GPS在我省國土測繪方面的使用現(xiàn)狀

黃玉俠　王寧杰　馮素紅

摘 要：該文通過總結(jié)江蘇省國土測繪的現(xiàn)狀及GPS在國土測繪方面的應(yīng)用，對新形勢下GPS技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，認(rèn)為研制可廣泛應(yīng)用的GPS/PDA技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)基于PDA的土地利用變更調(diào)查系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)土地調(diào)查的外業(yè)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、測量與處理，在土地管理中具有廣闊的應(yīng)用前景。最后，論文結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)提出了“各市甚至全省各級基礎(chǔ)控制網(wǎng)的整合”、“保持國土測繪業(yè)務(wù)量的穩(wěn)定，并進(jìn)一步開拓新的業(yè)務(wù)”和“定時(shí)定期開展人員培訓(xùn)，加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)”幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：GPS 測繪 相對定位 國土測繪

中圖分類號：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0018-02

1 GPS技術(shù)簡介

1.1 概述

全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositioning System）是二十世紀(jì)七十年代美國國防部開始研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，1995年正式投入運(yùn)行。該系統(tǒng)是基于衛(wèi)星的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和授時(shí)功能，能為各類用戶提供精密的三維定位、測速和時(shí)間服務(wù)。目前，GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，在運(yùn)載工具導(dǎo)航、交通控制、自動(dòng)駕駛、石油勘探、軍事、大地測量、工程測量、航空攝影測量、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等部門和領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。GPS的出現(xiàn)，給測繪領(lǐng)域帶來了一場深刻的技術(shù)革命。

GPS定位方法可以分為GPS絕對定位和GPS相對定位，在國土測繪方面得到廣泛應(yīng)用的主要是GPS相對定位。

1.2 GPS相對定位測量的作業(yè)模式

隨著GPS接收系統(tǒng)軟硬件的快速發(fā)展，為確定兩點(diǎn)之間的基線向量，有多種測量方案可供選擇，其中，用于國土測繪方面的幾種主要作業(yè)模式，其特點(diǎn)及適用范圍簡要介紹如下。

（1）經(jīng)典靜態(tài)相對定位模式。

采用兩臺或兩臺以上接收設(shè)備，分別安置在不同測站點(diǎn)，同步觀測4顆以上衛(wèi)星，每個(gè)觀測時(shí)段>45 min。適用范圍：建立較高精度控制網(wǎng)。

（2）快速靜態(tài)相對定位模式。

在測區(qū)中部選擇一個(gè)地勢開闊點(diǎn)作為基準(zhǔn)站，安置一臺GPS接收機(jī)連續(xù)觀測，另一臺GPS接收機(jī)依次在各觀測點(diǎn)設(shè)站，觀測數(shù)分鐘。多用于地籍控制網(wǎng)的建立及加密。

（3）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)。

其基本思想是：在基準(zhǔn)站上安置一臺GPS接收機(jī)，對所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測站，用戶站上，可實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示三維坐標(biāo)及其精度。多用于像控點(diǎn)、圖根點(diǎn)、及界址點(diǎn)、碎部點(diǎn)的測繪。

（4）連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位參考站服務(wù)綜合系統(tǒng)。

利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS）已成為GPS應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一。CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技多方位、深度結(jié)晶的產(chǎn)物。CORS系統(tǒng)由基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五個(gè)部分組成，各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專用網(wǎng)絡(luò)。

（5）GPS/PDA技術(shù)。

通過將GPS、嵌入式GIS、RS等空間信息技術(shù)、以及無線通訊技術(shù)、等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與個(gè)人數(shù)字助理（PDA）的結(jié)合，設(shè)計(jì)開發(fā)基于PDA的土地利用變更調(diào)查系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)土地調(diào)查的外業(yè)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、測量與處理。

2 江蘇省國土測繪的現(xiàn)狀

2.1 遍布全省的GPS控制資料

目前，江蘇省已建成覆蓋全省的C級GPS控制網(wǎng)，而且，通過第二次全國土地調(diào)查的實(shí)施，各市、縣城區(qū)均加密了D、E級GPS控制網(wǎng)。

江蘇省已建成并投入運(yùn)行的江蘇省全球?qū)Ш叫l(wèi)星連續(xù)運(yùn)行參考站綜合服務(wù)系統(tǒng)（Jiangsu Provincial Continuously Operating Reference Stations，簡稱JSCORS），是江蘇省測繪局和江蘇省氣象局合作建設(shè)的項(xiàng)目，系統(tǒng)由62個(gè)基準(zhǔn)站點(diǎn)和兩個(gè)數(shù)據(jù)處理中心組成。該項(xiàng)目是“十一五”期間江蘇省地球空間信息服務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，旨在全省建立一個(gè)高精度、高時(shí)空分辨率、高效率、高覆蓋率的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)綜合信息服務(wù)網(wǎng)，把這一高新技術(shù)綜合應(yīng)用于江蘇省的測繪、氣象、國土、地震、交通、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利、公安等領(lǐng)域，為政府公共管理提供可靠依據(jù)。

2.2 我省近幾年主要土地測繪相關(guān)業(yè)務(wù)

（1）土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，主要是我省在第二次全國土地調(diào)查實(shí)施前的“515”土地調(diào)查工程，即農(nóng)村制作1：5000的土地利用現(xiàn)狀圖，城郊制作1：1000的土地利用現(xiàn)狀圖，建成區(qū)內(nèi)制作1：500的地籍圖。如連云港、南通、無錫等市開展的“515”工程。

（2）江蘇省土地勘測規(guī)劃院負(fù)責(zé)的國家、省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，大型管線工程項(xiàng)目的勘測定界和地籍調(diào)查。

（3）全省范圍內(nèi)開展的第二次土地調(diào)查。

（4）塊狀用地的土地利用調(diào)查及范圍測定。比如，落實(shí)開發(fā)區(qū)四至范圍工作、土地開發(fā)、復(fù)墾整理項(xiàng)目的驗(yàn)收工作。

（5）遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

（6）各市、縣開展日常地籍調(diào)查工作。

（7）衛(wèi)片執(zhí)法檢查。

3 GPS技術(shù)在我省國土測繪方面的應(yīng)用

根據(jù)我省土地測繪相關(guān)業(yè)務(wù)，GPS技術(shù)在我省土地測繪方面得到了較廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。

（1）利用靜態(tài)相對定位技術(shù)以及快速靜態(tài)相對定位技術(shù)，構(gòu)建各城市建成區(qū)范圍內(nèi)的D、E級GPS控制網(wǎng)。

（2）在農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查以及第二次土地調(diào)查實(shí)施過程中，利用JSCORS或者RTK技術(shù)進(jìn)行像片控制點(diǎn)的測定。

（3）在開展城鎮(zhèn)地籍調(diào)查過程中，利用快速靜態(tài)相對定位技術(shù)，在D、E級GPS控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，加密一、二級GPS導(dǎo)線網(wǎng)。

（4）在開展遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測的地區(qū)，由于用于遙感影像糾正的外業(yè)控制資料不足，無法準(zhǔn)確的進(jìn)行遙感影像精確定位，需要進(jìn)行航測外業(yè)控制測量。比如，江蘇省土地勘測規(guī)劃院在常州、無錫以及徐州的遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測中，共使用4臺套GPS，采用快速靜態(tài)定位測量模式，對整個(gè)監(jiān)測范圍進(jìn)行了外業(yè)控制測量。

（5）利用JSCORS或者RTK技術(shù)，開展塊狀用地范圍測定及土地調(diào)查。比如落實(shí)開發(fā)區(qū)四至范圍工作、土地開發(fā)、復(fù)墾整理項(xiàng)目的驗(yàn)收工作、南北共建工業(yè)園區(qū)的四至測繪工作。

（6）衛(wèi)片執(zhí)法檢查工作中，利用GPS技術(shù)測量新增建設(shè)用地圖斑范圍情況。

（7）在江蘇省土地勘測規(guī)劃院負(fù)責(zé)的國家、省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，大型管線工程項(xiàng)目的勘測定界和地籍調(diào)查中，GPS相關(guān)測繪技術(shù)主要應(yīng)用于控制網(wǎng)的建立、地物、地類范圍的測定、界址點(diǎn)的測定以及用地紅線的放樣等。

（8）各市、縣國土局所屬的測量單位主要將GPS測繪技術(shù)應(yīng)用在日常地籍發(fā)證工作，比如應(yīng)用JSCORS或RTK技術(shù)加密圖根點(diǎn)、測定地物、界址點(diǎn)等。

（9）GPS/PDA技術(shù)在我省的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和土地變更調(diào)查中尚處于試驗(yàn)狀態(tài)，未大規(guī)模的開展應(yīng)用。

4 GPS相關(guān)應(yīng)用前景分析

4.1 GPS/PDA技術(shù)應(yīng)用前景

傳統(tǒng)的土地變更測量方法存在難于準(zhǔn)確獲取變化邊界坐標(biāo)，成圖困難且周期長等缺陷。研制可廣泛應(yīng)用的GPS/PDA技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)基于PDA的土地利用變更調(diào)查系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)土地調(diào)查的外業(yè)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、測量與處理，在土地管理中具有廣闊的應(yīng)用前景。

4.2 JSCORS的應(yīng)用前景

與傳統(tǒng)的GPS作業(yè)相比，JSCORS具有作用范圍廣、精度高、野外單機(jī)作業(yè)等眾多優(yōu)點(diǎn)。隨著JSCORS的廣泛應(yīng)用，必將為大量用戶同時(shí)提供高精度、高可靠性、實(shí)時(shí)的定位信息，并實(shí)現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的完整統(tǒng)一，這將對我省基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的采集與應(yīng)用體系產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

5 建議

5.1 定時(shí)定期開展人員培訓(xùn)，加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)

面對GPS技術(shù)人才儲(chǔ)備不足，而測繪技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，要進(jìn)一步落實(shí)人才培養(yǎng)，提高省、市、縣各級測繪人員的技術(shù)水平，廣泛開展多層次的應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)，形成穩(wěn)定的人才隊(duì)伍。

5.2 保持國土測繪業(yè)務(wù)量的穩(wěn)定，并進(jìn)一步開拓新的業(yè)務(wù)

目前，國土測繪業(yè)務(wù)主要是土地利用變更調(diào)查和城鎮(zhèn)地籍調(diào)查，其業(yè)務(wù)相對單一，而其他測繪業(yè)務(wù)量又不夠穩(wěn)定，因此，開發(fā)新GPS應(yīng)用產(chǎn)品，開拓新業(yè)務(wù)，比如通過企業(yè)參與，商業(yè)化運(yùn)作，提供地籍測繪信息的社會(huì)化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多途徑、多渠道的資金投入，形成地籍測繪信息更新、服務(wù)的良性循環(huán)，有利于促進(jìn)地籍測繪的健康發(fā)展。

5.3 各市甚至全省各級基礎(chǔ)控制網(wǎng)的整合

建立全省統(tǒng)一的大地定位參考框架，并將各部門各自建立的各等級 GPS 控制網(wǎng)，進(jìn)行必要的聯(lián)測和統(tǒng)一整體平差，在日常地籍變更業(yè)務(wù)中加以應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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