牛紅艷

摘 要：線狀地物的勘測(cè)比普通土地勘測(cè)的技術(shù)要求要高，以得到較為精準(zhǔn)的土地勘測(cè)信息，而這方面的技術(shù)開(kāi)發(fā)也十分廣泛。本文重點(diǎn)從線狀地物勘測(cè)的定位技術(shù)與線狀地物勘測(cè)的地理信息管理技術(shù)兩個(gè)方面著手，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：線狀地物 勘測(cè)技術(shù) 精準(zhǔn)定位 地理信息管理

中圖分類(lèi)號(hào)：P2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（c）-0051-01

1 線狀地物勘測(cè)的定位技術(shù)

1.1 精密單點(diǎn)定位技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

利用IGS（international GNSS service）提供或自行計(jì)算的全球定位系統(tǒng)（global positioning system，GPS）衛(wèi)星的精密軌道和時(shí)鐘差，使用者只需要利用GPS雙頻接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)（含非差分的虛擬距離與載波相位觀勘測(cè)），在線狀地物區(qū)域任意位置都可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)的或后級(jí)處理的高精度定位，這種定位方法稱為精密單點(diǎn)定位（PPP）。相對(duì)定位是指最少需要兩部接收機(jī)，其中一部接收機(jī)，安置在參考站（reference，其坐標(biāo)已知）；另外一部接收機(jī)，安置在活動(dòng)站上（rover，其坐標(biāo)待測(cè)）。精密單點(diǎn)定位（PPP）與相對(duì)定位最大的區(qū)別，在于PPP必須處理衛(wèi)星時(shí)鐘差與接收機(jī)時(shí)鐘差。在相對(duì)定位方面，則至少需要兩部接收機(jī)同時(shí)收集數(shù)顆GPS衛(wèi)星觀勘測(cè)，并采取二次差分方式，將衛(wèi)星時(shí)鐘差與接收機(jī)時(shí)鐘差消除掉。在PPP方面，只需要一部接收機(jī)收集GPS衛(wèi)星觀勘測(cè)即可；然而，其無(wú)法利用二次差分方式消除系統(tǒng)誤差。所以，為了處理衛(wèi)星時(shí)鐘差，PPP采用IGS分布全球的GPS觀測(cè)站資料求解的精密衛(wèi)星時(shí)鐘差加以改正。至于接收機(jī)時(shí)鐘差方面，PPP則將其視為未知參數(shù)，以最小二乘平差法，在求解點(diǎn)位坐標(biāo)時(shí)一并解算。因此，PPP只需要單一測(cè)站的GPS資料，就可以求得精密的測(cè)站點(diǎn)位坐標(biāo)。

1.2 精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用的修正模型

精密單點(diǎn)定位除了必須顧及模型中各項(xiàng)參數(shù)外，還需進(jìn)行下列改正：天線相位中心偏差改正、地球自轉(zhuǎn)改正、固體潮改正、海潮改正等。天線相位中心偏差改正：精密衛(wèi)星軌道所提供的是衛(wèi)星質(zhì)量中心在空間的位置，而測(cè)距時(shí)測(cè)定的是從衛(wèi)星發(fā)射天線的相位中心到接收機(jī)天線相位中心之間的距離。因此，必須對(duì)衛(wèi)星質(zhì)量中心與發(fā)射天線相位中心之間的偏差進(jìn)行改正。同樣，接收機(jī)天線的相位中心與它的幾何中心一般也不一致。天線定心時(shí)是以幾何中心為依據(jù)的，而定位時(shí)確定的是以天線相位中心的位置。所以定位時(shí)也必須顧及相位中心和幾何中心間的偏差。地球自轉(zhuǎn)改正：在地心地固坐標(biāo)系中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，還必須進(jìn)行地球自轉(zhuǎn)改正。固體潮改正：在月球和太陽(yáng)的萬(wàn)有引力作用下，彈性地球表面將產(chǎn)生周期性的變化。對(duì)精密單點(diǎn)定位的單日解而言，雖然周期性誤差基本上可以消除，但是殘差影響在水平方向可達(dá)5 cm，在垂直方向可達(dá)2 cm，因此，必須加以改正。海潮改正：海潮改正比固體潮要小一個(gè)等級(jí)。

1.3 線狀地物勘測(cè)中精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用展望

精密單點(diǎn)定位已經(jīng)在線狀地物的控制測(cè)量中得到了實(shí)際的應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些相關(guān)的軟件或者在軟件中增加了精密單點(diǎn)定位功能，如美國(guó)JPL的GIPSY/OASIS II軟件，加拿大卡爾加里大學(xué)的P3軟件，瑞士的BERNESE 4.2軟件中也增加了精密單點(diǎn)定位功能。國(guó)內(nèi)如武漢大學(xué)張小紅博士的Trip軟件等。目前，加拿大的自然資源部（NRCan）開(kāi)始提供給用戶在線精密單點(diǎn)定位解算服務(wù)。相比RTK技術(shù)，精密單點(diǎn)定位技術(shù)顯示了很大的靈活方便性。不需要建立高等級(jí)控制點(diǎn)，也不需建立基站，各個(gè)測(cè)站之間的距離可以很長(zhǎng)。在任意地區(qū)就可進(jìn)行高精度的點(diǎn)位測(cè)量和地形圖測(cè)繪。在大范圍變形監(jiān)測(cè)中，由于其不像差分定位那樣要進(jìn)行基線解算，其點(diǎn)位精度不受其他點(diǎn)位的影響，可得到其在統(tǒng)一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)移動(dòng)量。另外，由于精密單點(diǎn)定位技術(shù)提供的成果是ITRF坐標(biāo)，在大多數(shù)情況下，可視為與WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)等同，這與我國(guó)的西安80坐標(biāo)系和北京54坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換會(huì)非常方便。

2 線狀地物勘測(cè)的地理信息管理技術(shù)

2.1 技術(shù)應(yīng)用與系統(tǒng)構(gòu)成

勘測(cè)信息管理資料庫(kù)系統(tǒng)大致上可分為管理信息系統(tǒng)（Management Information System，MIS）與地理信息系統(tǒng)兩大部分，前者為管理資料庫(kù)，后者為管理相關(guān)地理空間信息。地理信息系統(tǒng)是一門(mén)科技整合下的科學(xué)，其可進(jìn)行系統(tǒng)資料的獲取、儲(chǔ)藏、復(fù)原、分析、圖形展現(xiàn)與空間資料等，并以電腦為基礎(chǔ)，進(jìn)行空間資料的建立、存取、管理、分析、輸出及展示，且可依據(jù)不同的決策環(huán)境及目的，在線狀地物的勘測(cè)中發(fā)揮著重要作用。在線狀地物的勘測(cè)中，地理信息管理系統(tǒng)應(yīng)包括以下6項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容：線狀地物基礎(chǔ)信息圖庫(kù)和線狀地物信息圖庫(kù)；線狀地物空間數(shù)據(jù)格式和圖式圖例標(biāo)準(zhǔn)；較為完備的線狀地物地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)框架；線狀地物樁號(hào)編碼管理模式，實(shí)現(xiàn)樁號(hào)和線狀地物信息的雙向快速查詢，提高信息查詢效率；分級(jí)用戶分級(jí)功能管理編制的專用線狀地物數(shù)字信息管理平臺(tái)，包括工程信息管理、線狀地物環(huán)境管理和線狀地物變化管理3個(gè)子系統(tǒng)；線狀地物地理信息管理系統(tǒng)，包括收集和整理相關(guān)資料、建立動(dòng)態(tài)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、構(gòu)建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和信息模式及編制信息管理專用平臺(tái)等。

2.2 系統(tǒng)建設(shè)

一是就硬件而言，目前難度較低的線狀地物勘測(cè)，將全部信息存放在普通的個(gè)人電腦中已足夠使用，且不致造成極大的問(wèn)題。但對(duì)于難度較高的線狀地物勘測(cè)而言，則需要配置較高等級(jí)的GIS管理系統(tǒng)軟件，這也會(huì)帶來(lái)使用上的難度。就目前的GIS操作來(lái)說(shuō)，其最有效率的操作環(huán)境仍會(huì)受到勘測(cè)層級(jí)、資料庫(kù)大小與屬性資料多少、資料管理方式擬定、使用者數(shù)量、電腦設(shè)備，以及軟件需求等因素的影響，最后的決策將根據(jù)視其勘測(cè)者的選擇，來(lái)有效運(yùn)用GIS技術(shù)來(lái)整合內(nèi)部的資料。

二是以軟件來(lái)說(shuō)，由于GIS操作的高度復(fù)雜性，使用者界面應(yīng)該盡可能的清晰、精致、簡(jiǎn)潔、直接，并且其指令的輸入以及操作方式應(yīng)采用下拉式菜單或是對(duì)話框及鼠標(biāo)按鍵予以輔助。就GIS軟件功能來(lái)說(shuō)，大致上可分為五類(lèi)。一是圖形資料制作與編修：傳統(tǒng)的圖形資料制作，均以人工繪制方式編制，不僅常出現(xiàn)錯(cuò)誤、耗時(shí)且不易修改，以至于漸漸由電腦所取代。但將圖紙數(shù)字化成電腦檔案仍是一件相當(dāng)費(fèi)時(shí)且費(fèi)力的工作，而這項(xiàng)工作也是GIS建置中的重要部分。二是資料庫(kù)管理：早期的圖形資料管理，往往是使用各種的圖紙，以至于一段時(shí)間后，常會(huì)面臨紙張多而雜亂，無(wú)法輕松地做有效率的搜尋或查閱，并且需要占據(jù)空間來(lái)做擺放位置。使用GIS系統(tǒng)可以有效的運(yùn)用資料庫(kù)管理技術(shù)，進(jìn)行多方位的整合性。三是查詢與顯示：對(duì)于GIS的圖形展示，是最基本的一項(xiàng)功能。該項(xiàng)功能可以顯示出平面甚至是立體的圖形，且可與資料庫(kù)相互連結(jié)，進(jìn)行多重條件且重復(fù)查詢的動(dòng)作。四是決策與分析：借助GIS分析功能，可以利用資料庫(kù)做各種數(shù)據(jù)的分析及決策（如統(tǒng)計(jì)回歸分析），并且可將其結(jié)果以立體空間來(lái)進(jìn)行展示。

參考文獻(xiàn)

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