【技術】一種土地利用邊界測量方法，基于GNSS技術

摘要

當前土地利用邊界測量過程中容易受到儀器和人為因素的干擾，導致測量均方根誤差（RMSE）較大，為此提出基于全球導航衛星系統（GNSS）技術的土地利用邊界測量方法。通過無人機設備和衛星設備對目標土地區域進行微波遙感探測獲取大量GNSS反射信號。運用小波分析算法計算GNSS監測信號的一階導數，從而實現原始信號中的粗差剔除，并對粗差剔除后的信號展開廣義延拓插補處理，補充GNSS監測時間序列中的缺失數據。將預處理后的GNSS數據輸入構建反向傳播（BP）神經網絡分類模型中，自動識別出目標區域內的土地利用類型，提取某一類型土地的邊界點，完成邊界長度和內部面積等土地利用邊界的測量。實驗結果表明，該方法的土地利用邊界測量結果RMSE值不超過0.8，滿足土地利用邊界的測量要求。

引用

[1] 廖偉文. 基于GNSS技術的土地利用邊界測量[J]. 北京測繪, 2025, 39 (05): 689-695.

引言

本文將GNSS技術應用到土地資源管理過程中，開發出一種新型土地利用邊界測量方法。GNSS技術通過接收多顆衛星的信號，能夠實時計算出接收器在全球范圍內的精確位置，其定位精度可達亞米級甚至更高，確保了土地利用邊界測量的準確性和可靠性。同時，該技術不受天氣和時間的限制，即使在惡劣天氣條件下也能保持正常工作，大大提高了測量的靈活性和效率。此外，GNSS技術還具備高實時性，能夠實時獲取和更新定位數據，減少了誤差的積累，提高了測量結果的時效性。在數據處理方面，GNSS技術能夠自動采集和處理定位數據，降低了人力資源的投入，提高了工作效率。更重要的是，該技術具有全球覆蓋性，能夠在全球范圍內進行土地利用邊界的測量和定位導航，為土地資源的保護和開發提供了強有力的技術支持。最后，GNSS技術還易于與其他技術，如地理信息系統（geographic information system,GIS）等進行集成，實現數據的快速更新和共享，為土地資源的規劃和管理提供了更加全面、準確和高效的信息支持。該方法有利于輔助完成高質量的土地勘測定界工作。

主要圖表

圖1 基于GNSS技術的地面信號反射示意圖

圖2 單元域和延拓域

圖3 BP神經網絡結構

圖4 地表基站示意圖

圖5 土地勘測GNSS結果

圖6 GNSS數據粗差處理前后對比圖

表1 網絡參數

圖7 土地利用邊界勾畫結果

表2 土地利用邊界測量結果

圖8 不同方法測量結果RMSE值對比

結束語

提出了一種基于GNSS技術的土地利用邊界測量方法，該方法結合了無人機設備與衛星設備的微波遙感探測技術，以獲取目標土地區域的大量GNSS反射信號。通過對這些信號進行預處理，包括利用小波分析算法計算一階導數來剔除原始信號中的粗差，并對剔除后的信號進行廣義延拓插補處理以補充缺失數據，提高了GNSS數據的準確性和完整性。進一步地，將預處理后的GNSS數據輸入到構建的反向傳播BP神經網絡分類模型中，該模型能夠自動識別目標區域內的土地利用類型，并準確提取出特定類型土地的邊界點。基于此，完成土地利用邊界的測量，包括邊界長度和內部面積等關鍵參數的確定。實驗結果表明，本方法所得到的土地利用邊界測量結果的均方根誤差RMSE值不超過0.8，這一精度水平滿足了土地利用邊界的測量要求。這一技術的應用不僅有助于優化土地資源管理，提升城市規劃的科學性，而且能夠為推動測繪行業的創新發展提供有力支撐。

來源：測繪學術資訊