【摘要】隨著GPS技術在各個領域的廣泛應用,對GPS高程精度的要求也越來越高。利用手持GPS測量點位時，由于測量點的高程坐標精度遠低于平面坐標精度，使得測量出的高程一般不納入使用。本文介紹基于VB語言和MapObjects組件開發一個運用等高線高程值對GPS采集的點數據高程值進行校正的簡易系統，從而提高手持GPS數據高程的精度。
　　【關鍵詞】MapObjects；GPS高程；等高線；校正
　　1引言
　　通過我國測繪、地質等相關部門的使用證明，GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，贏得廣大測繪工作者的信賴，并成功地應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動監測、工程變形監測、資源勘察、地球動力學等多種學科，從而給測繪領域帶來一場深刻的技術革命。本文是利用現有地形圖的等高線對已經解算好的GPS測量點數據進行內插處理，校正GPS量測點的高程值。
　　2手持GPS的特點及其定位精度
　　手持式GPS是一種體積小巧、攜帶方便、獨立使用的全天候實時定位導航儀器。它具有靈敏度高，存貯量大，價廉，外部接口齊全等特點，在很多領域得到了廣泛的運用。尤其近年來在工程地質測繪以及中小比例尺填圖中應用越來越廣泛，大大地加重了地質工作手段的科技含量。手持GPS定位時長應在4-5min才能保證有穩定的觀測結果。MobileMapper™CX（麥哲倫）是目前世界最高精度的手持GPS，可提供實時亞米級以及后處理亞英尺的精度。目前市場上主流的手持GPS（如：集思寶G510、60csx）的單點定位精度小于6米，后處理為3米。由于大多GPS解算軟件注重對點位的平面位置解算，而把誤差累積到高程方向，導致高程方向誤差為平面位置的l-3倍，這使得GPS所量測的點高程值大多無法使用[2]。
　　3手持GPS數據的預處理
　　手持GPS會記錄采集者儲存下來的點位信息。實驗中進行內插的GPS數據要求為shapefile格式，只要將GPS接收機采集的點數據導出后，在MapInfo中打開并轉為shapefile格式。為了方便比較通過該實驗系統校正后和使用GPS采集的高程，編輯GPS點數據的屬性表，在GPS點數據屬性表中只存放GPS點的高程值及點的ID。
　　4GPS點高程值修正思路
　　 
　　以福清市東張鎮1:10000等高線圖及GPS點采集數據為例進行內插功能的開發。內插主要是通過GPS采集點附近的等高線，根據GPS點距兩邊等高線的比例求算出GPS點的高程值。計算的公式為：G=G1+g*（d1/D）。其中，G為內插出的GPS點高程值，G1為用來內插GPS點高程中值小的等高線，g為等高距，D為GPS點與兩條等高線距離之和，d1為GPS點在最短線段上到高程值小的那條等高線的距離。利用該公式對GPS點高程進行內插，在現實的情況中存在一定的誤差，但在理想情況下，依據相似三角形原理能夠準確計算點的高程值。
　　
　　5實驗系統介紹
　　5.1內插功能開發的的具體步驟及部分實現代碼[4]：
　　文件操作模塊：
　　包括文件的打開、關閉，圖層的上下移動、刪除、放大、縮小、全圖顯示地圖、比例尺、指針位置坐標顯示等功能的實現。
　　GPS點數據的讀取：
　　在實驗系統中打開預處理好的GPS數據，并按照屬性表中的字段ID逐個讀取GPS點進行插值。
　　Setlayer=Map1.Layers("gps_point")’通過屬性ID讀取GPS點文件,將點閃爍顯示
　　Setrecs=layer.Records
　　SetoPoint=recs.Fields("shape").Value
　　Text1.Text=oPoint.X
　　Text2.Text=oPoint.Y
　　Map1.FlashShapeoPoint,10
　　
　　recs.MoveNext’自動讀取下一個點
　　Ifrecs.EOFThen
　　Setrecs=Nothing
　　Command3.Enabled=False
　　Command2.Enabled=True
　　ExitSub
　　EndIf
　　SetoPoint=recs.Fields("shape").Value
　　Text1.Text=oPoint.X’把讀取到的點橫、縱坐標寫在文本框中，點閃爍顯示
　　Text2.Text=oPoint.Y
　　Map1.FlashShapeoPoint,10
　　用做內插的兩條等高線的選取：
　　選中等高線時，線閃爍顯示并彈出對話框提示等高線的高程值
　　Setpl=Map1.ToMapPoint(X,Y)
　　Setrecs1=Map1.Layers(0).SearchByDistance(pl,Map1.ToMapDistance(50),"")
　　Ifrecs1.EOFThen
　　MsgBox"沒有找到對象."
　　GPSElev2=recs1.Fields("Elev").Value
　　MsgBox"高程值為："&GPSElev2&"米"’信息框提示所選等高線的高程值
　　分別計算GPS點與用來內插點高程的兩條等高線的距離
　　通過MapObjects中的DistanceTo方法來實現
　　odistance=oPoint.DistanceTo(shp1)’點到選中對象的距離
　　高程內插：
　　計算的公式為：G=G1+g*（d1/D）。其中，G為內插出的GPS點高程值，G1為用來內插GPS點高程中值小的等高線，g為等高距，D為GPS點與兩條等高線距離之和，d1為GPS點在最短線段上到高程值小的那條等高線的距離。
　　oPointEvel=ominElev+(omaxElev-ominElev)*(omin/(omax+omin))
　　Text3.Text=oPointEvel&"米"
　　recs.Edit’高程插值并把得到的值寫入GPS點的屬性表中
　　recs.Fields("NewElev").Value=oPointEvel
　　recs.Update
　　
　　5.2實驗系統內插的步驟
　　操作步驟如下：
　　(1)打開需要校正的GPS點數據和GPS點數據所在區域的等高線圖。
　　(2)點擊“開始內插”按鈕，實驗系統讀取GPS點數據文件中的第一個點，并且該點在地圖中閃爍顯示。
　　(3)單擊“選擇第一條線”按鈕后，選擇最用來內插GPS點高程的一條等高線，選中后會彈出信息提示框，顯示該條等高線的高程值。
　　(4)單擊“選擇第二條線”按鈕，繼續選擇第二條等高線。
　　(5)點擊“插值點的高程”按鈕，內插出GPS點的高程，在左下文本框中顯示并寫入GPS點文件屬性表中。
　　(6)點擊“下一點”按鈕，讀取下一GPS點的坐標進行內插。
　　5.3內插的結果
　　通過該實驗系統對GPS點高程進行校正，把校正后的高程寫入GPS點圖層屬性表的Newelev中，如下圖。比較通過該實驗系統校正后和使用GPS定位的高程，可以看出該實驗系統能夠在一定程度上提高GPS數據高程精度。
　　
　　圖6-4內插前后GPS點高程比較
　　6結語
　　本文介紹利用地形圖中的等高線校正手持GPS采集點的高程實驗系統。雖然在系統中存在一定的局限性，如系統的精度局限于手持GPS的平面精度和所采用地形圖的等高距等，但是該系統利用手持GPS采集點的平面坐標和實驗區地形圖的等高線對采集點的高程進行校正，可以大大提高GPS數據的高程精度，有效提升工作效率，適合在一定范圍內使用。
　　
　　參考文獻
　　[1]李廣俊.手持GPS精度分析及工程應用[J].西部探礦工程,2009,第七期，131-133
　　[2]程新文，陳性義.手持式gps定位精度研究[J].測繪通報，2004，第九期，20-22.
　　[3]薛偉.MapObjects-地理信息系統程序設計[M].北京：國防工業出版社，2004，164-200.
　　[4]王育紅，徐君.利用VisualBasic和MapObjects開發GIS應用軟件[J].桂林工學院學報，2002，
　　第22卷，82-88.