GPS RTK在国家水土保持重点建设工程中的应用

本期期刊速读内容来自《中国水土保持》杂志2019年第2期文章《GPS RTK测量系统在国家水土保持重点建设工程中的应用》，作者郑梅强，何彦立。

郑梅强（1982—），男，甘肃会宁县人，高级工程师，学士，主要从事水土保持管理工作。

１ 项目区基本情况

甘肃省中部、会宁县南部的中川河和苦水沟小流域，地理位置介于东经105°03′26″～ 105°13′35″、北纬35°24′44″～35°37′14″之间，包括新添、中川2个乡镇的6个行政村。

项目区土地总面积98.70km2，其中：耕地面积5542.35hm2，占56.15％；林地面积423.30hm2，占4.29％；草地234.09hm2，占2.37％；荒坡1021.21hm2，占10.35％；荒沟1174.51hm2，占11.90％；难利用地545.95hm2，占5.53％；其他用地929.06hm2，占9.41％。项目区海拔1833.9～2251.4m，相对高差417.5m，沟壑密度2.12km／km2，地形破碎，山大沟深，沟壑纵横。

根据项目要求，通过新修梯田、营造水土保持林、配套田间道路、栽植行道树、修建谷坊、封禁围栏等措施，提高治理程度，减少水土流失。主要落实的措施有新修梯田901.03hm2，营造水保林607.55hm2，封禁治理1391.42hm2，配套田间道路35km，修谷坊20座，栽行道树2万株。

２ 项目管理要求

按照《全国水土保持信息化实施方案》《全国水土保持信息化工作2017—2018年实施计划》和《国家水土保持重点建设工程管理办法》中关于综合治理“图斑精细化”管理要求（每项措施必须精细、准确勾绘成图斑上传到国家水土保持重点工程项目管理信息系统，县级自验要对照图斑逐项、逐块进行全面检查验收），利用GPS RTK测量系统（以下简称GPS RTK）对所有的措施按图斑精细、准确打点并勾绘边界，对新修梯田还要逐地块打点勾绘，形成地块分布图，使其能充分反映地块形状、面积、地理位置等。最终形成的所有图斑能够完全与ArcGIS软件中加载的航拍图相吻合。

３ GPS RTK在项目管理中的应用和探索

３.１ 前期准备工作

（１）建立控制网。按照GPS RTK测量需求，利用项目区附近已知控制点，在项目区建立控制网。控制网要根据GPS RTK的性能适当设置控制点位置和数量。控制点最好选择地势高的地方，以利于测量时GPS RTK基准站电台作用距离的充分发挥，尽量减少转站次数。

（２）所需设备和人员。GPS RTK基准站和电台１套，流动站和手薄2套（流动站和手薄数量可根据工作量和工期增减），配置基准站管理人员1名（驾驶员可兼任），每个流动站配置能够熟练操作手薄的技术员和记录员各1名。

（３）所需处理软件及图件。GPS RTK数据处理软件、南方CASS软件、ArcGIS软件和最新航拍遥感影像图。

３.２ 测量和数据处理工作

（１）测量。

①尽可能利用控制网基准点建立基准站和流动站，架设电台，准确输入基准点坐标，按照测量要求设置参数，以便提高测量数据的准确性和精准度。

②启动基准站和流动站，检测基准站和流动站信号发送是否正常，正常时开始逐图斑、逐地块测量。

③采用“点测量”模式，对每个图斑或地块进行绕边缘闭合测量，每个拐点的点位由RTK仪器记录，每个图斑或地块的点号由记录员人工记录。

（２）数据处理。

①将GPS RTK测量数据导出，利用南方CASS软件对野外测量成果进行展点，并根据记录员的记录，将每个图斑或地块点号内的每个点进行连接，形成闭合图斑或地块。

②将形成的闭合图斑导入ArcGIS软件，生成shp格式文件，批量生成每个图斑的面积、形状、位置等参数。

③在ArcGIS软件中将最新航拍遥感影像图和shp格式图斑同时加载，检验实施图斑或地块与实际立地信息是否吻合。

４ 优缺点与建议

４.１ 优点

（１）测量效率高。在梯田面积的测量中，通过架设高质量基准站，可实现每个图斑测量工作的一次完成，每个基准站能控制半径５km的区域。与传统的人工测量相比，这一技术的运用能够大大提高测量效率，一个流动站每天可测量10～13.2hm2（150～200亩），并在2h内完成数据处理。

（２）测量精度高。在梯田图斑测量中，技术人员在每个拐点上只需短暂停留并按下确认按钮，即可完成精度极高的点位测量。对每个点进行人工连接，可自动生成地块分布图，并非常准确地反映图斑或地块形状、位置，是人工测量所不能比拟的。

４.２ 缺点及解决方法

（１）测量结果受放样点数量多少的影响。在梯田面积测量中，应在图斑或地块边界的所有拐点处采集放样点，曲线段应连续采集放样点，在拐点处或曲线段放样点采集过少将会影响测量结果，直接影响地块形状和面积。

（２）测量图斑是否与原地形吻合受控制网质量的影响。控制网是利用项目区附近的已知控制点引建的，精度准、质量高，基准站建在控制网点上，测量绘制图斑可与原地形吻合。如果测量前不利用已知控制点建立控制网，而是利用仪器临时采集基准站的输入坐标，并在测量过程中进行多次转站，那么测量绘制图斑就会偏离原地形。

４.３ 建议

（１）基准站尽可能架设在利用附近已知控制点通过引线建立的控制网点上，确保每个控制网点的坐标点与实际坐标相符或接近。

（２）在测量过程中，必须在所有明显的拐点处采集放样点，没有明显拐点的，必须连续采集放样点，尽最大可能消除测量偏差。

５ 结语

在小流域综合治理项目建设中，使用GPS RTK对每个图斑进行测量，可以实现图斑矢量化、信息化一步到位，能满足信息化建设要求，对加快水土保持信息化建设有重要作用。特别是对梯田面积比较大的工程，使用GPS RTK测量速度快、效率高，不仅能实现每个地块的矢量化，还可根据工程实施情况随时测量，能随时掌握任务完成情况，基本能够实现自验与施工同时完成，对加强工程建设进度的监督管理，减少因人工测量跟不上而影响工程进度的情况发生有很大作用，值得推广应用。

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