四川拓圖偉業(yè)測繪科技有限公司
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閱讀：854發(fā)布時間：2021-9-23
當今地理信息系統(tǒng)（GIS）在我國的各行各業(yè)得到迅速的發(fā)展，如：城市規(guī)劃、土地管理、通訊設施管理、公用事業(yè)、交通、電力、環(huán)保、石油、林業(yè)等諸多行業(yè)或系統(tǒng)。在這些行業(yè)中，GIS 提供了空間數(shù)據(jù)的采集、存貯、管理、操作及統(tǒng)計匯總和報告以幫助決策。說到底，GIS 是通過地理空間數(shù)據(jù)的一系列操作來幫助人們更好地管好地理現(xiàn)實世界的。地理空間數(shù)據(jù)是GIS 的血液。采集信息以生成GIS 基礎數(shù)據(jù)是一件艱巨且耗資巨大的工作，它已成為GIS 數(shù)據(jù)采集、維護、更新的瓶頸。定位系統(tǒng)（GPS）作為一種當前的定位工具正迅速成為GIS 產(chǎn)業(yè)十分重要的數(shù)據(jù)采集工具。近幾年來，GIS 型GPS 接收機用于采集地面上的位置數(shù)據(jù)及詳細的屬性信息正日益發(fā)展，尤其是電力、煤氣、自來水、通訊等市政部門及森林、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等政府管理部門，在建立各自的專業(yè)化GIS 系統(tǒng)時越來越覺得利用GPS 采集GIS 數(shù)據(jù)是、最迅速的手段。
GPS‐RTK 與GIS 數(shù)據(jù)采集
在測繪行業(yè)，目前國內(nèi)GPS 技術主要應用于控制測量，在GIS 數(shù)據(jù)采集中的使用尚未普遍。究其原因，除了傳統(tǒng)觀念上的制約外，GPS 測量與GIS 數(shù)據(jù)采集在技術上還存在一些區(qū)別。根據(jù)GIS 數(shù)據(jù)的不同等級要求選取GPS 作業(yè)模式，GIS 的數(shù)據(jù)采集還包括屬性數(shù)據(jù)的采集。
1、GPS 作業(yè)模式
GPS 采集GIS 數(shù)據(jù)時一定要讓GPS 定位精度與GIS 制圖精度相匹配。GIS 的制圖精度指GIS 空間數(shù)據(jù)所對應的實際地物的位置精度。GIS 空間數(shù)據(jù)表示地物的詳細程度，一般與GIS的比例尺及GIS 的設計應用要求相關。GPS 定位精度及定位模式多種多樣，下表顯示了匹配GIS 數(shù)據(jù)的GPS 處理模式。
注：圖表認為GIS 數(shù)據(jù)庫中的制圖誤差是它對應比例尺水平的0.5mm。此圖僅作為指導，對于許多專門應用，需要遵循GIS 數(shù)據(jù)庫所要求的精度。
綜合考慮GIS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量與作業(yè)效率，動態(tài)GPS 測量無疑是的作業(yè)方式。動態(tài)GPS 測量一般包括3 種方式：①單機定位；②事后差分；③實時差分（RTD/RTK）。
①單機定位
單機定位對GPS 接收機的從手持式導航型到雙頻大地測量型都可以實現(xiàn)。手持式導航型GPS 接收機的價格相對較低，操作簡單，但定位精度較低，SA 關閉情況下，一般在20m 左右，通過點位平均能稍有提高。單機定位方式適用于對精度要求不高的國土資源、林業(yè)調(diào)查等應用。我們在2000 年西部退耕還林還草調(diào)查工作中便采用了這種方式。
②事后差分定位
事后差分定位對GPS 接收機的要求是能輸出偽距原始觀測值，這一點目前我國測繪單位所擁有的測量型接收機都能滿足。作業(yè)時要求至少有一個坐標已知的基準站，一個或多個流動站進行數(shù)據(jù)采集。內(nèi)業(yè)對基準站、流動站數(shù)據(jù)進行聯(lián)合處理，得到定位結果，根據(jù)我們的試驗結果，其精度優(yōu)于5m 甚至更好。這種方式的優(yōu)點是對接收機的要求不高，精度能滿
足1:5 萬乃至1:2.5 萬比例尺的要求，其缺點是野外作業(yè)時需要設置基準站，結果的實時性差。事后差分定位方式適用于對精度有一定的要求，使用一般的測量型接收機、實時性要求不是很高的應用。國家在全國1:5 萬數(shù)據(jù)庫交通層數(shù)據(jù)采集中就采用了這種方式。
③實時動態(tài)定位
實時差分(RTD)或?qū)崟r動態(tài)(RTK)定位對接收機的要求相對較高:一方面需要接收機對RTD/RTK 功能的支持，另一方面需要額外的數(shù)據(jù)鏈設備。RTD 的精度與事后差分的精度相當，RTK 的精度可以達到厘米級。二者在作業(yè)時都需要基準站，在于實時性，可以在野外得到定位結果乃至成圖；設備較貴、數(shù)據(jù)鏈對環(huán)境的要求是限制其應用的主要因素。RTD/RTK 適用于實時性要求較高或工期要求較緊的應用，其中RTK 更適用于大比例尺應用。RTK在GIS 數(shù)據(jù)采集中具有無比*性。
2、GPS‐RTK 應用于屬性數(shù)據(jù)采集
GPS 提供了準確而可靠的地理位置，而GIS 數(shù)據(jù)是帶屬性的空間數(shù)據(jù)。例如：GIS 采集一條道路就包括了該路的一系列點的空間坐標及該道路的屬性信息—表明它為道路及相應信息（如路寬、等級等），GPS 只在外業(yè)采集到這條道路的一系列離散點的空間坐標。要想讓這些點連成道路并知道其屬性信息，必須在外業(yè)采集這些離散點時加以說明和描述。這就是數(shù)據(jù)字典的功能。不同的地物有不同的屬性項，不同的屬性項又有不同的存儲顯示方式，如道路的屬性項有名稱、類型、級別、鋪設材料、路寬等，而橋梁的屬性項包括名稱、寬度、載重等。道路和橋梁在地圖上分別采用不同的符號標示。一個好的外業(yè)采集軟件不僅應該能夠兼容不同地物的不同屬性，而且應該站在簡單實用的角度，方便用戶調(diào)用和擴展。例如：LandTour 軟件在GIS 數(shù)據(jù)采集中顯示了明顯優(yōu)于其他品牌采集軟件的優(yōu)勢。對數(shù)據(jù)分圖層管理、靈活的屬性編輯、專業(yè)化的圖形顯示，支持調(diào)用預先編輯好的數(shù)據(jù)模板等等。
當外業(yè)采集完GIS 的位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以后，就要回到室內(nèi)進行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。獲取的數(shù)據(jù)最終要加入到GIS 系統(tǒng)中，這就要求數(shù)據(jù)格式與平臺數(shù)據(jù)庫兼容，利于數(shù)據(jù)的存儲和管理。
GPS‐RTK 應用于GIS 的案例分析
目前RTK 技術在GIS 數(shù)據(jù)采集中的應用主要有以下幾個方面：GIS 空間基礎數(shù)據(jù)的采集；地形數(shù)據(jù)的局部修測；公路數(shù)據(jù)的采集與更新；邊界數(shù)據(jù)的采集與更新；周期性數(shù)據(jù)的采集；為GIS 提供實時定位信息等。下面闡述RTK 應用較多的公路測量放樣和電力線勘測方面。
在公路數(shù)據(jù)采集與更新，有關公路尤其是高級公路的數(shù)據(jù)，包括公路橫斷面和縱斷面以及中心線等數(shù)據(jù)。GPSRTK 技術非常適合于公路信息的采集工作。橫斷面測量一般每隔一定的間隔采集一個數(shù)據(jù)。公路縱斷面數(shù)據(jù)信息的采集，一般沿公路的左邊線、右邊線和中心線連續(xù)地采集斷面點的坐標信息，如果應用傳統(tǒng)的采集方法，需沿著公路斷面線每隔20m 采測一個點。與之相比，RTK 技術應用于GIS 采集的一個明顯的優(yōu)勢是它能以更高的采樣密度采集斷面點的平面坐標和高程信息，并以GIS 數(shù)據(jù)的形式進行組織管理數(shù)據(jù)，從而可以獲得更為逼真的公路斷面圖。
目前，亞米級的GIS 型GPS 接收機在電力巡檢中的應用越來越多，但是，在電力勘測和施工測量中，對測量精度要求較高，RTK 厘米級GPS 接收機則發(fā)揮了很好的效果。地物點的標識是靠點名來區(qū)分的。命名規(guī)則本身復雜，而且不同的內(nèi)業(yè)處理軟件命名標準不一致，無疑給外業(yè)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯處理帶來了很多繁瑣的工作。GIS 對點、線、面的分層存儲和顯示方式、屬性數(shù)據(jù)記錄方式，可以用來方便地進行電力數(shù)據(jù)采集，GIS 數(shù)據(jù)格式的多樣性可以靈活地轉(zhuǎn)換為內(nèi)業(yè)平臺需要的各種格式。
GPSRTK 提供了一種極為重要的實時、動態(tài)、精確獲取空間數(shù)據(jù)的方法，是GIS 的重要數(shù)據(jù)源，GPS 大大地拓展了GIS 的應用領域和應用方式。隨著數(shù)據(jù)傳輸設備性能和可靠性的不斷*和提高，虛擬參考站等RTK 關鍵技術的發(fā)展、數(shù)據(jù)處理軟件功能的增強，GIS 對空間數(shù)據(jù)存儲、顯示和處理、應用的優(yōu)勢，將會被越來越多的領域所采納。
信息標題：GPS-RTK在GIS中的應用
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