GPS技術在地形測繪中的應用

趙媛

南昌市土地測繪工程有限公司 江西 南昌 330006

隨著社會的全面發展，城市化建設的深入，人們的物質生活條件已經獲得極大滿足，為進一步提升城市化建設的進度并保障人與自然的和諧共存，需要開展工程項目建設、自然環境保護等多種類型的項目，而地形測繪能夠為這類活動的開展提供地形信息數據保障，以確保項目的順利開展。為實現這一目的，施工單位必須掌握GPS技術的應用特點，將GPS技術與地形測繪工作有效融合，發揮GPS技術的最大優勢，為社會的全面發展提供保障。

1 GPS技術介紹

GPS技術（全稱Global Positioning System，GPS），是以人造衛星達成對目標定位的高精度全球定位系統，GPS衛星定位系統由美國從上世紀70年代開始建設，歷經20年完成，耗資200億美元的衛星導航與定位系統，初期僅用于軍事用途，隨著科學技術的快速發展，當前GPS技術已經普遍融入各行各業的工作中，甚至成為人們生活中不可缺少的輔助工具之一[1]。

2 在地形測繪工作中應用GPS技術的意義

2.1 提高地形測繪的工作效率

地形測繪工作是通過對地形、地貌的勘察，掌握某個限定區域內的地理數據，并通過一系列技術手段繪制地形圖，為建筑工程、道路工程、環境保護工程等項目提供數據保障。

傳統的地形測繪工作以人力勘察獲取數據，繪制地形圖的過程也以人力為主，導致地形測繪的工作周期需要1-2月時間，在緊急施工的工程中則需要增派大量工作人員以提升工作效率，嚴重影響需要地形測繪服務的項目的開展效率[2]。

將GPS技術與地形測繪工作相融合，其高效的定位、測距功能，能夠有效提升地形測繪工作的整體工作效率，隨著科學技術在測繪工作中的不斷應用，GPS定位配合計算機、繪圖儀等現代化繪圖設備，能夠有效縮短地形測繪的工作周期，將工作周期控制在10-15d。

2.2 保證地形測繪的工作質量

地形測繪工作所得的數據及地圖，是后續開展項目的重要依據，但隨著社會的整體發展，當前地形測繪工作的難度也在逐漸提升，如：隨著人類在自然環境中的不斷探索，當前大部分自然環境都已經存在人類的蹤影；隨著城市化建設的深入，當前的城市規模與建筑群復雜程度也有明顯提升。

以傳統地形測繪手段受工作目標地區的地形地貌影響，地形測繪過程中因視野、地形復雜等因素，都會嚴重影響測量所得數據的準確性，同時也會降低地圖中有用信息的記載量，降低地形測繪工作的保障效果。

以GPS技術為基礎開展的地形測繪，因GPS技術是通過太空中人造衛星完成對目標區域的定位測量，這也使得GPS技術基本不受地形橫向因素的影響，能夠有效提升地形測繪的工作質量，保證測量所得數據的準確性，繪圖工作中將地圖電子化能夠進一步提升地圖中有用信息的容納量[3]。

2.3 降低地形測繪工作難度

地形測繪是各種類型項目的數據保障工作，隨著項目類型的轉變，地形測繪也需要在不同條件下進行工作，如：水利工程的施工一般需要在人跡罕至的地區進行，傳統地形測繪需要工作人員親自現場并需要經過大量的勘測、計算，以保證測量數據的準確性。

GPS技術則不同。GPS技術是由人造衛星與信號接收設備完成對目標地區測量的工作，這也使得若測量過程中僅需要GPS技術，無需其他測量技術的輔助，工作人員在任何一個地點都能夠完成對目標區域的測量，不需要親自勘察現場。其次，GPS技術所用設備經過多年的發展與完善，當前GPS信號接收設備已經能直接轉換測量數據，直接呈現高程、坐標、距離等數據，減少計算量，降低地形測繪工作的整體難度[4]。

2.4 設備便于攜帶

因測量目標地需要根據不同需要而變化的特點，若測量目標地處于偏遠山區或人跡罕至的林地、山地、水系復雜的區域等環境條件中，使用傳統測繪技術需要大量測量工具的輔助，才能夠完成地形測繪工作。

將GPS技術與地形測繪工作相結合，基于GPS技術誕生的RTK設備便能夠滿足測繪需要，其小巧、便攜的特點，能夠使工作人員攜帶其輕松的穿越不同地形條件，避免工作過程中因交通問題而需要搬運大量測量設備所浪費的時間。

2.5 適應多種氣候條件下的測繪

傳統測繪技術依賴于工作人員的勘察能力，若勘察視野較差或對工作人員存在影響，都會嚴重影響地形測繪的最終結果[5]。

通過GPS技術的應用，因其測量原理和測量設備的特性影響，GPS技術所得測量結果幾乎不受霧、阻擋物等影響視野因素的影響。同時，若室外條件因雨、雪等自然氣候因素而導致工作人員的工作條件受到影響，工作人員在室內環境中操作設備即可完成測繪工作，因此，GPS技術能夠適應多種氣候條件下的測繪工作，避免外界因素對地形測繪工作效率和工作質量的影響。

3 在地形測繪中應用GPS技術時的常見問題

3.1 對信號要求較高

GPS技術應用在地形測繪中是基于人造衛星和信號接收設備直接的信號傳遞完成的，因此，在地形測繪過程中若存在能夠屏蔽信號或干擾信號的因素，會嚴重影響GPS技術的應用效果。

3.2 測量人員的工作態度不端正

隨著GPS技術的應用使得當前地形測繪工作的難度銳減，不僅能夠有效提升工作的開展效率，對工作人員的技術要求也在相應降低，這也使得當前大部分測繪工作人員在開展工作時態度不端正，過分信任GPS技術，從而降低GPS技術在地形測繪中的實際應用成效[6]。

4 在地形測繪中有效應用GPS技術的方法

4.1 測繪前準備

測繪前準備工作需要將GPS在地形測繪中所需要的設備、條件準備妥當，才能夠將GPS技術在地形測繪中的應用效果最大化，從而提升地形測繪的整體工作效率和工作質量。主要包括以下幾個方面：1.測量設備準備。GPS技術的應用效果取決于設備的功能性及設備的齊全，因此，在測繪工作開始前，應首先檢查信號接收器、計算機、地形圖等設備是否齊全，并開機對設備的功能性進行監測，保證測量設備的功能性滿足地形測繪工作的需要，進而為GPS技術的應用提供前提條件。2.工作人員能力考核。測量方法、測量設備都是工作人員開展地形測繪工作的輔助工具，若工作人員自身技術能力不足，便無法保證所測量數據、繪制地圖的準確性，進而降低地形測量工作的保障功能。為保證工作人員的技術能力，在開展地形測繪工作前，應檢查工作人員的技能證件，同時對工作人員的操作能力和測繪知識進行考核，才能夠避免因人為因素導致地圖測繪結果準確性受到影響的可能。3.輔助工具準備。在開展地形測繪工作時，需要在各種地形條件、氣候條件下進行，若測繪地點較遠或較為偏僻，應準備好交通工具等輔助工具，以保證地形測繪工作的如期開展[7]。

4.2 確定測量區域

確定測量區域是開展地形測量工作的前提條件，確定測量區域的目的有二，分別為：1.明確測量任務。通過在地圖中標注測量區域，能夠使測量工作人員明確測量任務，避免因測量任務不明確而出現的測量范圍無效或測量未達到目標范圍的可能。2.做好保障工作。確定測量區域能夠使工作人員在開展地形測繪工作前便掌握目標區域的地形、地貌、氣候特點，從而為提前做好交通保障、防雨保障、防曬保障等前提工作，為工作人員開展地形測繪提供全面保障。

4.3 確定測量時間

GPS受氣候條件的影響較小，但為最大化GPS技術在地形測繪中的應用效果，在正式開始地形測繪工作前，應確定測量時間，以確定開展工作時的天氣條件和時間，保證應用GPS技術所得出地形測繪數據的準確性。

在野外條件下需要重點關注氣候條件的確定，在過于炎熱、雨勢過大、風雪過大的條件下開展地形測繪工作，受氣候因素影響會提升地形測繪工作的開展難度，并降低測繪的精準度。在城市條件下進行測繪則需要重點關注測量時間的確定，在城市中人群活動過于密集，且各種設備的使用較為復雜，若未在測量工作開始前進行信號保障等工作，會導致測量結果的準確性下降，甚至造成GPS設備的無法使用問題[8]。

4.4 連接設備

將GPS設備應用在地形測繪工作中，測繪過程時需要使用計算機、信號接收設備、繪圖設備等輔助工具，若輔助工具的功能性不足或缺少部分設備，會影響地形測繪工作的實際開展效果，甚至導致測繪工作的無法開展。

首先，在進行地形測繪工作前，應首先對設備的功能性進行檢查，打開計算機、信號接收器以及繪圖設備等輔助工具，運行測量軟件、檢查信號接收器和繪圖設備的運行狀態，避免因設備功能性問題影響測繪工作的開展。

其次，應保證各設備之間的穩定連接，若遠程連接無法完成，則應采取連接線的方式對各設備進行連接，檢查連接狀態，在正式開展地形測繪前進行模擬測繪，以檢測各設備的工作效果，避免在設備運行過程中的連接不穩定問題。

4.5 獲取測量數據

獲取測量數據應首先在測量軟件中設置測量參數，在不同的地形、地貌條件性對測量參數進行調整，才能夠保證測量結果的準確性。

其次，在開始測量后，工作人員應注意數據的記錄情況以及測量點的標記，為后續的數據存儲與管理環節提供保障，避免數據名目出錯而影響繪圖結果的可能。

最后，在地形測繪開展的過程中，工作人員應對設備的工作狀態和數據記錄情況進行檢查，若發現數據記錄錯誤或設備工作狀態不穩定的問題，應及時進行調整，并檢查漏記、錯誤數據的類型，以保證獲取測量數據的準確性[9]。

4.6 數據處理與存儲

將GPS技術應用在地形測繪工作中的意義便是GPS技術對地形、地貌的全面測量效果，通過GPS技術應用，能夠全面掌握測量目標區域的建筑物、植物、地勢等信息，但由此產生的巨大數據量若以傳統紙質載體記錄數據，不僅需要大量紙張作為記錄載體，而且紙質載體不便于保存和交接。

現代地形測繪是基于計算機設備進行的，因此，由GPS技術測量所得的海量數據也會以數字化的方式存儲在計算機中，在進行數據管理時根據測量所得數據類型進行分類，進行管理時只需在計算機中搜索關鍵字便能夠查看并管理。測量所得數據在與其他單位進行交接時只需通過即時通訊軟件，便能夠達成數據的交接目的，提升整體工作效果。

4.7 生成地圖

地形測繪所得的大比例地圖一般用于工程規劃、房屋建設等項目，小比例地圖一般用于分析區域規劃、野生環境保護規劃等項目，因此，地形測繪所繪制的地圖是各類項目開展工作的主要依據。將GPS技術應用在地形測繪工作中，只能夠提升測量工作的開展的效率和測量數據的準確性，但在繪制地圖時應配套測繪設備、掃描設備等工具共同使用，將測量所得數據輸入繪圖軟件便能夠生成數字地圖，連接繪圖設備后便能夠生成實物地圖。但生成地圖時因信息過多，僅通過軟件和繪圖設備會導致地圖中的信息丟失，降低地圖的實際應用效果，在繪制地圖的過程中，工作人員應適當進行調整，才能夠保證地圖的準確性[10]。

4.8 測繪后的審核與修正

為保證地形測量所得數據的準確性以及生成地圖的實際應用效果，在完成地形圖的制作與標注后，應對地形圖和測量所得數據進行審核，檢查數據的準確性以及地圖中包含信息的完整性，將地形測繪工作的成效最大化。在審核過程中若發現測量數據錯誤應立即對錯誤數據區域進行重新測量，若地形圖信息不完整則應重新進行修正[11]。

5 結束語

綜上所述，將GPS技術應用在地形測繪工作中，能夠有效提升地形測繪工作的開展效率和實際工作質量，將GPS技術的高精度、操作簡便、工作效率高等特點體現在地形測繪工作中。為將GPS技術的應用效果最大化，測量工作人員應積極掌握GPS技術在地形測繪工作中的應用特點，分析GPS技術與地形測繪工作的有效融合方法，保證我國測繪技術的有效發展，為社會的全面發展貢獻力量。