GPS測繪技術在地理信息系統中的運用

徐昇

摘 要：分析GPS測繪技術的本質，確認其是依賴通訊衛星及衛星接收器構成的GPS定位系統，能夠有效提高測繪精度，還可簡化測繪作業流程。總結地理信息系統中的GPS測繪技術的優勢，發現其具有連續性、高效性、輕便易操作3點優勢，并以此展開了對GPS測繪技術在地理信息系統中的運用研究，具體涉及了GPS測繪技術在RTK定位、定界勘測、空間分析、定點實物測量、工程控制測量、導航系統及數字測繪中的應用。

關鍵詞：GPS測繪技術；地理信息系統；實踐運用

中圖分類號：P271? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）11-0087-03

0 引言

GPS技術及全球定位系統是一種依靠定位信息來測量被測對象的具體位置的綜合技術。在科技持續發展的過程中，GPS測繪技術能夠在簡化測繪流程的基礎上進一步提高測繪結果的精確度。GPS測繪技術既保留了傳統測繪技術的優勢，又能夠通過空間定位等先進的技術手段，完成快速定位及精準測繪，具有極高的現實意義。相較于傳統的依賴于測距儀等基礎機械設備展開的測繪工作，GPS測繪技術能進一步提高被測對象的測量精度。GPS測繪的操作簡便，受到廣泛歡迎，在地理信息系統中也獲得了良好的應用效果。

1GPS測繪技術及其特征概述

1.1 GPS測繪技術的定義

GPS測繪依靠GPS定位系統，由通訊衛星和衛星接收器構成，在實際應用中可以直接得到被測對象的三維坐標及具體的時間和導向。GPS測繪可借助衛星定位、空間定位等先進技術，根據待測目標的三維信息的詳細參數，繪制出目標地形，達到目前的地質測繪工作要求的較高精準度。GPS測繪以載波相位為核心技術，若加入RTK技術的動態定位功能，能直接將定位的精度提升至厘米級。GPS測繪技術以測量得出的具體數據，直接建立起被測目標的三維模型，以此完成測繪。

1.2 GPS測繪技術的優勢

GPS測繪技術可以與電子技術充分融合，利用計算機強大的運算能力，搭載了多項功能。在計算機軟件的技術支持下，GPS測繪技術可以將測繪范圍擴大至20 km左右，還能夠進一步降低測繪工程需要耗費的時間。若基準臺與移動臺的間距小于1.5 m，那么測繪技術用時可控制在2 min左右。大型或復雜地貌的測繪工作，大多也能被壓縮至15 min以內。如無特殊要求，在工作人員使用GPS技術開展測繪時，僅需每日測繪一次，便能夠得到被測對象的高程器及其三維坐標等詳細數據[1]。

GPS測繪技術在坐標讀取方面也有著天然的優勢，工作人員可以直接通過系統，讀取到對應的坐標數據及相關信息，可以為相關工作人員后續的工作提供精確、詳細的數據支持。GPS技術置于網絡環境下，能夠實現多項信息的實時傳輸，避免傳統人工測繪數據時的數據遺漏等問題，有效提高數據的安全系數及實效性。

2 地理信息系統中的GPS測繪技術優勢

地理信息系統可用于采集分析目標空間的數據，能夠根據所得結論，直接構建出具體的數據模型，為后續的地理空間管理及規劃的工作提供精準的數據支持。目前，地理信息系統的功能已相對完善，其既可有效采集、處理、編輯并儲存數據，還可以結合現有的數據內容對空間做出系統分析。地理信息系統將對各項地理信息的管理工作全部交給計算機負責，而計算機可在對應的程序即人工智能技術之下，通過模擬的方式，高速完成各項地理數據的管理工作。在地理信息系統中，GPS測繪技術有如下3點應用優勢。

2.1 連續性

GPS測繪技術在地理信息系統中的合理應用，可以在衛星導航與計算機系統的雙重作用下，直接獲得對應的測量控制網?？刂凭W的基準點為實際的固定基準點，能滿足定期測量指定區域數據，并將此類數據統一上傳的條件。在一段時間內的固定基準點的連續性數據，會被統一輸送至地理信息系統的處理中心，由系統處理中心結合各項數據指標，生成對應的測量標本。它可為日后的測量工作提供更加精準的數據支持，能有效提高測繪效率，也可降低測繪人員的工作壓力[2]。

借助GPS技術與地理信息系統，工作人員根據現實情況構建對應的基站，確保基站具備儲存多項數據信息的能力，才能保障后續工作的順利開展。相應工作人員需要有序執行采樣工作。在采樣期間，獲得相對全面完整的數據信息，并將對應數據直接錄入系統內部，再結合目前掌握的多項數據，直接構建起被測目標的三維坐標。GPS差分系統包括數據鏈、流動接收器及接收信號的設備3大部分，確定目標對象后，便可通過直接測量的方式獲取相應數據。

2.2 高效性

GPS測繪技術主要用于對某個具體目標的地理位置作出定位。通過詳細的衛星測量，可以直接獲取該目標對象的三維坐標，并可為后續的測繪工作提供穩定的數據支持。GPS測繪技術與地理信息系統的高度融合，不僅可以有效提高前期定位工作效率，確保數據獲取的穩定、全面和連續性，還可以有效提高測量工作自身的精準度及測繪的整體效率，在保障精準測量的基礎上，節約測繪時長。

在正式測量時，工作人員需在測繪區域合理布點，再定位測量，使用多臺設備共同作業，完成測量工作。相較于傳統的測繪技術，GPS測繪技術可以只通過一次測量，便可獲得極其精準的三維坐標內容，其工作的效率遠遠高于需要同時使用兩種或兩種以上的傳統測繪方法。

2.3 輕便易操作

隨著現代科學技術的飛速發展，GPS接收器的外形也在不斷創新。目前，GPS測繪技術及地理信息系統都朝向更加自動化、智能化的方向發展。隨著應用的自動化程序越來越多，GPS接收器能夠直接找到各項數據信息中的實際追蹤點，執行自動目標鎖定追蹤并分析，操作簡便、易上手。且GPS接收器的外觀十分小巧，便于攜帶。

GPS測繪技術有效彌補了傳統測繪技術中的不足。傳統測繪的精密度不理想，被測目標與測繪人員間存在障礙物會影響測繪精準度，測繪儀器不具備穿透性能，導致測繪數據不準確等問題，都可被有效解決。GPS測繪技術不僅改善了傳統的弊端和問題，還能在此基礎上提高工期進度。

3 GPS測繪技術在地理信息系統中的實踐運用

3.1 RTK定位

工作人員在勘測地質工程時，將應用GPS測繪技術得來的各項信息與數據上傳至地理信息系統中，二者的有效結合能進一步提高整個工程前期地質勘測工作的效率。將被測目標繪制出三維影像，工作人員能夠更直觀、更清晰地了解現場的地形地貌特征及被測物體的實際情況[3]。

傳統的測繪技術難以快速、準確地測出復雜的定位信息及被測目標的定性坐標與高程。GPS技術與地理信息系統的深度結合，可妥善解決這一問題。GPS技術以快速靜態和快速動態為基礎，能夠對被測目標的具體位置實施連續性定位操作，既能實現快速定位，又可以保障整個信息采集過程的精準度。GPS測繪技術在地理信息系統中的RTK定位功能，需要搭配對應的傳輸流動站。在使用GPS技術完成被測目標的數據測量、數據接收的基礎上，將其上傳至地理信息系統，由數據處理中心做出統一分析，可確?；緝葍Υ娴臄祿热菥玫礁咝Ч芾?。

在正式使用RTK技術前，工作人員需在對應的目標區域安裝GPS接收器，以固定點位為載體，通過GPS衛星跟蹤技術，追蹤目標對象的實時位置，并對其作出適當調試。衛星觀測到的各項數據內容可直接傳輸至基站，工作人員便可使用接收器終端，對被測目標進行定點監測?；跁r差分處理，確定接收器的實際目標及實際高程，能夠大幅度提高地質測繪的準確性與全面性。RTK技術還可以幫助基站，將對應的數據觀測值及具體的坐標參數直接傳輸到流動站，流動站負責生成處理儲存對應的RTK數據和GPS數據，可以為后續的工作提供精準參考。

3.2 定界勘測

在城鎮地籍測量工作中直接使用GPS測量系統，有利于推進城市城鎮的建設開發。傳統的定界技術需要使用關系距離法、分析法，整個勘測過程極其繁瑣，且難以保證最終數據結果的真實性、合理性。正確使用GPS測繪技術，便可有效解決問題[4]。目前，在城鎮地籍測量工作中，GPS測繪技術多用于定界。這既能夠確保定界勘測工作獲取的數據準確，又可以應對規模較大、地形復雜的情況，為地籍界定工作提供更準確的數據保障，也可為建設用地邊界及項目審批等工作提供可靠的數據支持。

3.3 空間分析

空間分析是地理信息系統的重點工作，它可以快速收集地球空間內的各項動態信息，并根據實際工作需求，從多項信息中提取重要信息，并加以整合。例如在天氣監測時，工作人員便可基于空間分析完成天氣監測，進一步提高天氣預報的準確性。在使用地理信息系統對空間范圍內的數據做出分析時，分析數據的精準度難以保證，而直接應用GPS測繪便可解決上述技術難題。

在對空間數據進行系統分析的基礎上，直接使用計算機建立起對應的空間模型，可有效降低數據查閱、數據處理的難度。例如無人機作業便可使用GPS測繪，提前做出空間分析，給無人機提供精準的數據信息后，無人機便可直接按照預設好的路線持續前進。在空間分析下，GPS測繪技術與地理信息系統的融合，直接為無人機提出相應的決策方案。

3.4 定點實物測量

地理信息系統在處理定點實物的測量工作時有較大難度，而合理應用GPS測繪技術，便可以彌補地理信息系統的部分缺陷。GPS測繪技術在多個方面有著較為突出的表現，不僅能夠直接測量得到的數據，還能對此作出深入剖析，并根據數據結論繪制出對應圖形。

將GPS技術應用于地理信息系統的定點實物測量模塊中，可以使地理信息系統朝向更高效、更完整、更有時效性的方向邁進[5]。例如在地質工程測繪工作中，區域內各點高程的經緯度需工作人員再三檢驗。此時，應用GPS測繪技術，將各個點位合理銜接在一起，并在被測目標區域內繪制空間分布圖，便可直接分析出目標區域的具體大小及對應形狀，為后續的地質工程設計及施工工作提供具體的三維空間坐標數據。

而在具體測設點位時，GPS技術可以直接獲取被測坐標區域內關鍵點位的高程數據以及維度數據，從而精準獲取關鍵點位的三維坐標值完成定點測試，并建立起三維模型，直接作用于地理信息系統中。

3.5 工程控制測量

在地質工程勘察測繪工作中，控制測量可以直接采集工程區域內的地貌、地形等特征信息，并進行三維刻畫。這可以直接幫助地質工程設計人員及施工人員，在短時間內快速了解目標區域的具體地形及地貌條件，并為后續的工程圖紙繪制、施工組織安排等工作提供參考依據，有效解決了部分復雜地形的精準高程與三維坐標獲取難度大的問題，對工作人員難以涉及的區域進行精準的數據采集。因此，將GPS控制測繪技術應用于工程控制測量中，可以改善并有效解決傳統測繪技術的弊端。

3.6 導航系統

地理信息系統可以對測繪得到的數據內容做出對比，在整合數據庫的基礎上，對組織架構及各類組織要素進行分類，將所有信息集中處理。在GPS測繪技術及地理信息系統的雙重作用下，可以實現二維和三維雙角度的地理空間圖形繪制，充分發揮出GPS測繪技術的精準性、高效性及連續性特征。例如，通過GPS測繪技術和地理信息系統的疊加應用，對某城市濕地公園周邊的工業工廠廢水排放導致的污染擴散圖進行模擬，可直接得出該工廠的污染指標。

GPS測繪技術空間定位功能，能夠直接與地理信息系統連接，將采集得來的各項精準數據進行結構化處理，并進行空間描繪和綜合分析，發揮出地理信息系統的數字化、智能化優勢。GPS測繪技術可以對各項地理信息、地理要素進行精準采集，繼而提高空間數據信息的準確性，繪制出導航系統，滿足使用者的導航需求。

3.7 數字測繪

GPS測繪與地理信息系統的充分結合，能夠為數字測繪系統的建設提供便利條件。GPS測繪和地理信息系統可以在因地制宜的基礎上，使用全站儀檢測復雜地形條件環下的各項地理信息及其外形圖像。地理信息系統可將采集得來的這類信息，直接轉化成可視化數據，對全站儀收集的數據信息化處理。

在數據轉換時，先選擇拓撲建模，再使用疊加分析法，便可直接分析出GPS測繪技術得到的全部數據，并借助深度分析后的最終數據，可辨明空間中的復雜關系。該技術的保密性較強、精度較高，多用于各項精細化工程，如天文臺或通信基站。

4 結束語

將GPS測繪技術運用于地理信息系統中，可以給系統提供更加準確且具有連續性的動態化監測數據。在衛星導航的引導下，可以準確地對被檢測物體的實時三維數據及一段時間內的移動狀況進行精準測量，在RTK定位、定界勘測、空間分析、定點實物測量、工程控制測量、導航系統及數字測繪中均發揮出了極大優勢。

參考文獻

[1] 劉亮.GPS控制測繪技術在地理信息系統中的應用[J].智能城市，2021（13）：57-58.

[2] 王軍，賈超.GPS控制測繪技術在地理信息系統中的應用思路總結[J].冶金管理，2021（9）：46-47.

[3] 黑文彥.GPS測繪技術在地理信息系統中的應用[J].世界有色金屬，2019（05）：297-298.

[4] 魏威.探討地理信息系統中GPS控制測繪技術的應用[J].科技風，2019（12）：99.

[5] 宋英赫.淺談GPS測繪技術在地理信息系統中的應用[J].地球，2018（10）：97.