GIS在山地规划中的应用探讨
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科技信息
０科教 前沿０
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｎ
ห้องสมุดไป่ตู้２１ 年 ０２
第３ 期
为观测信息 ． 以某一跨河点 的三维地心坐标 系下 的三维坐标作为起算 数据 ． 进行 ＧＰ Ｓ网的无约束平差 。 无 约束平差基线 向量 改正数绝对值 ｖ ｖ ｖ 、 应不大 于 ３ ， ８ 否 则应认 为该 基线 或附近基线存 在粗差 ， 在平差 中采用软件提供 的 自 应 动方法或人工方法剔除 ， 直到满足该要求。 Ｇ Ｓ网无约束平差结果 中． Ｐ 相邻点间基线长度精度应满足 。 式中 ： ８ —基线 长度标 准差 ， 位为毫米 ｍ ； — 单 ｍ） 固定误 差 。 单位 为毫米 （ ｍ ；一 、 、 、 ｍ ） （ 二 三 四等 水准分别 不
大 于 ５ ８ １ 、Ｏ 、 、Ｏ ２ ）
ｂ —— 比例误差系数 ，１ ｌ ） （ 、 、 四等水准分别不大 于） （ｘ ；～ 二 三、 ｄ —相邻 点间距 离 ． — 单位为千米 （ ｍ 。 ｋ ） ２ Ｇ Ｓ跨河水准高差计算 ． ４ Ｐ 由图 １ 可知 ， 、 Ａ Ｂ两点 间的高程异常变化率 ｏ ＝ Ａ ｃ－ Ａ％ ） 【 （ Ｈａ ｓ Ｉ￣ ／
４ 提 高 ＧＰ Ｓ跨 河 水 准 精 度 措 施
基于 以上误 差分析 ． 结合误差理论研 究 ， 欲提高 ＧＰ Ｓ跨河水 准的 精度 ． 可采取 以下措施 ： ４１ 提高 Ｇ Ｓ观测 、 ． Ｐ 解算精度 。如控 制点必须使用强制对 中装 置 ； 改 善ＧＳ Ｐ 星历的精度 ： 弱卫星不对称对定位精度 的影 响 ； 消 选择最佳 的 卫星几何 图形 ． 选用双频 Ｇ Ｓ接收机 ， Ｐ 有效地消 除电离层折射 的延 迟 误差 ． 弱多路径误差 和对流层延迟误 差 ： 减 提高整 周模 糊度 的解算 精 度等 。 ４ 提高联测几何水准精度 用精密水准联测 ， ． ２ 可以有效 提高 Ｇ Ｓ Ｐ 大
３ ＧＰ Ｓ跨河高程测量误差分析
为跨河水准测量 的实施提供 了高效 的技术方法。 该方法经文作者在实
从上述推论 中可 以看 出． Ｐ Ｇ Ｓ高程转换 用到三个量 为 ＧＰ Ｓ所测 的 相对于参考椭球 的大地高 、 几何水准所测 的相对 于似大地水准面正常 【 参考文献 】 高 ．以及通 过重力测量 等手段所得 到的地球重力 场模 型 所 以考虑 ［］ １潘柏龙 ， 匡翠林 ．Ｐ Ｇ Ｓ高程拟合模型确定ｆ． Ｊ现代测绘， ０ ，２（ ． 】 ２ ４２ ７１ ０ ， ）
ＳＢ ＾
式中 ： Ａ Ｂ方 向的高程异常变化率 ， 单位为米每千米 （ ／ｍ ； ｍｋ ） Ｓｓ Ａ Ｂ点间 的平距 ， ｓ 、 单位为千米 （ｍ ； ｋ） Ａ Ｈ — Ａ Ｂ点间的大地高差 ， 单位为米（ ； ｍ） △ — Ａ Ｈ Ｂ点 间的正 常高差 ， 单位为米 （ 。 ｍ） 由每一个非跨河点与最近跨河点计算出一个 ａ值 ． 最后将河流两
—
地高精度 。 ４３ 尽量选 择河流两岸大地水准 面具有 相同的变化趋势 、且 变化相 － 对平缓 的方向上布设跨 河路线 ： 水准 路线尽量直伸 且等距 ， 可有 效地 抵 消地球重力场模型带来 的误差
岸得到 的不 同的 与 。取平均值作为跨河河段 的高程异常变化率 ５ 结语 ａ 值 。ｎ 与 。较差应 满足规范相应 要求。 高程异常差 ： ‘ ＝ ＾ ｓＢ △ ＾ ｄＢ ＾ Ｂ × 本文 简述 了 Ｇ Ｓ跨河水 准测量 的基 本原理和方法 ．分 析 了 Ｇ Ｓ Ｐ Ｐ 则跨河水准高差 ： Ｈ ｓ Ａ ｃ － ｃｃＳ Ａ ￣＝ Ｈ ｓ ｔ ｘ Ｂ ｃ ｃ Ｂ ｃ － 跨河高 程测量误差来源 ． 出了提 高 Ｇ Ｓ 提 Ｐ 跨河水准 精度的具体措施 ，
２林康 李 基于 Ｐ 科技 ２ １ ０ Ｎ ＧＳ Ｐ 水准 的误 差源 ， 应分别考 虑影 响大地高 、 正常高 、 重力场模型 ［］ 力 ， 贤忠． Ｇ Ｓ的跨河水准测 量技术 研究叽 ． 咨询， １，Ｏ 地球
ｌ． １ 精度 的因素 以及它们 的综合作用 。 ｓ 】 影响 Ｇ Ｓ大地高精度 的主要 因素有 Ｇ Ｓ 历误差 （ Ｐ Ｐ星 轨道误差 ） ［ ］ＢＴ１８７２０ 一 、 、 ３Ｇ ／ ２９—０６ 二等水 准测量规范［． 对流层对 Ｇ Ｓ信号的折射影 响等０ Ｐ 卫星星历误差取决于卫星跟踪站 的数量及 空间分布 、 观测值 的数量及 精度 、 轨道计 算时所用 的轨道模 型及定轨软件 的完善程度等 。它是影 响 Ｇ Ｓ Ｐ 高程 测量精度 的主要因
际 业 多 应 ，果 好值 推 。 作 中 次 用效 良 ，得 荐 ｏ
［ 责任编辑 ： 曹明明 ］
（ 上接第 １ ５页） ０ 商住 用地均安排在 山坳 、 山坡 ， 而把需 要 以山体 为背 划设计方案 。而家具产业硅谷和生态休闲谷 以顺应 自 然地形 为主 ， 根 景的行政办公 、 旅馆也用地 、 二类居住用地布置在 山麓 ． 它一 些建筑 据地形变化 ， 其 采用 自 然坡度 ， 很大程度上减少土石方工程量 ， 筑群 体 建 密度和体量较大且人流量大的用地安排在较平缓的地带 形成随地形陡缓 曲直而变化 的 自由式和行列式布局 ． 布置形式灵 活多 １３ Ｇ Ｓ坡 度 坡 向分 析 ． Ｉ 样 。从而使规划设计方案更加科学 、 合理 。 地面的坡度 ， 即高程的变化率 ， 利用 Ｇ Ｓ Ｉ 可绘制 “ 度分析图” 坡 坡 ． ２ 结 束 语 度 分析图是表达和了解特殊地形结构的手段 坡度分析图以斜坡坡度 为基准 ． 用不 同的色调表示不 同的坡度 ． 如深色调一 般代表较 大的坡 随着 信息化进程 的加快 、 城市 的急剧发展 ， 以及 Ｇ Ｓ Ｉ 及其相关 技 度， 而浅色调则代表 较缓的坡度 ， 如图 ３ 所示 。 术 的进 一步完善与普及 ． Ｉ 技术在城市规 划中的应用 已经取得 了重 ＧＳ 坡度分析 图的价值在 于它能为不 同坡 度的土地 利用方式提 供决 大 的进展 和丰硕 的成果 在今后 随着城市规划管理领域 的 Ｇ Ｓ技术应 Ｉ 策依 据。例如 ， 对于居 民用 地来说 ， 其分析步骤应 如下进行 ：一 １ Ｏ ％斜 用建设必将得到进一步 的发展和推广 ， 这是符合发展规律的。 坡， 太平坦不 利于排水 ；一 ５ ｌ ％斜 坡 ， 理想 的地形条 件 ． 只需要最 小程 度 的挖方 ；一ｌ ％斜 坡 ， ５ ０ 需要一定 的工程量 ；Ｏ ５ １ 一１ ％斜坡 ， 住宅单元 【 参考文献】 需呈错层状 ， 与等高线相平行 ， 并 以减少挖填 土方量 ． 同时还需建 造挡 ［］ １韩笋生， 彭震． Ｉ ＧＳ在国外城市规划 中的应用【． Ｊ国外城市 规划 ，０１ １：２ 】 ２０ （）４— 土墙 ； 于 １％的斜坡 ， 大 ５ 住宅需采用特殊 的建筑方式进行修建 ． 支撑 ４４ 如 ． ２ 余柏椿． 利用性保护 山水 特色的控制规划方 法初探 ： 以宜昌市五龙片 区控 制 式工程 。 可以结合实 际情况 ， 根据不 同的地形坡度 、 向采 取不同的建 『 １ 坡 ２ ０ ： —３ ０ ４５ 筑形式 ， 针对坡度较大 的地 区 ， 可采取错层 、 跌落 、 掉层 、 吊脚等形 式。 性详细规划为例 城 市规 划， ０ （） ９ ６ ． ３宋 地理信 息系统与城 市规划『ｌ Ｊ规划师， ９（：１— ２． １ １ ９ ） ７ １０ ９ ４１ 本规划 中基地西部整体地势相对平坦 ．坡度大都在 １ ％以下 ： ５ 东 ［］ 小冬． ［］ 谋． ４吴天 地居住 区特色塑造探析 ： 以重庆“ 融侨锦江城 ” 概念规 划为例阴． 规 部地块地势起伏较大 。 大部分坡度在 ８ ％以上 ． 并存在较多坡度在 ２ ％ ５ 划师． ０ ．． ２ １１ ０ 以上 的用地 ， 需进行工程改造才能进行建设 。通过 Ｇ Ｓ Ｉ 分析得 出基地 ［］ ５中国南康家具产业基地修建性详细规划【１ Ｚ－ 东部地势起 伏较大 ， 满足工业 布局需要 的前 提下 ． 家具产业 工业 在 对 园进行小平整 ， 尽量接 近场地现状高程 ． 在坡度 较大的地段规划平 台 ． ［ 责任编辑 ： 王静 ］ 并确定地块规划标高和排水方 向 ． 设置适 于家具 产业建筑场地竖 向规
． 一
素． 其主要源于 Ｇ Ｓ Ｐ 卫星轨道摄动 的复杂性和不稳定性 。对流层折射 影响是指 Ｇ Ｓ Ｐ 信号通过对 流层 和平流层交界时 ． 传播 的路径 发生 弯 曲而产生测量偏差 。 影响正常高精度 的因素主要是水准测量误差 ， 在此不再赘述 。 地球 重力场模 型精度 ． 即高程 异常变化 率 Ｏ Ｌ 的求解精 度 ， 决 取 于所选跨河区域 的平坦程度 ． 以及跨河点选择的均匀程度 。在小 区域 平坦地 区． 我们认为高程异常变化率是一致的。
０科教 前沿０
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ห้องสมุดไป่ตู้２１ 年 ０２
第３ 期
为观测信息 ． 以某一跨河点 的三维地心坐标 系下 的三维坐标作为起算 数据 ． 进行 ＧＰ Ｓ网的无约束平差 。 无 约束平差基线 向量 改正数绝对值 ｖ ｖ ｖ 、 应不大 于 ３ ， ８ 否 则应认 为该 基线 或附近基线存 在粗差 ， 在平差 中采用软件提供 的 自 应 动方法或人工方法剔除 ， 直到满足该要求。 Ｇ Ｓ网无约束平差结果 中． Ｐ 相邻点间基线长度精度应满足 。 式中 ： ８ —基线 长度标 准差 ， 位为毫米 ｍ ； — 单 ｍ） 固定误 差 。 单位 为毫米 （ ｍ ；一 、 、 、 ｍ ） （ 二 三 四等 水准分别 不
大 于 ５ ８ １ 、Ｏ 、 、Ｏ ２ ）
ｂ —— 比例误差系数 ，１ ｌ ） （ 、 、 四等水准分别不大 于） （ｘ ；～ 二 三、 ｄ —相邻 点间距 离 ． — 单位为千米 （ ｍ 。 ｋ ） ２ Ｇ Ｓ跨河水准高差计算 ． ４ Ｐ 由图 １ 可知 ， 、 Ａ Ｂ两点 间的高程异常变化率 ｏ ＝ Ａ ｃ－ Ａ％ ） 【 （ Ｈａ ｓ Ｉ￣ ／
４ 提 高 ＧＰ Ｓ跨 河 水 准 精 度 措 施
基于 以上误 差分析 ． 结合误差理论研 究 ， 欲提高 ＧＰ Ｓ跨河水 准的 精度 ． 可采取 以下措施 ： ４１ 提高 Ｇ Ｓ观测 、 ． Ｐ 解算精度 。如控 制点必须使用强制对 中装 置 ； 改 善ＧＳ Ｐ 星历的精度 ： 弱卫星不对称对定位精度 的影 响 ； 消 选择最佳 的 卫星几何 图形 ． 选用双频 Ｇ Ｓ接收机 ， Ｐ 有效地消 除电离层折射 的延 迟 误差 ． 弱多路径误差 和对流层延迟误 差 ： 减 提高整 周模 糊度 的解算 精 度等 。 ４ 提高联测几何水准精度 用精密水准联测 ， ． ２ 可以有效 提高 Ｇ Ｓ Ｐ 大
３ ＧＰ Ｓ跨河高程测量误差分析
为跨河水准测量 的实施提供 了高效 的技术方法。 该方法经文作者在实
从上述推论 中可 以看 出． Ｐ Ｇ Ｓ高程转换 用到三个量 为 ＧＰ Ｓ所测 的 相对于参考椭球 的大地高 、 几何水准所测 的相对 于似大地水准面正常 【 参考文献 】 高 ．以及通 过重力测量 等手段所得 到的地球重力 场模 型 所 以考虑 ［］ １潘柏龙 ， 匡翠林 ．Ｐ Ｇ Ｓ高程拟合模型确定ｆ． Ｊ现代测绘， ０ ，２（ ． 】 ２ ４２ ７１ ０ ， ）
ＳＢ ＾
式中 ： Ａ Ｂ方 向的高程异常变化率 ， 单位为米每千米 （ ／ｍ ； ｍｋ ） Ｓｓ Ａ Ｂ点间 的平距 ， ｓ 、 单位为千米 （ｍ ； ｋ） Ａ Ｈ — Ａ Ｂ点间的大地高差 ， 单位为米（ ； ｍ） △ — Ａ Ｈ Ｂ点 间的正 常高差 ， 单位为米 （ 。 ｍ） 由每一个非跨河点与最近跨河点计算出一个 ａ值 ． 最后将河流两
—
地高精度 。 ４３ 尽量选 择河流两岸大地水准 面具有 相同的变化趋势 、且 变化相 － 对平缓 的方向上布设跨 河路线 ： 水准 路线尽量直伸 且等距 ， 可有 效地 抵 消地球重力场模型带来 的误差
岸得到 的不 同的 与 。取平均值作为跨河河段 的高程异常变化率 ５ 结语 ａ 值 。ｎ 与 。较差应 满足规范相应 要求。 高程异常差 ： ‘ ＝ ＾ ｓＢ △ ＾ ｄＢ ＾ Ｂ × 本文 简述 了 Ｇ Ｓ跨河水 准测量 的基 本原理和方法 ．分 析 了 Ｇ Ｓ Ｐ Ｐ 则跨河水准高差 ： Ｈ ｓ Ａ ｃ － ｃｃＳ Ａ ￣＝ Ｈ ｓ ｔ ｘ Ｂ ｃ ｃ Ｂ ｃ － 跨河高 程测量误差来源 ． 出了提 高 Ｇ Ｓ 提 Ｐ 跨河水准 精度的具体措施 ，
２林康 李 基于 Ｐ 科技 ２ １ ０ Ｎ ＧＳ Ｐ 水准 的误 差源 ， 应分别考 虑影 响大地高 、 正常高 、 重力场模型 ［］ 力 ， 贤忠． Ｇ Ｓ的跨河水准测 量技术 研究叽 ． 咨询， １，Ｏ 地球
ｌ． １ 精度 的因素 以及它们 的综合作用 。 ｓ 】 影响 Ｇ Ｓ大地高精度 的主要 因素有 Ｇ Ｓ 历误差 （ Ｐ Ｐ星 轨道误差 ） ［ ］ＢＴ１８７２０ 一 、 、 ３Ｇ ／ ２９—０６ 二等水 准测量规范［． 对流层对 Ｇ Ｓ信号的折射影 响等０ Ｐ 卫星星历误差取决于卫星跟踪站 的数量及 空间分布 、 观测值 的数量及 精度 、 轨道计 算时所用 的轨道模 型及定轨软件 的完善程度等 。它是影 响 Ｇ Ｓ Ｐ 高程 测量精度 的主要因
际 业 多 应 ，果 好值 推 。 作 中 次 用效 良 ，得 荐 ｏ
［ 责任编辑 ： 曹明明 ］
（ 上接第 １ ５页） ０ 商住 用地均安排在 山坳 、 山坡 ， 而把需 要 以山体 为背 划设计方案 。而家具产业硅谷和生态休闲谷 以顺应 自 然地形 为主 ， 根 景的行政办公 、 旅馆也用地 、 二类居住用地布置在 山麓 ． 它一 些建筑 据地形变化 ， 其 采用 自 然坡度 ， 很大程度上减少土石方工程量 ， 筑群 体 建 密度和体量较大且人流量大的用地安排在较平缓的地带 形成随地形陡缓 曲直而变化 的 自由式和行列式布局 ． 布置形式灵 活多 １３ Ｇ Ｓ坡 度 坡 向分 析 ． Ｉ 样 。从而使规划设计方案更加科学 、 合理 。 地面的坡度 ， 即高程的变化率 ， 利用 Ｇ Ｓ Ｉ 可绘制 “ 度分析图” 坡 坡 ． ２ 结 束 语 度 分析图是表达和了解特殊地形结构的手段 坡度分析图以斜坡坡度 为基准 ． 用不 同的色调表示不 同的坡度 ． 如深色调一 般代表较 大的坡 随着 信息化进程 的加快 、 城市 的急剧发展 ， 以及 Ｇ Ｓ Ｉ 及其相关 技 度， 而浅色调则代表 较缓的坡度 ， 如图 ３ 所示 。 术 的进 一步完善与普及 ． Ｉ 技术在城市规 划中的应用 已经取得 了重 ＧＳ 坡度分析 图的价值在 于它能为不 同坡 度的土地 利用方式提 供决 大 的进展 和丰硕 的成果 在今后 随着城市规划管理领域 的 Ｇ Ｓ技术应 Ｉ 策依 据。例如 ， 对于居 民用 地来说 ， 其分析步骤应 如下进行 ：一 １ Ｏ ％斜 用建设必将得到进一步 的发展和推广 ， 这是符合发展规律的。 坡， 太平坦不 利于排水 ；一 ５ ｌ ％斜 坡 ， 理想 的地形条 件 ． 只需要最 小程 度 的挖方 ；一ｌ ％斜 坡 ， ５ ０ 需要一定 的工程量 ；Ｏ ５ １ 一１ ％斜坡 ， 住宅单元 【 参考文献】 需呈错层状 ， 与等高线相平行 ， 并 以减少挖填 土方量 ． 同时还需建 造挡 ［］ １韩笋生， 彭震． Ｉ ＧＳ在国外城市规划 中的应用【． Ｊ国外城市 规划 ，０１ １：２ 】 ２０ （）４— 土墙 ； 于 １％的斜坡 ， 大 ５ 住宅需采用特殊 的建筑方式进行修建 ． 支撑 ４４ 如 ． ２ 余柏椿． 利用性保护 山水 特色的控制规划方 法初探 ： 以宜昌市五龙片 区控 制 式工程 。 可以结合实 际情况 ， 根据不 同的地形坡度 、 向采 取不同的建 『 １ 坡 ２ ０ ： —３ ０ ４５ 筑形式 ， 针对坡度较大 的地 区 ， 可采取错层 、 跌落 、 掉层 、 吊脚等形 式。 性详细规划为例 城 市规 划， ０ （） ９ ６ ． ３宋 地理信 息系统与城 市规划『ｌ Ｊ规划师， ９（：１— ２． １ １ ９ ） ７ １０ ９ ４１ 本规划 中基地西部整体地势相对平坦 ．坡度大都在 １ ％以下 ： ５ 东 ［］ 小冬． ［］ 谋． ４吴天 地居住 区特色塑造探析 ： 以重庆“ 融侨锦江城 ” 概念规 划为例阴． 规 部地块地势起伏较大 。 大部分坡度在 ８ ％以上 ． 并存在较多坡度在 ２ ％ ５ 划师． ０ ．． ２ １１ ０ 以上 的用地 ， 需进行工程改造才能进行建设 。通过 Ｇ Ｓ Ｉ 分析得 出基地 ［］ ５中国南康家具产业基地修建性详细规划【１ Ｚ－ 东部地势起 伏较大 ， 满足工业 布局需要 的前 提下 ． 家具产业 工业 在 对 园进行小平整 ， 尽量接 近场地现状高程 ． 在坡度 较大的地段规划平 台 ． ［ 责任编辑 ： 王静 ］ 并确定地块规划标高和排水方 向 ． 设置适 于家具 产业建筑场地竖 向规
． 一
素． 其主要源于 Ｇ Ｓ Ｐ 卫星轨道摄动 的复杂性和不稳定性 。对流层折射 影响是指 Ｇ Ｓ Ｐ 信号通过对 流层 和平流层交界时 ． 传播 的路径 发生 弯 曲而产生测量偏差 。 影响正常高精度 的因素主要是水准测量误差 ， 在此不再赘述 。 地球 重力场模 型精度 ． 即高程 异常变化 率 Ｏ Ｌ 的求解精 度 ， 决 取 于所选跨河区域 的平坦程度 ． 以及跨河点选择的均匀程度 。在小 区域 平坦地 区． 我们认为高程异常变化率是一致的。