GPS 测绘技术在测绘工程中的有效应用

2023-04-15陈飞

大科技 2023年12期

陈飞

（贵州省第三测绘院，贵州贵阳 550004）

0 引言

无论是地质矿产开发，还是城市规划与建设，都需要应用到工程测绘。而想要有效保障测绘工程的质量，就需要选择科学合理的测绘方式，加强对以GPS 为代表的数字化测绘技术的应用。只有这样，才能提升测绘工作开展的效率，确保测绘结果的精准度，从而进一步推动城市规划以及工程建设的开展。

1 GPS 测绘技术与测绘工程的相关概述

1.1 GPS 测绘技术的应用原理

GPS 测绘技术的实现主要是借助于卫星定位来展开的，其优势是能够为工程建设的开展提供更为精准的测绘数据，在测绘中受外界因素的影响也比较小。总的来说，GPS 测绘技术可以分为三大部分，首先是空间部分，指的是GPS 卫星星座；其次是地面部分，指的是地面控制系统；最后是用户设备，指的是GPS 信号接收设备。通过对GPS 测绘技术的应用，能够更为轻松地完成地形测量工作，提高测量数据的精准性，进而保证整个工程建设的质量。在应用过程中，由于能够实现自动定位，因此自动化水平比较高，整个数据采集的过程也比较短，所以使工程测绘作业的效率得到了很大的提升。在对测绘站点进行选择的过程中，必须要确保其视野的开阔，否则测绘工作的质量就很难得到有效保障。并且，最终的测量结果也并不是仅仅依靠一次的测量而得出，往往需要对其测量多次，这样才能进一步确保最终结果的准确性[1]。

1.2 GPS 测绘技术的重要性

GPS 测绘技术不仅拥有着十分广泛的应用领域，而且还能通过与计算机技术的结合，完成很多大型的研究工作。所以从某种程度上来说，GPS 测绘技术是综合性十分强的集合体，包括了卫星定位技术、计算机技术、软件开发技术，以及其他高新科技。也正是如此，使得GPS 测绘技术在数据采集、统计分析和信息展示等领域都展现出了非常强大的优越性，对地质学、测绘学，以及许多专业领域的研究与开发都产生了很大的促进效果。而且，通过对空间模式的构建和分析，也可以推动工程领域的开发，特别是可以提高工程测量作业的质量和准确度，以便更有效地保证工程建设效率。

1.3 地形测绘工作内容

地形测绘工作的开展实际上就是将某一区域作为工作范围，然后对其范围内的地理信息进行测绘。具体来说，如区域内的坐标、高程等信息的测绘；交通路线、建筑以及水利基础设施的测绘等。然后再将测绘、采集、分析出的数据信息进行整理与统计，从而使其形成一份更加完整的数据资料，这样就能为其后来的工程建设提供更为可靠的依据。如今随着科学技术的不断发展，过去传统的测绘技术逐渐在许多方面暴露出弊端，也很难满足现代地形测绘工作的新要求，取而代之的是许多新兴的测绘技术，如GIS、GPS 等数字化的测绘技术。通过对这些新兴测绘技术的有效使用，不仅能够极大地提升测绘结果的准确性，而且还能帮助测绘人员更为全面地了解区域内的地理信息情况，为工程建设以及土地资源的开发奠定可靠的数据基础[2]。并且，在对数字化测绘技术进行使用的过程中，还有效降低外界环境因素对测绘工作的影响，测绘人员可以基于现场实际情况，选择相适应的地质测绘技术，这样就能极大地简化其工作内容，缓解工作人员的测绘压力。下面是对主要地形测绘工作内容的介绍。

1.3.1 测量控制点的测绘

在对地形图进行测绘以及进行施工放样的过程中，必须提前完成对测量控制点的测绘，并确保在地形图上进行精准表示。如不同等级的平面控制点、水准点、导线点等，在对上述控制点进行测绘时需严格按照规定符号进行表示。

1.3.2 交通要素的测绘

（1）在对道路及其附属设施展开测绘时，测绘图上需完整反映出每一条道路的等级以及种类，并将道路与其附属设施的关系进行阐明。此外，还需要对道路与道路间的相交关系等要素进行正确处理。

（2）在对道路交叉处以及桥面进行表示时，应当对其高程进行标注。对于铁路曲线段，则需要对其内侧轨顶高程进行测量，并将隧道以及涵洞的应测注底面的高程进行标注。

（3）在对公路以及双线道路进行测绘时，需要在图上表示出一定比例下的实宽，国道则需要标明路线编号。

1.3.3 水系要素的测绘

在对江、河、湖等水系以及水利设施进行测绘时，需对其名称进行标注，同时还需要表示出水流方向。如果需要对水深进行测绘，则可以用水下等高线与等深线进行合理表示[3]。

1.3.4 管线要素的测绘

（1）在对永久性的电力线、电信线展开测绘时，需要对铁塔位置、电杆位置进行实地测量，当多个线路重合时，只需表示出主要的线路即可。

（2）无论是地面上的管线、架空的管线还是有管堤的管道都需要实地进行测量，并用相应的符号进行表示，特殊情况还需对传输的物质进行标注。

2 GPS 工程测绘技术的发展特点

2.1 测绘信息十分丰富

在过去早期的测绘工程开展过程中，受科学技术的限制，所使用到的测绘手段与测绘设备比较简陋，因此只能对一些较为简单的数据参数进行测量，在测量的整体范围、测量结果的准确性等方面都存在着严重的不足。并且，在对数据信息进行采集的过程中，采集渠道与手段也十分有限，所以最终得出的数据结果比较单一，准确性也很难得到有效保障。而随着GPS 工程测绘技术的引入与应用，过去这些限制性的问题都得到了较为理想的解决，测量范围得到了很大的扩展、测绘结果的准确性也得到了很大的提高，所能够观测到的元素也变得越来越丰富，如今已经实现了立体化的测量。

2.2 测图更为精细

在将GPS 测绘技术引入测绘工程中之后，除了能够直接提升测绘数据的准确度以外，对于整个测绘工程综合效率的提升也带来了很大的帮助。例如，与过去早期的测绘方式相比，GPS 测绘技术的应用能够有效降低数据出现错误的概率，数据误差也逐渐得到了缩小，这就会给整个工程的建设提供更为精确、更为丰富的数据参考，提高工程建设的质量。

2.3 测绘工作更加自动化

在过去早期的测绘工作开展中，很多环节都需要由人工来完成。而通过对GPS 测绘技术的应用，则能将很多环节的工作交由计算机、信息软件来进行处理，加之GPS 技术本就具有很强的自动化特点，这就使得很多工作环节已经不需要由人工来完成，整个测绘过程的自动化程度得到了很大的提升，有效避免了人工作业误差的出现，使整个测绘工作的精确度得到了进一步的保障。

2.4 操作更为简单

通过对GPS 测绘技术以及其他计算机技术、信息软件、制图软件的应用，使得整个测绘过程的操作变得更为简单，很多工作内容都得到了极大的简化。例如，通过对部分计算机软件的应用，操作人员只需要通过计算机下达一定的指令，其软件就会根据所输入的参数进行自动化的处理，不仅使整个工作过程中变得更为轻松，也有效降低了人工操作中可能存在的误差。

3 GPS 测绘技术的应用

GPS 测绘技术的应用，不仅能够实现对测绘空间内数据信息的有效采集，而且通过与其他计算机软件技术的结合应用，还能完成对数据信息的有效管理与储存、数据信息自动化的分析与处理以及数据智能化的显示等。因此将其应用到测绘工程中来，不仅能够大大提升测绘结果的准确性，而且还能提升整个工作过程的自动化程度，促进测绘作业工作效率与工作质量的不断提高。下面是对GPS 测绘技术在测绘工程中应用的具体介绍。

3.1 准确定位，实现数据信息的采集

一般在进行工程测绘的过程中，往往需要对大量复杂的地理信息数据进行采集，如果是使用过去传统的信息数据采集方式，不仅会给工作人员带来许多的工作负担，而且还需要投入更多的人力成本与时间成本，这样才能对其所测绘数据的精准性进行保证。除此之外，测绘人员还必须保持高度的责任感，对每一步的测绘任务进行不断的规范。并且，在采用传统的测绘方式时，测绘人员还需要对当地的天气、环境等干扰因素进行综合的考虑，这样才能使其数据的准确性得到有效的保证，因此其工作内容与程序都十分复杂。

而随着GPS 技术的应用，只需要做好定位工作，就能实现对其参数信息的采集，有效简化了工程测绘作业的工作内容。具体来说，测绘人员只需要对测量点进行科学的选择，借助于测量设备就能实现对GPS 技术功能的充分发挥，实现对数据信息的准确采集。在这一过程中，能够极大地缩短采集时间、提高其数据信息采集效率与采集质量，从而为前期工程的建设提供可靠的数据支持。

3.2 数据信息分析与处理

在工程测绘作业开展过程中，通过GPS 测绘技术得到相应的数据信息之后，还需要对所收集到的数据信息进行预处理，从而将原始的观测数据转化为坐标与网络，对所测绘地区的地形地貌特征进行全面的展示，使其变得更为直观。具体来说，在对原始观测数据进行处理的过程中，需要将多次观测得出的数据进行综合对比，对其中的基线向量进行计算，从而得出更为准确的结果。这样一来，借助于GPS 测绘技术，不仅能够降低工程测绘环节的人力与财力支出，还能实现对所测的数据信息的高效利用，使整个工程更为顺利地开展。

在对所收集到的数据进行处理的过程中，往往需要确定具体的三大地理特征：属性特征、空间特征、时间特征。以城市工程地形测绘作业为例，往往需要确定主要的城市建筑与城市设施，如标志性的建筑物、城市的道路，以及具体的属性特征。其中，客观属性特征包括了道路的名称、道路的走向，以及交叉路口的形状等；主观属性特征则包括了道路的交通量等数据。借助于GPS 测绘技术的应用，不仅能够提升上述这些数据测量的准确性，而且与计算机软件配合进行使用，还能通过可视化的图像对具体的数据信息进行说明，甚至还能对所测绘城市的道路以及建筑特征进行全面的展示，使其变得更为直观[4]。

3.3 数据信息的显示与输出

在对GPS 测绘技术所收集到的数据信息进行处理与分析的过程中，通过对CASS 软件的应用，能够进一步提升数据的精准性。所以在数据信息的显示与输出环节中，能够在很大程度上降低用户在分析过程中所出现的错误，从而实现极度精确的信息显示与输出。

3.4 城市地下管线测绘

在利用GPS 对城市地下管线进行测绘的过程中，很多方面的因素都可能会对GPS 测绘技术的应用产生限制，如测量区域内的地理环境，天气情况等。在对城市地下管线进行测量的过程中，由于楼宇较多很容易对卫星信号造成遮挡，从而可能出现假值现象。同时，城市内还存在着很多高频信号源以及复杂的建筑，这些都会对信号传输形成影响，导致测绘作业的精度以及半径减弱。此外，在白天中午时期，电离层也会对GPS 测绘作业产生干扰，导致卫星信号难以保持稳定。因此在对城市地下管线展开测量时，必须对城市内的建筑展开更为全面的调查，并把控好天气变化的情况。为有效减小测绘过程中的误差，可以在点位选择过程中选取开阔地形，在基站架设过程中对天线高认真进行量取，并不断进行校正[5]。

3.5 工程变形监测

在对一些大型的建筑工程进行施工的过程中，往往会因为一些人为因素与地质因素而导致工程出现变形的情况，如果这一问题未能及时发现，就会严重威胁到整个建筑施工的安全与质量。而通过对GPS 测绘技术的应用，则能对建筑工程变形情况进行有效的监测，通过三维技术原理了解到建筑工程所存在的问题，从而制定出科学有效的补救措施。具体来说，例如，在借助GPS 测绘技术对大坝进行变形监测的过程中，只需要在坝体上安装信息接收设备，就能借助计算机实现对其偏移量以及变形量的合理计算，从而及时了解到工程所存在的安全问题与质量隐患，做到及时的补救。