用不會受到測繪對象、地質、天氣等客觀條件的影響，定位操作與結果都較為穩(wěn)定[3]。換言之，與其他定位技術相比，GPS技術的應用不受任何地質條件限制，獲得較為穩(wěn)定、準確的測繪數據，這是這也是GPS測技術在地質測繪工作應用的優(yōu)勢之一，甚至在借助數據檢測、測繪對數據進行記錄與專業(yè)處理之后，得到的數據精度甚至能夠達到準毫米的級別。

1.3 自動化優(yōu)勢

GPS技術具備其他定位技術不具備的較高自動化水平。也就是說，若是測繪工作需要不間斷地對目標進行定位記錄，借助GPS定位技術的動態(tài)定位功能，只需將相應測繪點及相關數據輸入之后，實現對觀測目標點的準確標記與進行直接獲取。利用GPS技術大大節(jié)約了測繪工作的人力物力，同時能夠在較大幅度上提升測繪工作效率。而且隨著GPS技術不斷提升，尤其是完全機械化操作模式的應用，GPS技術在地質測繪工作中的自動化水平也越來越高，為未來地質測繪工作提供全新的發(fā)展空間與無限可能。

2 GPS技術在測繪工作中的具體應用

目前，在我國的地質測繪工作中，GPS技術有著較為重要的應用，在GPS技術的支持、支撐下，大大提高了地質測繪工作的進度與工作效率。并且，隨著GPS技術在地質測繪中的自動化水平越來越高，大大降低了地質測繪工作量，工作負擔大幅減輕，為節(jié)約地質測繪工作人力成本創(chuàng)造有利條件。

2.1 在控制測繪方面的應用

在地質測繪工作中，地質控制測繪是極為重要的工作內容，在進行地質測繪控制過程中，GPS技術應用發(fā)揮著極為重要作用。傳統(tǒng)定位技術在地質控制測繪中的應用，需要提前做好測繪點的選擇。而選擇測繪點的過程中是一個或需要花費時間較大的工作，同時需要投入大量人力物力。若是在選擇測繪點之前，相關技術人員缺乏對測量目標及區(qū)域地形地貌的全面掌握極易導致測繪點選擇不科學、不合理，進而對整體測繪工作質量產生不良影響[4]。而采用GPS技術機械地質控制測繪，則不需進行事先的測繪點選擇。也就是說，原本一系列的事先準備工作得到了有效精簡，也就避免了許多不良因素影響，如此便大幅節(jié)約了測繪時間成本與人力成本。就此而言，GPS技術在地質控制測繪中的應用意義十分重大，同時也是地質測繪工作迎合時代發(fā)展需求與要求的重要保障。由此可見，GPS技術在地質測繪中有著較為重要的應用價值。

2.2 在網點控制方面的應用

在地質測繪工作中，地質控制網點精準度、密度控制是較為重要的內容與任務。然而，若是網點控制喪失精度與密度，則目標區(qū)域控制測繪則難以進行，如此便對相關測繪地質圖的制作完成造成較大影響。一般來說，網點密度主要包括兩種類型，一種是首級控制網，一種是加密控制網。借助GPS技術，可以加大對城鎮(zhèn)地區(qū)界址網點的密度控制，這是其他技術所不具備的應用優(yōu)勢。然而，要確保實現對相關地區(qū)控制密度，達到測量測定界址的要求，需要確定整個過程網點進度控制是否能夠得到有效保障[5]。對此，測繪相關工作人員通過在GPS網點下面增設一條導線進行導向加持，便可以直接在圖根點上進行界址點測繪，如此GPS技術的應用，實現了對地址網點控制力度的有效強化。

2.3 在系部測繪方面的應用

地質的系部測繪是地質測繪工作的重要內容，必須引起工作人員的高度重視。地質系部測繪就是指測繪精度要求必須精確到各地土地權屬界址點和每一塊土地形狀、位置等。地質系部測繪在精度方面有著較高要求，所以在地質測繪工作過程中，在城鎮(zhèn)外圍界址點，村莊內部界址點，隱蔽位置界址點等地點精度誤差方面作出了明確規(guī)定。例如，城鎮(zhèn)外圍界址點精度誤差必須控制在10cm以內，村莊內部界址點的精度誤差必須小于15cm，以及隱匿界址點的精度誤差也必須控制在15cm以內。若是其他定位測量技術來對地質系部進行測繪，則難以達到GPS技術應用的精度水平，無法很好地滿足地質測繪系部測繪方面的精度要求。由此可見，借助GPS技術的有效應用，使得地質測繪工作中的日常地質系部測繪精度充分滿足得了相關測繪標準對于精度的較高要求。

2.4 在水下地形測繪方面的應用

水下地質勘測是地質測繪的一項重要內容，并且在此過程中GPS技術起到了不可替代的作用。在實際應用時先是在相同水平面上放置發(fā)生器的傳感器以及GPS流動站的天線，并且同步放于船上，以達到同步輸送探針與PTK數據至計算機的目的。在開展測量以及映射作業(yè)過程中，移動站接受根據接收所得無線電站的校正號后，對自身測量數值進行動態(tài)校正，從而將精準的坐標數值傳送至計算機。隨后數字檢測器獲得平面部位具體水深同時將其傳輸至計算機。最后計算機根據接收所得數據以及稅點高度來將飛機所在水下點的高程坐標計算出來，聯(lián)合PTK獲取的平面坐標一同構成三維坐標，并利用相關軟件來得到相應的水下地形圖。

2.5 在監(jiān)測地表變形情況中的應用

地表變形監(jiān)測是地質工程勘測中必不可少的環(huán)節(jié)，例如在進行工程項目施工過程中，需要準確測量實際施工區(qū)域的具體高程，隨后通過分析測量數據來對工程作業(yè)環(huán)節(jié)中可能會產生的地質問題，如塌陷、沉降等進行科學預測[6]。此外，工作人員還需要全面勘查施工區(qū)域，掌握該區(qū)域中高程變化。所以在此過程中能夠合理運用GPS技術來勘查地表情況，以便于在較短時間內掌握地表微塌陷等問題，所以在此過程中GPS技術具有非常關鍵作用，并且能夠結合具體工程施工需求來合理監(jiān)測地表變形情況，取得相應數據信息。并且還能夠運用水準儀來實時定點監(jiān)測，用以校驗實際所得結果。

2.6 工程放線測量

在進行工程施工過程中一項基礎工作就是測量放線，比格犬捏具有較高的精度要求，不但要將工程的幾何形狀充分考慮在內，同時還需要兼顧生態(tài)環(huán)境以及城市規(guī)劃等相關要求。在過去進行工程放線測量工作中，通常難以獲得較為精準數據，以至于工作人員無法快速將工程內存在的問題找出，并且不能及時進行處理，影響到了整體工程建設質量。而將GPS技術運用到工程放線測量工作中，則能夠憑借其具有較高測量精準度的優(yōu)勢來有效提升整體工程放線測量的準確性與可靠性，以大幅提升整體工程建設質量。

3 地質測繪中GPS技術的應用方法

3.1 采集數據

在采集外業(yè)數據時運用GPS技術能夠通過專業(yè)的儀器設備來搜集到初回區(qū)域內的相關數據信息。第一，往GPS系統(tǒng)內錄入地質測繪區(qū)域內的棱鏡高度數據，同時在此環(huán)節(jié)嚴禁隨意改動高度，避免導致實際測繪數據產生較大偏差。第二，在采集外業(yè)數據過程中，如若有斷電情況出現，則需要待電力恢復后再開展作業(yè)，避免影響到后續(xù)外業(yè)數據的處理效率。同時，應當要使用2臺以上的轉站，一方面有利于測繪角度的靈活調整，一方面還能夠避免出現點位不清楚的問題，影響測繪效率。第三，在實際測繪過程中需要采集多組數據，讓工作人員在分析環(huán)節(jié)能夠通過多方比較來選出精準度最高的數據。

3.2 處理數據

利用GPS技術處理數據時，需要分別由解算GPS基線向量還有計算其網平差兩方面著手來完成原始衛(wèi)星觀測數據與最后定位，確保數據的精準程度。通常需要經過數據收集、傳送、預處理、基線解算、計算基線向量網平差等步驟來處理數據，其中傳送數據主要指的是利用傳輸電纜來聯(lián)系起接收機與計算機，運用相應的處理軟件來傳送下載所得信息資料至計算機內。數據分流則指的是在傳送數據環(huán)節(jié)，系統(tǒng)能夠自動分流數據，把相同類型數據統(tǒng)一放置相同文件內，并且還能夠利用解碼來快速歸類與整理，將無效數據剔除并且還可進行數據的精簡。除此之外，工作人員還需要預處理觀測值才能開展后續(xù)解算與計算工作，確保結果的準確性與可靠性。

3.3 進行大地控制網點測定工作

通常情況下是由勘察線與基線一同組成地質測繪網絡，要想得到比較精準的測繪坐標體系與地理位置，則需要有效運用GPS技術來實施定位并處理相關數據。在實際應用過程中，需要對控制網點內接收信號的設備進行分級設置，并且動態(tài)更新測繪區(qū)域中的測量點坐標情況，盡可能降低誤差發(fā)生幾率，實現測繪效率與質量的提升。在測繪過程中應用GPS系統(tǒng)能夠對數組觀察數據進行高效處理，讓工作人員工作強度得以降低，并且縮短了其工作時間。通過收集、傳輸以及處理數據后能夠有效反應基線解算以及基線向量網數據至設備當中，實現測繪質量的大幅提升。

3.4 開展多角度測繪工作

在進行地質測繪過程中憑借GPS技術良好的測繪功能，利用衛(wèi)星定位來在多個角度探測具體測繪區(qū)域，經過多方數據比較來取得最為精準數據信息。不僅如此，因為具體測繪時實際測繪點出現偏差，從而直接導致了定位測繪結果準確度下降，因此能夠應用攝影技術來在圖像內將各個測繪點區(qū)分開來從而防止該問題的出現[7]。所以能夠表明GPS技術不單單具備定位功能，同時兼具優(yōu)良的攝影以及圖像功能，能夠將地形情況動態(tài)描繪出來，讓結果更為全面與準確。

3.5 進行野外測繪工作

首先，正確選點。在使用GPS技術測繪地質工程情況時要求工作人員能夠正確選點，保證實際所得數據的真實與精準。在此過程中工作人員需要對測繪區(qū)域進行細致勘察，在選點時盡可能避免存在較多障礙物的地方，提升數據準確性。同時盡可能選擇超過15°的高度角，確保能夠具有良好的數據傳輸信號。在實際測繪過程中，如若遇到較高的建筑物或是有湖泊、河流等面積較大的露天水域務必要控制點位與水面間的間距，不可過近，防止樓面或水面將信號反射而降低測繪結果的準確性。還有因為在測繪過程中如若周邊有高壓線也會對GPS設備產生較大的磁場干擾，使得信號不夠穩(wěn)定，所以在進行選點過程中需要盡可能與高壓線存在較遠距離，保證測量結果的準確。其次，觀測。在具體測繪環(huán)節(jié)運用GPS技術時，會因為具體環(huán)境因素以及時間等影響而導致測量結果存在差異，所以在具體觀測時要密切關注經緯度以及天氣條件的影響，且進行及時記錄。

4 GPS技術在地質測繪中應用的未來發(fā)展

隨著信息技術的不斷提升，尤其是大數據、云計算等新興信息技術的應用發(fā)展，為未來GPS技術與信息技術的深入融合提供了契機與保障，逐步發(fā)展成為全自動化的GPS測繪技術。提供地質測繪工作相關環(huán)節(jié)的技術應用水平，能夠有效將負責該環(huán)節(jié)技術管理人力進行有效釋放，在信息技術的支呈現，GPS技術能夠在預先設定的程序控制下進行獨立、自主的完成相關測繪工作，大大提高了地質測繪工作效率，同時能夠實現將人為計算等工作失誤控制在最小范圍。當然，信息化、智能化技術在地質測繪工作中的應用，并不意味著基于GPS技術的地質測繪工作能夠完全脫離人力控制進行獨立全過程的地質測繪工作，相關環(huán)節(jié)，尤其是全局把控方面仍然需要具備較高專業(yè)水平與綜合素質的技術人員控制。這就要求未來地質測繪工作人員必須具備較為深厚的測繪專業(yè)知識，以及較為全面的信息技術能力，唯有如此方可保證GPS技術在地質測繪工作中得到有效應用，充分發(fā)揮其技術應用優(yōu)勢，高質量、高效率地完成地質測繪工作。這就要求相關單位、部門必須較強對地質測繪工作人員的培訓培養(yǎng)，尤其是要求加強在信息技術知識以及專業(yè)素養(yǎng)方面的培養(yǎng)，確保GPS技術能夠在地質測繪工作中得到有效應用，充分發(fā)揮其應用價值，推動地質測繪工作的順利、高效進行。

5 結論

綜述可知，在地質測繪工作過程中GPS技術的有效應用有著較為重要作用與意義，甚至可以說GPS技術的應用在較大程度上引領了地質測繪工作的改革進步。對此，必須加強GPS技術在地質測繪工作的應用分析，推動其不斷朝著自動化、信息化、智能化方向發(fā)展，提高測繪工作質量與工作效率。