GPS在文物普查中的運用研究

袁銘 福泉市文化廣電和旅游局（福泉市文物保護研究中心）

引言：GPS是指全球定位系統，能夠實現海、陸、空全方位實時三維導航、定位等功能。早期應用在我國軍事領域，隨著技術的發展，如今GPS技術的涉及范圍十分廣泛，其中也包含文物普查方面。GPS技術具有精度高、性能好、適應性強等優勢，可以在全球范圍內全天候為地面提供信息，確定地面目標位置和相關參數。在文物普查當中，主要是采用移動便攜式GPS定位儀，可以接受全球定位系統的信號，從而更好的輔助文物普查工作的展開。

一、GPS在文物普查中應用的準備工作

GPS手持定位儀在正式使用前，必須要保證校核精度，當今市面上的定位儀所用坐標多數為WGS-84坐標系統，而我國使用的地圖資源大多為北京坐標系統西安大地坐標系。不同坐標間存在平移或旋轉關系，要將GPS測量數據轉化為所需坐標系即可，并至少求出2個坐標系間的轉換參數實現坐標轉換。通常用戶計算DX、DY、DZ、DA、DF五個坐標，并按照提示輸入GPS當中，即可在GPS儀器上實現坐標轉換，得出該點所對應的北京坐標系或西安大地坐標系數值，完成調試工作后才可以使用GPS定位儀[1]。以北京坐標系為例，其具體轉化操作流程為：

1.收集應用區域內高等級控制點成果。在應用GPS定位儀的取土區域內找出至少3個分布均勻的等級點或B級網點，定位周圍要避免有電磁干擾，保證信號強度。到當地測繪管理部門獲取這些點的北京坐標系高斯平面直角坐標x、y以及高程h、WGS-84坐標系大地經緯度與大地高H。

2.求坐標轉換參數。將最終獲取的控制點坐標數據交給技術支持單位得出坐標系轉換參數，也可以利用相應的轉換軟件完成。還可以借助相應公式實現坐標系三維直角坐標值計算，將WGS-84坐標系中x、y、z和a、f值減去坐標系對應值，得出5個坐標系轉換參數，將轉換參數輸入到GPS終端中，即可獲取測點GPS讀取的北京坐標值。

3.參數檢驗

求得5個轉換參數后，要嚴格按照提示輸入到GPS手持終端中，還要輸入測區中央子午線精度。將投影比例設定為1，東西偏差為500000，南北偏差為0，設置單位為m。輸入相關參數之后進行檢測，判定5個轉換參數是否精準。

二、GPS在文物普查中的應用

（一）定位

在文物普查當中，要先找出不可移動文物的具體位置，將位置確定在1:10000或1:50000地圖上。在文物遺址幾何中心、遺址可以控制遺址總面積某點位上定位，將點作為遺址基點，可以埋石定位。使用調試好的GPS手持終端對該點進行定位。其流程為：

1.將手持GPS放到無屏蔽環境中，將機器水平面向天空，按下電源鍵開機，之后等待幾秒就會顯示衛星狀態。2.按翻頁鍵到主菜單，通過光標鍵移動選擇“存點”，按下輸入鍵確定。在待測點上放入儀器，等待2min或更少時間就會獲取衛星提供的三維導航，通常誤差不會超過5m，再次按下輸入鍵確定，完成該航點的記錄工作。誤差在5m即可符合定位精度要求，滿足測量數據在1:50000地形圖上展點應用。埋石是為了文物遺址GIS系統運行、文物遺址地形測繪、考古挖掘中，大地直角坐標布置提供條件。如果要進行文物遺址測繪，將基點作為測站，使用GPS儀器將測定一點作為測量后視點之后，即可使用全站儀上站測量。

（二）求積

借助GPS技術還可以對文物遺址進行面積測量，其方法為：

1.開機定位。在無屏蔽、開闊的環境下開機，按翻頁鍵到菜單頁面。

2.設置。（1）使用光標鍵上下移動選擇“航跡”，按下輸入鍵，即可獲得求面積的頁面，使用光標選擇“面積”項，之后按下輸入鍵確定，即可得出面積、單位、確定等相關信息。（2）面積單位設定，使用光標鍵山下移動選擇“SQ”，按下輸入鍵即可出現面積單位選擇欄，使用光標鍵選擇平方米或平方公里，再按下輸入鍵即可[2]。（3）如果施測求積中有其他的歷史航跡，需要將其保存或刪除，讓頁面數據為零。

3.實測。進行文物遺址實測當中，要順著遺址邊緣，遇到變化點位置需要存檔，完成一個測量輪回之后，使用光標鍵點擊“確定”，按下輸入鍵兩次即可得出測量面積數據。需要注意一點，起點為行走軌跡變化點需要打上標記樁、內存點，如果想要得到更加精準數據，可以測量多組數據信息，求數據均值。如福泉城墻求面積時，將整個城墻平面劃分為A、B、C、D四個點，A點作為起始點，測量順序為A→B→C→D→A一個閉環形式，每個點都要進行存點，再到A點形成一個閉環軌跡時，按下 輸入鍵即可得到城墻的實際面積數據[3]。

（三）測距

GPS手持儀器上會有MARK和GOTO按鍵，其中MARK按鍵為定位，可以將坐標點信息存儲到內存中，系統會對這個坐標點自動起名，也可以人工輸入名稱；GOTO按鍵負責導航，如果已知坐標點存在于GPS內存當中，并確認了命名，則按下GOTO按鍵，選擇已知坐標點名稱，即可得出兩個點之間的距離。文物遺址普查采用以上一種方法即可得出相應距離數據。如在福泉城墻遺址測量中，想要獲取其周長信息，同樣需要設定幾個坐標點，并標注A、B、C、D、E、F，選中A點計算A→B兩點間的距離，以此類推形成一個閉環后，將各個點之間的數據信息累計即可得到城墻的周長。

結束語：綜上所述，GPS在當今各個行業中的應用都十分廣泛，作為文物普查中的科學設備，可以有效提升文物普查質量和效率，保證了文物普查中的科技含量，確保可以順利完成文物普查工作。特別是在外業進行普查中，利用GPS手持設備更加方便、使用更加靈活、省時省工，測點也更加精準，能夠滿足文物普查的各類需求。