GPS在土地管理的運(yùn)用分析

吳彭軍

（東明縣自然資源和規(guī)劃局，山東 菏澤 274500）

0 引言

近年來，能源過度消耗、資源污染等問題備受廣大人民群眾關(guān)注與重視，土地資源作為我國(guó)重要的自然資源，其是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。但隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，土地資源日益緊缺，如何借助先進(jìn)的技術(shù)手段做好土地管理工作，提升土地管理工作效率尤為重要。土地測(cè)繪是科學(xué)開展土地管理的前提，其GIS技術(shù)在土地測(cè)繪中的應(yīng)用能夠有效提高測(cè)繪精度和效率。鑒于此，本文主要內(nèi)容是討論與探析GIS技術(shù)在土地管理中的運(yùn)用路徑。

1 土地管理概述

所謂土地管理，其主要是指相關(guān)單位根據(jù)當(dāng)?shù)卣驀?guó)家所下發(fā)的相關(guān)文件對(duì)各個(gè)區(qū)域的土地資源進(jìn)行科學(xué)合理的開發(fā)、利用以及管理。通過行之有效的土地資源管理工作能夠?qū)崿F(xiàn)在保持城市化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的前提下，持續(xù)性增加耕地面積，同時(shí)將不合理的耕地區(qū)域劃分至城市化、城鎮(zhèn)化的建設(shè)之中，以此有效促進(jìn)區(qū)域城市化建設(shè)。因此，為確保土地資源管理工作順利開展與高質(zhì)量完成，則需要相關(guān)單位結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況與政府相關(guān)要求，采用高效率、高可行性的方式開展土地資源管理工作，以此確保所管轄區(qū)域中土地資源能夠被最大限度地合理利用，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)積極探索土地資源隱藏的生產(chǎn)力，將其有效落實(shí)到土地資源管理工作中。通過科學(xué)合理的土地管理工作不僅可以有效促進(jìn)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，同時(shí)還可以為國(guó)家提供源源不斷的糧食資源。

2 ?GPS技術(shù)概述

GPS，即全球定位系統(tǒng)，其本質(zhì)上是基于人造地球衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)的高精度、高準(zhǔn)度的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全球任意位置、近地空間等進(jìn)行精準(zhǔn)、迅速地地理位置定位，同時(shí)還包括精準(zhǔn)的時(shí)間信息、車輛速度、建筑分布等。GPS系統(tǒng)的主要組成部分包括用戶終端、地面控制系統(tǒng)以及人造衛(wèi)星。通過人造衛(wèi)星中的信號(hào)發(fā)送裝置與地面控制系統(tǒng)的信號(hào)接收裝置完成相關(guān)信息的傳輸，最后由用戶終端根據(jù)實(shí)際需求對(duì)地面控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。一般情況下，GPS技術(shù)被廣泛用于測(cè)繪工程中，由一個(gè)主GPS衛(wèi)星進(jìn)行位置確認(rèn)，其GPS衛(wèi)星則開展位置追蹤作業(yè)，以此大幅提高地理位置、空間環(huán)境的定位精準(zhǔn)性。

3 ?GPS技術(shù)優(yōu)勢(shì)

目前，在土地管理工作中，GPS技術(shù)被廣泛用于土地測(cè)繪項(xiàng)目中。通過GPS技術(shù)優(yōu)越的定位功能、地貌分析功能等，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離土地資源進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)繪、分析、3D建模效果等，從而大幅提高土地管理工作在實(shí)際開展期間的科學(xué)性、可靠性、準(zhǔn)確性以及完整性。在傳統(tǒng)的土地管理工作中，土地測(cè)繪項(xiàng)目在開展期間往往存在較大的局限性，如人力資源不足、地域遼闊、地理環(huán)境復(fù)雜等相關(guān)局限，因此往往需要消耗大量時(shí)間資源、人力資源、資金資源開展多次土地測(cè)量作業(yè)方能在一定程度上確保土地測(cè)繪工作的精準(zhǔn)性、可靠性以及完整性，但此種方式會(huì)降低土地管理工作的整體效率。而利用GPS技術(shù)開展土地管理工作可以有效解決傳統(tǒng)土地管理工作中的局限性，通過GPS技術(shù)能夠順利完成遠(yuǎn)距離土地測(cè)繪作業(yè)，使相關(guān)工作人員僅通過中控系統(tǒng)便可以對(duì)所管轄區(qū)域內(nèi)土地資源、土地實(shí)際情況進(jìn)行明確并根據(jù)具體需求開展建模工作，大幅提高了土地管理工作的便捷性與測(cè)量效率。

基于GPS技術(shù)所開展土地管理工作可以借助相關(guān)終端設(shè)備完成地面位置信息采樣工作。通過專業(yè)計(jì)算程序與算法完成測(cè)繪數(shù)據(jù)的處理與運(yùn)算，利用GPS技術(shù)的高精度、高準(zhǔn)度優(yōu)勢(shì)對(duì)地面坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效獲取，從而在一定程度上避免了相關(guān)數(shù)據(jù)信息在實(shí)際處理、采集等過程中所出現(xiàn)累積誤差現(xiàn)象，大幅增強(qiáng)了土地管理測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與完整性[1]。另外，在完成相關(guān)數(shù)據(jù)信息的采集作業(yè)后，可以通過計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行有效處理，能夠有效防止人工處理所潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

除此之外，GPS技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)能夠基于接收終端設(shè)備自動(dòng)完成對(duì)地面數(shù)據(jù)信息的采集工作。這樣不僅能夠切實(shí)提高地面數(shù)據(jù)信息的采集效率、處理力度，同時(shí)也大幅降低了此方面工作在開展期間所需投入的人力資源、時(shí)間資源等。利用專業(yè)的程序模型對(duì)土地管理工作中某一區(qū)域的空間點(diǎn)位進(jìn)行定位與正確授時(shí)，基于載波相位計(jì)算未知數(shù)，從而將其中的誤差累積降至最低，大幅提高整體精度。

4 ?GPS在土地管理的應(yīng)用分析

GPS 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)最大的優(yōu)勢(shì)便在于精準(zhǔn)定位與測(cè)量，可以根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)為相關(guān)人員提供變更區(qū)域的精準(zhǔn)地理坐標(biāo)信息。在土地管理工作中主要被廣泛應(yīng)用于土地資源測(cè)繪、土地利用調(diào)查等相關(guān)項(xiàng)目中。

4.1 土地管理中GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用

PTK技術(shù)，即載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)量基站載波相位觀測(cè)量的差分方法，將基準(zhǔn)站收集的載波相位數(shù)據(jù)信息傳輸至用戶終端接收設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)求差解算坐標(biāo)。而GPS-RTK技術(shù)是現(xiàn)階段土地測(cè)繪項(xiàng)目中較為常用的技術(shù)之一，其主要原理是利用參考站實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)開展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)，將衛(wèi)星系統(tǒng)所收集到的地形數(shù)據(jù)信息發(fā)送至流動(dòng)站，流動(dòng)站通過分析比對(duì)基準(zhǔn)站所收集的數(shù)據(jù)信息對(duì)自身數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位效果。在土地測(cè)繪工作中，利用GPS-PTK技術(shù)可以有效完成所管轄區(qū)域中的土地地形與地貌的信息采集工作、地貌圖形繪制工作中，同時(shí)還可以精準(zhǔn)顯示山區(qū)地形、坐標(biāo)、海拔等數(shù)據(jù)信息，有效提高相關(guān)工作人員在土地管理工作中的工作質(zhì)量與工作效率。在土地管理的土地測(cè)繪項(xiàng)目中，GPS-RTK技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)便是可以有效對(duì)地形復(fù)雜區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)繪，有效消除了傳統(tǒng)土地測(cè)繪工作中所存在的不足之處，如測(cè)繪成本高、測(cè)繪時(shí)間長(zhǎng)、人力資源消耗過大、易受到環(huán)境因素的影響等。對(duì)于土地管理的土地測(cè)繪項(xiàng)目而言，地形數(shù)據(jù)信息的采集效率與精準(zhǔn)度是關(guān)鍵，利用GPS-RTK技術(shù)可以切實(shí)解決傳統(tǒng)測(cè)繪作業(yè)中精準(zhǔn)度控制效果弱的弊端，能夠確保土地測(cè)繪工作的精準(zhǔn)度有效滿足土地管理工作的相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)基于界扯點(diǎn)對(duì)測(cè)繪區(qū)域開展靈活測(cè)量作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)有效控制各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)的精準(zhǔn)度與密度[2]。

除此之外，GPS-RTK技術(shù)還可以有效應(yīng)用于地籍控制測(cè)量網(wǎng)點(diǎn)建立中，為進(jìn)一步提高測(cè)量作業(yè)實(shí)際開展期間的精準(zhǔn)度，則可以結(jié)合實(shí)際情況對(duì)存在應(yīng)電工的坐標(biāo)差進(jìn)行靈活調(diào)整。對(duì)于傳統(tǒng)的地籍測(cè)繪工作而言，地籍細(xì)部測(cè)量方面始終存在誤差值，而地籍細(xì)部測(cè)量?jī)?nèi)容又包括界扯點(diǎn)、位置、土地權(quán)屬等相關(guān)方面。為切實(shí)提高地籍細(xì)部測(cè)量的精準(zhǔn)度與完整性，有效維護(hù)國(guó)家土地權(quán)屬，則可以結(jié)合實(shí)際情況將傳統(tǒng)地籍細(xì)部測(cè)量方式與GPS-RTK技術(shù)相結(jié)合。通過科學(xué)合理的利用GPS-RTK技術(shù)可以有效提高地籍細(xì)部測(cè)量作業(yè)的測(cè)量質(zhì)量與測(cè)量效果。

不僅如此，在傳統(tǒng)土地界限勘測(cè)模式中，由于所應(yīng)用的測(cè)量設(shè)備精度較低且應(yīng)用范圍存在較大局限性，導(dǎo)致無法切實(shí)滿足土地界限勘測(cè)的實(shí)際需求。而土地界限勘測(cè)的精準(zhǔn)度會(huì)在一定程度上影響土地界限劃分精度，在進(jìn)行土地界限劃分作業(yè)時(shí)會(huì)涉及相關(guān)數(shù)據(jù)信息的計(jì)算與獲取，如土地面積匯總、界限明確、土地現(xiàn)狀等方面。為有效滿足土地界限勘測(cè)在開展期間的實(shí)際需求與具體標(biāo)準(zhǔn)，提高相關(guān)數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性與完整性，則需要相關(guān)單位結(jié)合實(shí)際情況積極利用GPS-RTK技術(shù)優(yōu)化土地界限勘測(cè)方式[3]。

4.2 ?GPS技術(shù)在地籍測(cè)量方面的應(yīng)用

在土地管理工作中，地籍管理工作是其重要的組成部分，而地籍測(cè)繪工作是順利獲取地籍管理工作開展期間所需相關(guān)數(shù)據(jù)信息的有效途徑之一。通常來說，GPS技術(shù)主要應(yīng)用于地籍控制網(wǎng)管理和確定地籍網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)兩項(xiàng)工作，其中，對(duì)于地籍控制網(wǎng)管理而言，應(yīng)用GPS技術(shù)搭建觀測(cè)網(wǎng)能夠有效提高觀測(cè)效率和精確度。與傳統(tǒng)觀測(cè)網(wǎng)相比，應(yīng)用GPS技術(shù)所搭建的觀測(cè)網(wǎng)能夠利用繁瑣、專業(yè)的模型函數(shù)完成復(fù)雜環(huán)境下的隨機(jī)布網(wǎng)。且得益于GPS技術(shù)的高精度定位功能，地籍控制網(wǎng)布網(wǎng)方式能夠有效升級(jí)。但在實(shí)際應(yīng)用GPS技術(shù)時(shí)，需要綜合考量地球自轉(zhuǎn)、磁場(chǎng)等眾多客觀因素對(duì)GPS精準(zhǔn)性的偏差影響[4]。因此，相關(guān)工作人員在建立GPS地籍控制網(wǎng)的時(shí)候，需要采取科學(xué)的措施方法消除或減弱以上客觀因素對(duì)GPS精準(zhǔn)性的偏差影響，同時(shí)合理把控?cái)?shù)據(jù)信號(hào)接收系統(tǒng)的誤差，進(jìn)而有效保證土地測(cè)繪數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性以及準(zhǔn)確性。

而對(duì)于GPS技術(shù)確定地籍網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)而言，GPS技術(shù)的應(yīng)用主要用于處理以下三個(gè)方面土地測(cè)繪工作要點(diǎn)，分別是方向、距離以及坐標(biāo)三個(gè)方面。相關(guān)工作人員在確定GPS地籍網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，需要下計(jì)算并正確定位地籍網(wǎng)的基準(zhǔn)位置，其具體測(cè)量實(shí)踐措施如下，通過在GPS地籍網(wǎng)中定位一個(gè)點(diǎn)，獲取該點(diǎn)坐標(biāo)值信息，然后可以使用固定、適當(dāng)放權(quán)以及全不固定測(cè)量方法，利用選取穩(wěn)擬平差、自由網(wǎng)偽逆平差等計(jì)算公式得出和定位GPS地籍網(wǎng)具體的位置基準(zhǔn)[5]。實(shí)際操作中需注意的是，GPS地籍網(wǎng)使用平差過程中，應(yīng)盡可能確保GPS網(wǎng)技術(shù)在方向、距離以及坐標(biāo)三個(gè)方面的一致性，進(jìn)而使位置基準(zhǔn)和網(wǎng)點(diǎn)位之間偏差數(shù)據(jù)最小。除此之外，若在實(shí)際操作中GPS地籍網(wǎng)定位了數(shù)個(gè)點(diǎn)位的坐標(biāo)信息數(shù)據(jù)，便需要采用固定和適當(dāng)放權(quán)的方法去定位GPS網(wǎng)的真實(shí)位置基準(zhǔn)，否則會(huì)進(jìn)一步影響GPS網(wǎng)尺度和方向的準(zhǔn)確性。所以，相關(guān)工作人員在實(shí)際測(cè)量作業(yè)時(shí)，需要充分綜合考量各類約束條件和不良影響因素，進(jìn)而有效確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性以及精確性。另外，GPS地籍控制網(wǎng)在實(shí)際設(shè)計(jì)和搭建過程中，GPS定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)和坐標(biāo)信息來源于WGS-84坐標(biāo)系，GPS針對(duì)位置基準(zhǔn)需要考慮經(jīng)緯度偏差影響，一般而言，正常情況下高度偏差較小，其主要是因?yàn)闄E球投影的網(wǎng)形并沒有太大的影響，若高度偏差較大，則需要確保起始計(jì)算數(shù)據(jù)的精確性[6]。

4.3 ?GPS技術(shù)在地籍變更調(diào)查方面的應(yīng)用

傳統(tǒng)模式下的地籍變更調(diào)查工作方法存在一定的滯后性，且大多數(shù)采用層層上報(bào)工作模式，此種模式需要著重考慮人為因素影響，且工作耗時(shí)量大、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性得不到可靠保證、工作效率低。在新時(shí)代下，利用GIS技術(shù)搭配傳統(tǒng)地面調(diào)查的方法能夠有效提高工作效率和精確度，地籍變更調(diào)查工作流程如圖一所示。實(shí)際上，結(jié)合地籍變更調(diào)查工作具體流程，不同工作節(jié)點(diǎn)GIS技術(shù)所體現(xiàn)的功能作用也存在差異。利用GIS技術(shù)和其他遙感影響數(shù)據(jù)的結(jié)合能夠有效分析、處理、識(shí)別區(qū)域內(nèi)土地利用情況，進(jìn)而通過數(shù)據(jù)對(duì)比得出土地利用變化實(shí)際情況。不僅如此，利用GPS技術(shù)能夠進(jìn)一步處理外業(yè)圖斑邊界變化，在將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入至GIS中，可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入分析解讀，完成土地利用的數(shù)據(jù)變更，最終生成一系列土地利用數(shù)據(jù)分析報(bào)表、如區(qū)域土地利用現(xiàn)狀情況報(bào)表、土地利用變更調(diào)查報(bào)表等[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在新時(shí)代背景下，強(qiáng)化土地管理是促進(jìn)現(xiàn)代城市發(fā)展的重點(diǎn)工作，借助先進(jìn)的技術(shù)手段開展土地管理相關(guān)工作是推進(jìn)土地管理深化改革發(fā)展的關(guān)鍵。GPS技術(shù)在土地管理中的應(yīng)用具備優(yōu)異的土地測(cè)繪技術(shù)功能優(yōu)勢(shì)，能夠有效提升土地測(cè)繪工作效率和數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性，同時(shí)可以提高土地地籍變更調(diào)查工作效率。因此，在實(shí)際土地管理工作中，相關(guān)工作人員要熟練掌握GPS技術(shù)要點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境和工作需求，規(guī)范化應(yīng)用GPS技術(shù)，進(jìn)而保證土地管理工作質(zhì)量，促進(jìn)土地管理的信息化發(fā)展。

圖1 ?地籍變更調(diào)查工作流程