对地域的许多应用来说,地形测绘图是少不了的。通常对大范围地域采用摄影测量法最经济,其它的方法,如常规的工程测量技术,尽管可以制作出精确的地图,但其在时间和人力上的消耗相当大。

目前适用的新技术包括遥控总测站、GPS(全球定位系统)以及与GPS相联接的激光系统。

一种复频GPS接收器据称具有精确的动态功能,能从正在移动着的车辆中获得该车的精确位置信息。

佐治亚州立大学生物及农业工程系进行的一项近期研究,旨在评价将这种GPS系统用于制作精确的地形测绘图的可能性。

该项研究的主要目标是试图确定:具有实时差动修正功能的动态复频高精度GPS接收器,是否能够收集用于制作地形测绘图所需的地表三维定位数据。具体实施就是让装有一根GPS天线的行驶于地表的车辆用最短的时间获得最精确的数据。作为对照,安排了一项传统的精确数据搜集实验,即用装在三脚架上的天线,以“停-走”方式收集数据。

为了配合这项研究工作,特选用了佐治亚州立大学植物科学系农场的一块修整过的草地。

试验者通常需要在相对靠近试验地处设一基站,以求得到尽可能高的精度。

此次试验用的GPS接收器实际上是9通道的L1和12传感器,依不同之用途,可提供6种测量模式。

用于此项研究工作的三种野外数据收集模式是:

· 具有后处理差动修正功能的快速静态方式。它能随机地在某块地域搜集10个真误差点的数据,这种模式在一个点上需要3~5秒的数据搜集时间,而且结果是平均值。

· 具有后处理差动修正功能的“停一走”模式。该模式由以下两部分组成:快速静态初始测量,以及在一系列点上的数据收集,每点需要4秒时间。

· 借助于置有GPS天线的车辆收集数据的、具有实时差动修正功能的动态方式。对于这种动态测量模式,天线要固定在位于牵引车顶上的磁基上。

实时差动修正的主要优点是:操作者始终可以知道软件是否能够解决那些含糊不清、模棱两可的数据信息,而不是坐等后处理结果。

野外操作对于收集地形测绘图数据是重要的,需要关注的是要用多少点及其定位何在。

测量人员的惯常步骤是先划出野外方格,并且把数据点设置在每个方格的交叉点上。然而不可忽略的是,如果那野外处有沟渠、斜坡、凹地或小山,就需要较多的数据点。

如是斜坡,则需要在其顶部及其每一个坡底布点。沟渠也相似,要沿着其岸滩,从上至下布点。这些点通常被称为断开线,有助于详细描绘地形。

为了省时和节约费用,通常的测量步骤趋向于收集较少的数据点,在这种情况下,要绘制出高质量的地形图,对测量人员的判断能力要求就很高。

此次佐治亚州立大学研究的目的在于从采集的数据尽可能地消除过多的人为判断因素,通过在野外草皮上划割大约3米(9.9英尺)方格的办法来实现这一点。

使用“停一走”模式采集每个方格点上的数据,同时附带了野外处二条沟渠。接着又使用装有天线的牵引车的动态模式,以约2秒前移3米作为一个数据间隔来计算牵引车的速度。

来自牵引车和基站的数据输入计算机。当使用实时差动修正的时候,只需输人来自牵引车的数据。

画轮廓的软件允许使用者设置大量参数以计算常用于制作地图轮廓的数字地形模型(DTM)。在这项研究工作中的全部地图都采用了同样的DTM参数。

在计算DM之后,软件找出了在每个真误差点位置上的地表高度,然后计算所有真误差点在真误差点高度和轮廓表面高度之间的标准误差离差。

这项研究推测,因为快速静态技术提供了比其它技术更为精确的位置和高度的信息,寻找真误差点的快速静态技术能够被用作为一种标准。

[Resource,1997年5月]