GPS在土地測繪中的應用及前景

田皓天，孫 帥

（南陽高新區(qū)大地測繪有限公司，河南 南陽 473000）

土地測繪問題是建筑工程中的重要組成部分之一，因此，相關測繪人員應該采取相應措施，提高測繪工作的精準度。隨著信息技術的快速發(fā)展，GPS技術由于其便捷且精度較高的特點，應用范圍逐漸擴大。可以通過此項技術的應用幫助應用者及時獲得所需信息，同時操作較為便捷，在保證獲取信息準確性的同時提升了信息獲取效率。此外，GPS技術隨著時代的發(fā)展已經廣泛應用于人類生產與生活的各個領域，而土地測繪便是其中之一。由于其自身優(yōu)勢，使得GPS技術在土地測繪中的應用收獲了較為良好的效果，下文將針對其應用方式做出探討以及對其未來發(fā)展前景做出展望。

1 傳統土地測繪方式存在的問題

1.1 專業(yè)測繪人員不足

建筑工程測量是建筑工程的基礎組成部分，因此，要想保證測量數據的準確性，需要建筑工程的數據測繪人員具有專業(yè)的知識儲備、實際的測量工具的使用技術以及測量技術的熟練。現在存在這樣一個問題：建筑企業(yè)中的專業(yè)化數據測繪人才匱乏，同時部分工程測繪人員專業(yè)知識掌握程度不夠，導致測量結果出現不可靠的可能性增加。隨著測量方法與技術的不斷創(chuàng)新，如果專業(yè)測繪人員不足會影響新技術、新設備的投入使用，依然無法測量出準確、可靠的數據，會影響建筑企業(yè)正常的施工進度與施工質量。

1.2 測量工具脫離時代發(fā)展潮流

隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展，建筑工程測量的地位逐漸升高。盡管建筑企業(yè)已經認識到數據測量的重要性，但是在正常的工程開展過程中，對數據測量的投入量依然達不到標準要求。比如，在工程測量方面投入資金過少，對企業(yè)內部測量工具的更新不及時，長期使用老化工具導致出現測量誤差問題。甚至某些建筑企業(yè)不配備測量工具，給基礎的測量工作造成障礙，影響測量結果的精確度，給后續(xù)的建筑工程開展造成嚴重影響。

1.3 設計的測量方案不合理

在進行實際的工程測量中，有些企業(yè)并未對新開展工程進行實地考察、現場測量，而是選擇使用之前的設計方案，因未按照施工場地實際情況制定計劃，測繪人員的測繪結果不規(guī)范，進而造成數據測量的誤差問題。比如，企業(yè)為節(jié)約時間、人力和財力，在方案的設計上存在形式化嚴重的問題，設計方案并未實地考察，方案設計不完整，沒有因地制宜進行測量考慮，同時施工辦法不明確，缺乏改進建議；對施工現場了解程度不夠，不能及時發(fā)掘方案中存在的問題；同時方案的設計可能不遵循法律法規(guī)標準，導致方案不合格；看施工情況相似照搬之前的數據方案；對建筑工程的數據測量存在誤差，在具體的施工工作中忽略了測量誤差，從而給實際施工造成困擾。

1.4 建筑工程的測量工作受環(huán)境影響存在波動

有些建筑工程的施工環(huán)境惡劣，建筑工程測量會因環(huán)境的變化而有數據上的波動，主要是地形地貌、土質問題以及天氣變化等。假設在進行建筑工程測量時無法排除此些影響測量結果的因素，則測量結果會受到不同程度的影響，給后續(xù)施工工作的展開增加了難度。

2 將GPS技術應用于土地測繪時存在的優(yōu)勢

在未將GPS 技術應用于土地測繪時，土地測繪過程中存在的不足主要歸結為以上幾個方面，而隨著信息技術的快速發(fā)展，人們逐漸將GPS技術應用于土地測繪過程中，其優(yōu)勢主要表現為以下幾點：

2.1 精準度較高

在使用GPS技術進行測繪時，其精準度遠高于傳統的測繪方法，同時其測量不受施工地形、地貌等因素的影響。調查結果顯示：在100～500 km的范圍內，其精準度可達7～10m，而在50 km內精準度甚至可達6 m。相較于傳統的測繪方式，其精準度大大提高。

2.2 操作簡單

將GPS技術應用于土地測繪時，只需要少數的專業(yè)人員進行操作即可，降低了土地測繪的難度，為企業(yè)節(jié)省了一定的人力。

2.3 動態(tài)性特征

隨著信息技術的快速發(fā)展，GPS技術也逐漸完善，使其可以更好地應用于人們生產生活的各個領域，操作方式更為簡單便捷，可以用此種測繪方式及時更新測繪數據，使得施工現場的測繪數據可以實時反饋給施工人員。

3 GPS技術在土地測繪中的應用

3.1 控制測量

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，土地的開發(fā)與利用成為現階段我國進行城鎮(zhèn)化建設的重點考慮內容之一。為更為簡便、精準地掌握相關施工數據，需要施工人員提前做好相關測量工作，以便全面掌握施工地的基本信息。隨著信息技術的快速發(fā)展，GPS技術成為應用于土地測繪的常用手段之一，我國的GPS技術發(fā)展較快，其具備的優(yōu)勢給土地測繪工作帶來眾多的優(yōu)勢，使得土地測繪工作迎來的新的發(fā)展，打破了傳統土地測繪工作的局限。

3.1.1 控制了土地測繪的精度與密度

土地測繪工作開展的目的是全面收集土地的相關信息，以便開展后續(xù)的施工工作，GPS技術的投入使用控制了土地測繪工作精度，此種測繪方式隨著時代的發(fā)展已經衍生為獲取土地相關信息的基本方式之一。此外，可以通過此種方式實現對網點精度與密度的控制，可以測量區(qū)域內面積的大小以及順序為依據實現對網點密度等的控制進行劃分，可以將其劃分為基本網與加密網兩種。對前者而言，要求對城市的三至四等邊長進行控制，對加密網要求五級的小三角網或導線。將GPS技術應用于土地測繪工作，對于土地的施工工作有一定的指導作用，按照測繪較為精準度的數據開展后續(xù)的建筑工作，提升了后續(xù)施工工作的質量與效率。

3.1.2 優(yōu)化了土地控制網

土地控制網存在于傳統的測繪方法中，它在實際的測繪工作中又提升測繪精準度以及節(jié)約成本等作用，在實際的土地測繪工作中取得了較為良好的效果。但是與傳統的測繪方式相比，GPS技術的應用明顯更具優(yōu)勢，例如對復雜度較高的地形、地貌等測繪工作的開展，GPS技術明顯占據優(yōu)勢。但盡管GPS技術在如今土地測繪工作中的應用更具優(yōu)勢，操作簡便且精度較高，但其仍需要采取相關優(yōu)化手段，提升土地測繪效率。在利用GPS技術進行觀測的過程中，外界條件不會對觀測向量造成限制，這也是GPS技術相較于傳統測繪方法獨有的優(yōu)勢。但是系統誤差等是GPS技術測繪過程中的誤差所在，觀測的偶然誤差是否對測繪結果造成影響由精度與可靠性兩方面共同決定，精度與可靠性有助于控制GPS技術網模型。因此，在進行GPS技術的優(yōu)化時，可以從以上兩方面著手，綜合考慮多方面因素，對于儀器等精準度進行全面考慮，優(yōu)化GPS技術，以便使其在土地測繪工作中有一個更為精準的應用。

3.1.3 位置基準點偏差的影響

在進行城鎮(zhèn)土地控制網絡的設計時，如果采取常規(guī)的布局方法，也就是以城市附近的國土區(qū)域為基準點，并在基礎上假想一些坐標值，從而形成獨特的坐標系統。GPS技術的產生和使用已經代替了此種方法，可以通過GPS技術直接構建土地控制網，并利用各點位之間的坐標差異進行測定，而GPS技術主要是對橢圓基準和面進行參考。如果基準位于緯度偏上的地方，此種形式的偏差會使得GPS系統網發(fā)生偏轉，但是因GPS技術的定位較為精準，因此此過程中產生的偏差可以直接忽略不計。倘若GPS技術系統網出現的偏差過大，此時便需要對數據進行精準計算，對于存在誤差的現象進行彌補。

3.2 GPS技術地籍細部的測量

使用GPS技術進行地籍細部的測量時，其工作的重點內容之一便是草圖的繪制，使草圖更具直觀性。立足于施工地進行相關土地信息的采集是地籍細部測量工作的核心所在。而GPS技術憑借其測繪速度快的優(yōu)勢，可以及時隨測繪位置的變化做出快速反應，實時計算處坐標間的角度與距離。野外測繪有著多種數據記錄方式，例如便攜機記錄、電子手簿記錄等。在完成數據的記錄后，應進行數據的傳輸，一般采用專業(yè)電線將數據傳輸至計算機。采用GPS技術測量的數據需要在測量后將其進行記錄與傳輸，避免數據的丟失加重測繪人員工作的負擔。

3.3 手持式GPS接收機在土地動態(tài)監(jiān)測中的應用

3.3.1 傳統監(jiān)測方式的局限

傳統的監(jiān)測方法一般選擇簡單補測法與平板儀補測法等，在實際的土地監(jiān)測中較為局限，容易受到地形、地貌等外界環(huán)境因素的干擾。雖然可以用于進行簡單的監(jiān)測，但是無法實現及時反映環(huán)境的動態(tài)變化，尤其是應用于某些微觀環(huán)境中的監(jiān)測。傳統的監(jiān)測方式只能應對小范圍內變更明顯的環(huán)境變化，且測繪速度慢，精準度較低，同時在測繪過程中容易受到外界因素的干擾，不利于監(jiān)測工作的順利進行。

3.3.2 應用手持GPS接收機進行土地動態(tài)監(jiān)測

采用手持GPS接收器的檢測方法也更加靈活，可以追蹤八顆衛(wèi)星，記錄每一個點、線與面之間的關聯數據，并保存位置數據和屬性特征。使用手持GPS接收器設備進行對土地的動態(tài)觀測，基準站也可以用另一臺接收機設備進行數據的兼容，并通過相位平滑偽距差分法，估算流動站的相對位移，進而實現定位的目的。

4 GPS技術應用前景的展望

隨著信息技術的快速發(fā)展，GPS技術得到不斷的升級與完善，同時相關建筑單位將其廣泛應用于土地測繪工作中，提高了測繪精度的同時提升了測繪的效率，為土地測繪工作帶來了較多優(yōu)勢，推動了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。因此，GPS技術未來也將廣泛應用于土地測繪領域并不斷優(yōu)化與升級，在此對其未來在土地測繪中應用的方式做出展望：

4.1 GPS技術與GIS技術結合使用

GIS技術的工作原理為將測量控制系統進行優(yōu)化，使得測量數據更加可靠。同時此技術具有低成本、操作方便的特點。因此，在應用GPS技術時，可以將其與GIS技術結合使用。將通過GPS測量的數據輸入到整體系統中，系統將測量數據以圖形的形式呈現和計算，最好幫助建筑企業(yè)獲得準確數據。同時GIS技術可以幫助調整觀測點，選擇恰當的觀測位置，為GPS技術的基準點的選擇創(chuàng)設條件，幫助測繪人員獲得更為精準的測繪結果。

4.2 3S集成技術在土地測繪工作中的應用

3S技術為GPS、GIS、RS技術的融合，三種技術分別為全球定位系統、地理信息系統以及遙感技術，三種技術的協調使用取長補短，更加符合當前建筑行業(yè)的測繪需求。GPS與RS技術為GIS系統的應用提供信息并將其綜合為具有科學性的依據，幫助建筑企業(yè)做出決策。3S結合技術有著廣闊的發(fā)展前景，在地籍等的測繪中的發(fā)展前景更為突出。3s技術為現階段3種先進技術的融合，依靠數字化的信息實現對土地信息的全面勘測，同時建立相關模型，幫助相關施工人員對施工場地進行科學、合理的分析，避免意外事故的發(fā)生。此外，3s集成技術具體便捷、高效的特征，在提升土地測繪精度的同時提升了測繪效率。因此，其發(fā)展前景極為可觀。

4.3 全站儀變形監(jiān)測技術與GPS技術間協調應用

全站儀變形監(jiān)測技術的優(yōu)勢在于其自動化的監(jiān)測方式、高精度的測量優(yōu)勢等。此技術隨著科技的發(fā)展也在不斷進行創(chuàng)新，朝著更加全面的方向發(fā)展。帶馬達的驅動方式使得此技術在建筑工程測量中的應用更具自動化特征，程序化的控制方式使得測量的結果更為精確，素有“測量機器人”之稱。它可以在短時間內自動搜尋測量目標并對其進行反復測量，實現變形監(jiān)測的自動化，補充GPS技術存在的缺陷，二者間協調使用，以滿足土地測繪的需求。

4.4 數字成像技術與GPS技術的結合應用

此技術是使用計算機系統提取施工現場的三維信息來滿足復雜地形的測量工作。利用GPS技術提供的測繪數據信息，進行模型的創(chuàng)建。隨著近些年來數字成像技術的不斷完善，可以將其應用于建筑領域與GPS技術結合使用，通過模型的創(chuàng)建為相關施工人員直觀展示土地模型。此外，在其完成測繪工作后可以利用數字成像技術進行后續(xù)的監(jiān)督工作，以GPS技術提供的數據為依據，對現場的三維提取從而對施工現場的情況具有客觀把控，以保證建筑的安全性。

5 結束語

總而言之，隨著經濟的快速發(fā)展，我國走向城鎮(zhèn)化的腳步加快，在建筑行業(yè)發(fā)展迅速的今天，建筑工程的基本工作顯得尤為重要。而土地測繪工作便是其中一項最為基本的工作。針對傳統測繪方式存在的缺陷，隨著GPS技術的成熟，相關建筑單位逐漸將GPS技術應用于土地測繪工作中，在一定程度上提升了土地測繪工作的精準度，同時提高了測繪工作的實際效率。在GPS技術未來的發(fā)展中，相關土地測繪人員可以考慮將其與其他先進技術結合，使其更好地服務于土地測繪工作，為土地領域的工作帶來更大的經濟與社會效益。