GPS 測繪技術在測繪工程中的有效應用

陳飛

（貴州省第三測繪院，貴州 貴陽 550004）

0 引言

無論是地質礦產開發，還是城市規劃與建設，都需要應用到工程測繪。而想要有效保障測繪工程的質量，就需要選擇科學合理的測繪方式，加強對以GPS 為代表的數字化測繪技術的應用。只有這樣，才能提升測繪工作開展的效率，確保測繪結果的精準度，從而進一步推動城市規劃以及工程建設的開展。

1 GPS 測繪技術與測繪工程的相關概述

1.1 GPS 測繪技術的應用原理

GPS 測繪技術的實現主要是借助于衛星定位來展開的，其優勢是能夠為工程建設的開展提供更為精準的測繪數據，在測繪中受外界因素的影響也比較小。總的來說，GPS 測繪技術可以分為三大部分，首先是空間部分，指的是GPS 衛星星座；其次是地面部分，指的是地面控制系統；最后是用戶設備，指的是GPS 信號接收設備。通過對GPS 測繪技術的應用，能夠更為輕松地完成地形測量工作，提高測量數據的精準性，進而保證整個工程建設的質量。在應用過程中，由于能夠實現自動定位，因此自動化水平比較高，整個數據采集的過程也比較短，所以使工程測繪作業的效率得到了很大的提升。在對測繪站點進行選擇的過程中，必須要確保其視野的開闊，否則測繪工作的質量就很難得到有效保障。并且，最終的測量結果也并不是僅僅依靠一次的測量而得出，往往需要對其測量多次，這樣才能進一步確保最終結果的準確性[1]。

1.2 GPS 測繪技術的重要性

GPS 測繪技術不僅擁有著十分廣泛的應用領域，而且還能通過與計算機技術的結合，完成很多大型的研究工作。所以從某種程度上來說，GPS 測繪技術是綜合性十分強的集合體，包括了衛星定位技術、計算機技術、軟件開發技術，以及其他高新科技。也正是如此，使得GPS 測繪技術在數據采集、統計分析和信息展示等領域都展現出了非常強大的優越性，對地質學、測繪學，以及許多專業領域的研究與開發都產生了很大的促進效果。而且，通過對空間模式的構建和分析，也可以推動工程領域的開發，特別是可以提高工程測量作業的質量和準確度，以便更有效地保證工程建設效率。

1.3 地形測繪工作內容

地形測繪工作的開展實際上就是將某一區域作為工作范圍，然后對其范圍內的地理信息進行測繪。具體來說，如區域內的坐標、高程等信息的測繪；交通路線、建筑以及水利基礎設施的測繪等。然后再將測繪、采集、分析出的數據信息進行整理與統計，從而使其形成一份更加完整的數據資料，這樣就能為其后來的工程建設提供更為可靠的依據。如今隨著科學技術的不斷發展，過去傳統的測繪技術逐漸在許多方面暴露出弊端，也很難滿足現代地形測繪工作的新要求，取而代之的是許多新興的測繪技術，如GIS、GPS 等數字化的測繪技術。通過對這些新興測繪技術的有效使用，不僅能夠極大地提升測繪結果的準確性，而且還能幫助測繪人員更為全面地了解區域內的地理信息情況，為工程建設以及土地資源的開發奠定可靠的數據基礎[2]。并且，在對數字化測繪技術進行使用的過程中，還有效降低外界環境因素對測繪工作的影響，測繪人員可以基于現場實際情況，選擇相適應的地質測繪技術，這樣就能極大地簡化其工作內容，緩解工作人員的測繪壓力。下面是對主要地形測繪工作內容的介紹。

1.3.1 測量控制點的測繪

在對地形圖進行測繪以及進行施工放樣的過程中，必須提前完成對測量控制點的測繪，并確保在地形圖上進行精準表示。如不同等級的平面控制點、水準點、導線點等，在對上述控制點進行測繪時需嚴格按照規定符號進行表示。

1.3.2 交通要素的測繪

（1）在對道路及其附屬設施展開測繪時，測繪圖上需完整反映出每一條道路的等級以及種類，并將道路與其附屬設施的關系進行闡明。此外，還需要對道路與道路間的相交關系等要素進行正確處理。

（2）在對道路交叉處以及橋面進行表示時，應當對其高程進行標注。對于鐵路曲線段，則需要對其內側軌頂高程進行測量，并將隧道以及涵洞的應測注底面的高程進行標注。

（3）在對公路以及雙線道路進行測繪時，需要在圖上表示出一定比例下的實寬，國道則需要標明路線編號。

1.3.3 水系要素的測繪

在對江、河、湖等水系以及水利設施進行測繪時，需對其名稱進行標注，同時還需要表示出水流方向。如果需要對水深進行測繪，則可以用水下等高線與等深線進行合理表示[3]。

1.3.4 管線要素的測繪

（1）在對永久性的電力線、電信線展開測繪時，需要對鐵塔位置、電桿位置進行實地測量，當多個線路重合時，只需表示出主要的線路即可。

（2）無論是地面上的管線、架空的管線還是有管堤的管道都需要實地進行測量，并用相應的符號進行表示，特殊情況還需對傳輸的物質進行標注。

2 GPS 工程測繪技術的發展特點

2.1 測繪信息十分豐富

在過去早期的測繪工程開展過程中，受科學技術的限制，所使用到的測繪手段與測繪設備比較簡陋，因此只能對一些較為簡單的數據參數進行測量，在測量的整體范圍、測量結果的準確性等方面都存在著嚴重的不足。并且，在對數據信息進行采集的過程中，采集渠道與手段也十分有限，所以最終得出的數據結果比較單一，準確性也很難得到有效保障。而隨著GPS 工程測繪技術的引入與應用，過去這些限制性的問題都得到了較為理想的解決，測量范圍得到了很大的擴展、測繪結果的準確性也得到了很大的提高，所能夠觀測到的元素也變得越來越豐富，如今已經實現了立體化的測量。

2.2 測圖更為精細

在將GPS 測繪技術引入測繪工程中之后，除了能夠直接提升測繪數據的準確度以外，對于整個測繪工程綜合效率的提升也帶來了很大的幫助。例如，與過去早期的測繪方式相比，GPS 測繪技術的應用能夠有效降低數據出現錯誤的概率，數據誤差也逐漸得到了縮小，這就會給整個工程的建設提供更為精確、更為豐富的數據參考，提高工程建設的質量。

2.3 測繪工作更加自動化

在過去早期的測繪工作開展中，很多環節都需要由人工來完成。而通過對GPS 測繪技術的應用，則能將很多環節的工作交由計算機、信息軟件來進行處理，加之GPS 技術本就具有很強的自動化特點，這就使得很多工作環節已經不需要由人工來完成，整個測繪過程的自動化程度得到了很大的提升，有效避免了人工作業誤差的出現，使整個測繪工作的精確度得到了進一步的保障。

2.4 操作更為簡單

通過對GPS 測繪技術以及其他計算機技術、信息軟件、制圖軟件的應用，使得整個測繪過程的操作變得更為簡單，很多工作內容都得到了極大的簡化。例如，通過對部分計算機軟件的應用，操作人員只需要通過計算機下達一定的指令，其軟件就會根據所輸入的參數進行自動化的處理，不僅使整個工作過程中變得更為輕松，也有效降低了人工操作中可能存在的誤差。

3 GPS 測繪技術的應用

GPS 測繪技術的應用，不僅能夠實現對測繪空間內數據信息的有效采集，而且通過與其他計算機軟件技術的結合應用，還能完成對數據信息的有效管理與儲存、數據信息自動化的分析與處理以及數據智能化的顯示等。因此將其應用到測繪工程中來，不僅能夠大大提升測繪結果的準確性，而且還能提升整個工作過程的自動化程度，促進測繪作業工作效率與工作質量的不斷提高。下面是對GPS 測繪技術在測繪工程中應用的具體介紹。

3.1 準確定位，實現數據信息的采集

一般在進行工程測繪的過程中，往往需要對大量復雜的地理信息數據進行采集，如果是使用過去傳統的信息數據采集方式，不僅會給工作人員帶來許多的工作負擔，而且還需要投入更多的人力成本與時間成本，這樣才能對其所測繪數據的精準性進行保證。除此之外，測繪人員還必須保持高度的責任感，對每一步的測繪任務進行不斷的規范。并且，在采用傳統的測繪方式時，測繪人員還需要對當地的天氣、環境等干擾因素進行綜合的考慮，這樣才能使其數據的準確性得到有效的保證，因此其工作內容與程序都十分復雜。

而隨著GPS 技術的應用，只需要做好定位工作，就能實現對其參數信息的采集，有效簡化了工程測繪作業的工作內容。具體來說，測繪人員只需要對測量點進行科學的選擇，借助于測量設備就能實現對GPS 技術功能的充分發揮，實現對數據信息的準確采集。在這一過程中，能夠極大地縮短采集時間、提高其數據信息采集效率與采集質量，從而為前期工程的建設提供可靠的數據支持。

3.2 數據信息分析與處理

在工程測繪作業開展過程中，通過GPS 測繪技術得到相應的數據信息之后，還需要對所收集到的數據信息進行預處理，從而將原始的觀測數據轉化為坐標與網絡，對所測繪地區的地形地貌特征進行全面的展示，使其變得更為直觀。具體來說，在對原始觀測數據進行處理的過程中，需要將多次觀測得出的數據進行綜合對比，對其中的基線向量進行計算，從而得出更為準確的結果。這樣一來，借助于GPS 測繪技術，不僅能夠降低工程測繪環節的人力與財力支出，還能實現對所測的數據信息的高效利用，使整個工程更為順利地開展。

在對所收集到的數據進行處理的過程中，往往需要確定具體的三大地理特征：屬性特征、空間特征、時間特征。以城市工程地形測繪作業為例，往往需要確定主要的城市建筑與城市設施，如標志性的建筑物、城市的道路，以及具體的屬性特征。其中，客觀屬性特征包括了道路的名稱、道路的走向，以及交叉路口的形狀等；主觀屬性特征則包括了道路的交通量等數據。借助于GPS 測繪技術的應用，不僅能夠提升上述這些數據測量的準確性，而且與計算機軟件配合進行使用，還能通過可視化的圖像對具體的數據信息進行說明，甚至還能對所測繪城市的道路以及建筑特征進行全面的展示，使其變得更為直觀[4]。

3.3 數據信息的顯示與輸出

在對GPS 測繪技術所收集到的數據信息進行處理與分析的過程中，通過對CASS 軟件的應用，能夠進一步提升數據的精準性。所以在數據信息的顯示與輸出環節中，能夠在很大程度上降低用戶在分析過程中所出現的錯誤，從而實現極度精確的信息顯示與輸出。

3.4 城市地下管線測繪

在利用GPS 對城市地下管線進行測繪的過程中，很多方面的因素都可能會對GPS 測繪技術的應用產生限制，如測量區域內的地理環境，天氣情況等。在對城市地下管線進行測量的過程中，由于樓宇較多很容易對衛星信號造成遮擋，從而可能出現假值現象。同時，城市內還存在著很多高頻信號源以及復雜的建筑，這些都會對信號傳輸形成影響，導致測繪作業的精度以及半徑減弱。此外，在白天中午時期，電離層也會對GPS 測繪作業產生干擾，導致衛星信號難以保持穩定。因此在對城市地下管線展開測量時，必須對城市內的建筑展開更為全面的調查，并把控好天氣變化的情況。為有效減小測繪過程中的誤差，可以在點位選擇過程中選取開闊地形，在基站架設過程中對天線高認真進行量取，并不斷進行校正[5]。

3.5 工程變形監測

在對一些大型的建筑工程進行施工的過程中，往往會因為一些人為因素與地質因素而導致工程出現變形的情況，如果這一問題未能及時發現，就會嚴重威脅到整個建筑施工的安全與質量。而通過對GPS 測繪技術的應用，則能對建筑工程變形情況進行有效的監測，通過三維技術原理了解到建筑工程所存在的問題，從而制定出科學有效的補救措施。具體來說，例如，在借助GPS 測繪技術對大壩進行變形監測的過程中，只需要在壩體上安裝信息接收設備，就能借助計算機實現對其偏移量以及變形量的合理計算，從而及時了解到工程所存在的安全問題與質量隱患，做到及時的補救。

4 結語

綜上所述，GPS 測繪技術在工程測繪中所發揮出的作用是顯而易見的，而想要進一步提升其應用效果，就需要加強GPS 技術與測繪技術之間的結合與研究，并強化與其他計算機技術、信息軟件技術之間的應用，以此來充分挖掘出GPS 測繪技術在工程測繪中的價值，從而促進工程測繪水平的不斷提高。