手持GPS在水利普查中的应用探析

摘　要：本文主要对水利普查的内容和手持GPS的特点进行了分析，并探讨了手持GPS在水利普查中的应用。

关键词：手持GPS 水利普查 应用
前言
　　手持GPS，指全球移动定位系统，是以移动互联网为支撑.以GPS智能手机 为终端的GIS系统，是继桌面之后又一新的技术热点，移动定位.移动MIS.移动办公等越来越成为企业或个人的迫切需求，移动GIS就是其中的集中代表，使得随时随地获取信息变得轻松自如。它包括空间数据库.GIS服务器.瓦片服务器.GIS客户端等。在移动互联网.WEB服务的大环境下，为了便于数据和应用的聚合集成，迫切需要行业标准来统一接口，实现各个系统或模块的互联互通。
一、水利普查的内容
　　水利普查分以下4个阶段进行：前期准备阶段.清查登记阶段.填表上报阶段.成果发布阶段。在清查登记的过程中，涉及到外业调查．外业调查主要内容包括：调查河流湖泊的类型.数量.流域面积.位置及其分布；调查河流湖泊岸线的长度.分布；调查河流水文特征.类型和分布；调查河流湖泊的使用现状.水资源灾害.调查水资源利用和水资源可再生利用等4个方面 河流湖泊范围大.涉及面广，同步性强的特点和其调查方法对测量手段提出的要求决定了当前河流湖泊普查的最优数据采集与定位方法必然是GPS卫星定位技术和遥感技术相结合的方式。
　　对于有居民的河流湖泊区域：
1.对河流湖泊的沿岸线进行沿岸踏勘与填图测量，尤其要用GPS进行沿岸观测点与特征点的高精度定位静态（含快速静态）测量，以满足遥感影像验证.定位校正和几何配准的规范要求。
2.用RTK系统配合测深仪进行水上和沿岸地形地貌的高精度测量，和水深的确定。
3.用DGPS定位手段进行河流湖泊的类型分布和水资源情况调查。
　　对于无居民的河流湖泊区域：
1.对于一般性无居民河流湖泊区域，在遥感的基础上进行现场的踏勘填图，采用DGPS对沿岸地物特征点.典型类型及界线.开发活动情况进行高精度定位，并满足遥感影像验证.定位校正和几何配准的规范要求。
2.对于专项性无居民的流域除完成沿程勘测和填图外还要求对特征基点进行DGPS测量及标记。
二、手持GPS的特点
1.操作简单
　　不同于RTK，手持GPS不需要每天架设基准站， 甚至不需要每天进行校正．单机操作，软件容易入手，原理容易理解，操作出现错误也容易查找原因，方便
及时做出更正.
2.应用领域广
　　不仅能用于水利普查，还适用于水利工程建设和水利设施勘察。
3. 可扩展性强，可供第三方软件开发
　　手持GPS可用于多种GIS行业．那么就需要不同用途的GIS软件，而手持GPS本身具有的可扩展性和智能性，能为各种GIS行业软件开发者提供所需的良 好硬件设备以及数据接人端口。
4.轻便.实用
　　众所周知，RTK需要架设基准站和电台．水利作业工作环境复杂．复杂沉重的设备无疑增加了外业人员的负担，而使用手持GPS，能为外业人员带来很多方便。
5.采购成本低
　　一台手持GPS设备价格一般不到1台RTK价格的 50％。
6.其他特点
　　(1)手持GPS对应的测量软件，可支持多种数据导出，大大方便业内处理，手持GPS测量结果数据导出。（2)手持GPS还可以导人GIS软件处理好的各种格式的影像图，等等常见格式室。
　　运用手持GPS，能对不规则的待测区域及较大区域的面积，通过航测和采集特征点测量面积的方法来测量，沿着运行线路画出一条轨迹，从而计算出该轨迹范围区域的面积。提供坐标，实现水域面积测量成果可视化。在GIS地图上数字化可视化显示.编辑，一次测量成果满足规划.防洪决策.工程管理等多项目标需求，充分体现“一物多用．成本节约”的理念。
三、手持GPS在水利普查中的应用
1.连接CORS站
　　现在，大多数城市或区域都建立有城市连续运行参考站网络CORS系统，当处于这些CORS的服务区域时，如使用者所在位置与CORS的距离在300km以内，使用手持GPS含有的内置GPRS网络模块，放入普通的手机卡，既可连接最近的城市连续运行参考站CORS系统，既可以实时动态的达到小于1米的定位精度，这样，完全满足水利普查中的经纬度位置填图精度要求。
星站差分定位可达到1—3米（与区域相关）
　　若是普查区域所在地附近，无连续运行参考站CORS可用，尤其是在一些山区.人烟稀少或经济欠发达区域，CORS站点稀少，普查工作者无较近或满足距离的CORS站可用。尤其一些区域，GPRS信号较为微弱，不方便连接CORS进行定位精度的提高或保证。这时，GPS提供自动接入SBAS星站差分卫星的功能，只需要单机开机，在中国中.东部可以自动接入SBAS的差分信号，使得平面位置的定位精度在1-3米之内，中国东部区域甚至可以达到亚米(CEP),既保证经纬度填图精度的经度及纬度在0.1秒以内，这样也完全满足了水利普查要求中的定位精度。
3.后差分技术
　　在中国西南部的部分区域，距离SBAS的服务区域较远，SBAS的时间可用性.信号强度及定位精度，会有一定程度的下降。而且目前西部区域城市连续运行参考站的数量有限，尤其西南部山区及无人区域较多，GPRS手机信号盲区也较多，这样，就不便于依靠连续运行参考站CORS及SBAS定位技术进行定位精度的提高及保证。此时，可以使用后差分技术。后差分技术类似于快速静态，但操作时间短（几秒钟一个点），采集速度快，精度高（可达到亚米级）.操作方法简单等特点。使用后差分，需要选择使用支持后差分技术厂家所生产手持GPS设备。后差分工作的同时，其实也能产生实时差分的数据，在西北一些地区，实时差分数据没有后差分解算后的数据精度高，但可供参考。后差分技术目前已运用得十分成熟。
4.手持GPS的多媒体技术进行普查辅助
　　在水利普查工作较繁琐及较多的外业普查信息中，还需要与大量的内业工作进行匹配.叠加分析及综合判断。利用手持GPS的拍照.录音等功能，可以增加在野外记录信息的多种手段。如在野外对河湖区域景观进行拍照.或在不方便使用手写输入功能时使用语音记录功能。若需要在内业对外业普查成果进行核查确认时，可以启动直观.有效的辅助。
结语
    总之，手持GPS在水利普查与水利工程勘测中的应用，能对水利普查和水利工程勘测手段以及作业方法产生极大地影响，能够显著地提高测量速度和野外作业质量，高科技GPS产品与新技术的结合.运用，必然会对整个GIS行业产生深远的影响。手持GPS结合其丰富多样的测量技术，必定在水利普查以及水利工程勘测.施工甚至堤坝监测以及管理方面有着广阔的前景。
参考文献
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