似大地水準面精化在山區(qū)大比例尺地形測圖中的應(yīng)用

羅強

(重慶市勘測院，重慶 400020)

似大地水準面精化在山區(qū)大比例尺地形測圖中的應(yīng)用

羅強?

(重慶市勘測院，重慶 400020)

似大地水準面精化是現(xiàn)代測繪基準體系中的重要組成部分，它的推廣和應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的高程測量模式，為測繪工作帶來極大方便，提高了工作效率。本文以重慶市山區(qū)的一個大比例尺地形圖測量項目為例，通過應(yīng)用似大地水準面精化成果校核原有已知高程點，精度滿足要求，充分應(yīng)用似大地水準面精化成果替代搭接水準點的傳統(tǒng)高程測量模式，為似大地水準面精化成果的應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗。

似大地水準面精化；GPS/RTK測量；雙線性插值法

1 引 言

隨著我國測繪基準現(xiàn)代化的建設(shè)，各地先后開展精化區(qū)域似大地水準面并將其成果逐步推廣應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。似大地水準面精化是以GPS水準確定的高精度但分辨率較低的幾何大地水準面作為控制，將重力學方法確定的高分辨率但精度較低的重力大地水準面與其擬合，實現(xiàn)對局部大地水準面的精化。

目前，重慶市區(qū)域似大地水準面精度較好，都市區(qū)以內(nèi)約±1.6 cm，都市區(qū)以外區(qū)域約±1.9 cm，由于重慶市都市區(qū)以外區(qū)域為山地地形，局部精度應(yīng)低于±1.9 cm。我們可以用靜態(tài)GPS或網(wǎng)絡(luò)RTK定位平面位置，用似大地水準面精化成果代替等級水準測量，改變原有測水準或搭接四等三角高程的傳統(tǒng)高程測量模式。節(jié)省了大量的人力、物力和財力，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 工程概況

為了更好地對重慶市四面山國家重點風景名勝區(qū)進行規(guī)劃管理和統(tǒng)籌建設(shè)，擬對風景區(qū)內(nèi)幾個重點區(qū)域進行1∶500大比例尺現(xiàn)狀地形圖測量，面積約18 km2，已有1∶500地形圖約5 km2(1980西安坐標系，1985國家高程基準)。四面山因山脈四面圍繞而得名，地處重慶市的最南端，與貴州省接壤。測區(qū)以原始森林為基調(diào)，綠樹成蔭。尤其以望鄉(xiāng)臺瀑布最為壯觀，瀑布高152 m，寬40 m，數(shù)里之外皆能感受其威勢。四面山地勢偏遠，高山地貌，地形破碎，高差變化較大，給測量工作帶來較大難度。

測區(qū)的平面首級控制采用靜態(tài)GPS施測四等平面控制點。搭接已知水準點太難:路途遙遠、通視條件較差、交通極為不便。植被茂盛，難以布設(shè)一級導(dǎo)線。測區(qū)的現(xiàn)狀為似大地水準面的應(yīng)用提供了較好平臺。

3 平面控制的構(gòu)建

由于測區(qū)特殊的地理條件，構(gòu)建四等控制點、一級導(dǎo)線點、圖根導(dǎo)線點的傳統(tǒng)逐級布設(shè)控制方法較難實現(xiàn)。因測區(qū)地勢偏遠，沒有覆蓋網(wǎng)絡(luò)RTK，給布設(shè)控制點增加了難度。首先用測區(qū)周圍的高等級控制點為已知數(shù)據(jù)，采用靜態(tài)GPS觀測方法施測四等GPS點，以四等GPS點為已知平面校正點，可求得各塊的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。改變控制點的傳統(tǒng)布設(shè)模式，利用RTK坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，通過常規(guī)RTK直接布設(shè)圖根RTK點，滿足測圖需要。平面測設(shè)流程示意圖如圖1，四等GPS控制點布設(shè)網(wǎng)圖如圖2。

圖1 平面測設(shè)流程圖

圖2 四等GPS控制點布設(shè)網(wǎng)圖

4 高程控制方案

在測區(qū)外的二、三等水準點上以搭接四等三角高程的方法將高程測至測區(qū)內(nèi)極為困難，將花費大量的成本，延長工期。以似大地水準面精化的成果代替等級水準測量將會節(jié)約較多人力、物力，為按時完成任務(wù)贏得較多時間，為規(guī)劃建設(shè)提供可靠的測繪保障。

4.1 高程值的檢校及分析

為了保證似大地水準面精化成果可靠，滿足測區(qū)高程控制需要。先對已有成圖區(qū)的控制點進行檢校。以四等GPS的2000國家坐標系成果為已知數(shù)據(jù)，利用似大地水準面精化模型，采用雙線性插值法計算出各四等GPS點的85高程，將該高程值作為計算RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)的高程校正點。計算RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)，其水平和垂直殘差較小，精度滿足要求，說明利用插值法計算的四等GPS點高程值兼容性較好，內(nèi)符合精度滿足要求。GPS點校正求RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)示意圖見圖3，RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)結(jié)果如圖4所示，殘差精度如表1所示。

圖3 GPS點校正求RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)示意圖

圖4 RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)結(jié)果

殘差精度統(tǒng)計 表1

在成圖區(qū)找尋原有控制點5點，用常規(guī)RTK測量其WGS-84系成果，利用RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)計算出5點的85高程值，將其成果與原有高程值比較，最大較差為-0.057 m，最小為0.015 m，中誤差為0.044 m，精度較好，其比較成果如表2所示。

高程較差比較表 表2

4.2 施測高程成果

經(jīng)過實測控制點比較表明，該測區(qū)用似大地水準面精化成果替代傳統(tǒng)高程測量模式是可行的，滿足測量1∶500地形圖的精度要求。

解算高程成果有兩條途徑，其一:直接用RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得到各圖根RTK點的高程值；其二:用RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換出各圖根RTK點的平面坐標成果，用實測的圖根RTK點的2000國家坐標系成果，利用似大地水準面精化模型，采用雙線性插值法計算出各圖根RTK點的高程值。相對而言，第一種方法計算較簡單方便，但通過轉(zhuǎn)換對高程精度有一定影響；第二種方法計算過程復(fù)雜一點，但高程精度較好。

5 結(jié) 語

經(jīng)過該項目的實際比較，對重慶市似大地水準面精化成果在山區(qū)的精度及其在山區(qū)測量大比例尺地形圖中的應(yīng)用有了很好的實踐。為我們以后充分應(yīng)用重慶市似大地水準面精化成果積累了寶貴的經(jīng)驗。

(1)重慶市似大地水準面精化成果的相對精度較好，絕對精度可滿足山區(qū)測量大比例尺地形圖的要求，為山區(qū)測繪大比例尺地形圖節(jié)約了大量的成本，提高了工作效率，改變了傳統(tǒng)的高程測量模式。

(2)對于重慶市似大地水準面精化成果在建成區(qū)、丘陵地區(qū)的應(yīng)用有待進一步的測試和探討，期望其在測繪工作中得到更好的應(yīng)用。

[1] 張旭東、符華年.幾何水準和GPS高程混合布網(wǎng)模式及其在山區(qū)水準測量中的應(yīng)用[J].城市勘測，2011(2).

[2] 李建成，陳俊勇，寧津生等.地球重力場逼近理論與中國2000似大地水準面的確定[M].武漢：武漢大學出版社，2006.

[3] 國家測繪局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.注冊測繪師資格考試輔導(dǎo)教材測繪綜合能力[M].北京：測繪出版社，2012.

[4] 王鳴霄，陶駿.似大地水準面成果精度檢測的研究[J].城市勘測，2010(2).

[5] 符華年，張旭東，史秀保.基于NBCORS的似大地水準面精化成果檢測與分析[J].城市勘測，2012(2).

The Applicaltion of QUASI-GEOID Refinement in Large Scale Surveying and M apping in M ountainous Aera

Luo Qiang
(Chongqing Survey Institute，Chongqing 400020，China)

Quasi-geoid refinement is a technicalmethod in mordern survering and mapping system.The meaning of traditional elevation survey has been changed because of the application and popularisation.A large scale mapping and surveying project in mountainous area is introduced in this paper.The result of quasi-geoid refinement is used to check out the obtained height points and replaced traditional height surveymode in the project.The application of quasi-geoid refinement in this paper will be valuable experience.

Quasi-geoid refinement；GPS/RTK survey；Bilinear interpolate

1672-8262(2013)02-121-02

P224

B

2012—07—03

羅強(1980—)，男，工程師，主要從事工程測量和航測技術(shù)工作。