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      地形圖數(shù)字化測(cè)量的幾種作業(yè)模式

      2015-04-07 19:23:04
      四川水泥 2015年4期
      關(guān)鍵詞:外業(yè)全站儀測(cè)繪

      張 鵬 李 偉 李 永

      (河北省保定地質(zhì)工程勘查院)

      地形圖數(shù)字化測(cè)量的幾種作業(yè)模式

      張 鵬 李 偉 李 永

      (河北省保定地質(zhì)工程勘查院)

      介紹地形圖測(cè)繪的幾種作業(yè)模式,及地面測(cè)圖的作業(yè)過程,展望地面數(shù)字化測(cè)圖未來。

      地形圖 作業(yè)模式 作業(yè)過程 展望

      前言

      地形圖真實(shí)、客觀地反映了地表的各種現(xiàn)狀,而且具有可量測(cè)性和一定的精確度。因此應(yīng)用十分廣泛,在進(jìn)行國(guó)土整治、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用、環(huán)境保護(hù)……,特別是在各類工程建設(shè)時(shí),均需要從地形圖上獲得地物、地貌等方面的信息,作為決策、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施的依據(jù)。本文就地面數(shù)字測(cè)量成圖的幾種方法、測(cè)量過程做一簡(jiǎn)單論述。

      一、地形圖數(shù)字測(cè)量的幾種作業(yè)模式

      由于地形地物空間信息數(shù)據(jù)來源不同,采集的儀器和成圖方法也不同。據(jù)數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)據(jù)外采、成圖方法的區(qū)別主要有以下幾種作業(yè)模式:

      (1)普通經(jīng)緯儀+測(cè)距儀或鋼尺

      該作業(yè)模式主要應(yīng)用在全站儀推廣前。通常觀測(cè)數(shù)據(jù)不能自動(dòng)進(jìn)入電子記錄器,必須手工鍵入數(shù)據(jù),由記錄器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。數(shù)據(jù)處理成圖由內(nèi)業(yè)通過計(jì)算機(jī)來完成。

      (2)平板儀測(cè)圖+數(shù)字化儀測(cè)圖

      這種數(shù)字測(cè)圖模式的基本方法是先用平板測(cè)圖的方法測(cè)出白紙圖,可不清繪,然后室內(nèi)用數(shù)字化儀將白紙圖轉(zhuǎn)為數(shù)字原圖。

      (3)舊圖數(shù)字化法

      這種數(shù)據(jù)采集方式是用手扶跟蹤數(shù)字化或掃描數(shù)字化方法對(duì)已有大比例尺地形圖采集數(shù)字化要素(不包括各宗地的界址點(diǎn))數(shù)據(jù)。

      (4)航片量測(cè)法

      這種采集數(shù)據(jù)的方式是以經(jīng)過外業(yè)調(diào)繪過的航空相片為數(shù)據(jù)采集對(duì)象,利用精密立體坐標(biāo)量測(cè)儀在航片上采集要素的數(shù)據(jù),并通過電子坐標(biāo)數(shù)據(jù)接口與計(jì)算機(jī)串行口相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,由軟件處理所采集的數(shù)據(jù),從而獲得所需要的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

      (5)測(cè)記法

      根據(jù)野外數(shù)據(jù)采集的儀器設(shè)備不同,可分為全站儀測(cè)圖、RTK GPS測(cè)圖、CORSS GPS測(cè)圖等;可概括為“野外測(cè)記、室內(nèi)成圖”。

      這中作業(yè)方式是野外利用全站儀或RTK接收機(jī)在實(shí)地測(cè)量采集圖形要素的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和編碼,并存儲(chǔ)記錄,配以畫有標(biāo)注測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)的人工草圖,室內(nèi)將測(cè)量數(shù)據(jù)從電子手簿中傳到計(jì)算機(jī)中,用成圖軟件,并參考草圖編輯成圖。

      這種作業(yè)模式的特點(diǎn)是內(nèi)、外業(yè)分工明確,便于人員分配,外業(yè)工作量和作業(yè)時(shí)間少;但由于不是現(xiàn)場(chǎng)成圖,因而測(cè)繪錯(cuò)誤不易及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和糾正。

      (6)電子平板法

      野外測(cè)繪實(shí)時(shí)顯示,現(xiàn)場(chǎng)編輯成圖。

      采用全站儀或RTK接收機(jī)+便攜機(jī)(筆記本電腦)+相應(yīng)測(cè)圖軟件的數(shù)字測(cè)量方式。由全站儀或RTK接收機(jī)在實(shí)地采集全部圖形要素?cái)?shù)據(jù),并由將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給便攜機(jī),測(cè)圖軟件既有與全站儀或RTK接收機(jī)通訊和數(shù)據(jù)記錄的功能,又可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)成圖和編輯(修改、補(bǔ)充、刪除等),在計(jì)算機(jī)顯示屏上(相當(dāng)于平板儀的平板)顯示點(diǎn)位和圖形。

      這種作業(yè)模式的特點(diǎn)是無須繪制草圖,所顯及所測(cè),可及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并糾正,不足之處在于電子屏幕在陽(yáng)光下會(huì)給編輯操作造成一定的困難,外業(yè)工作量和作業(yè)時(shí)間也較長(zhǎng)。

      綜上所述,第一種作業(yè)方法由于手工鍵入,其可靠性和工作效率顯然都存在一定的問題,第二種方法由于受縮距、刺點(diǎn)、繪圖、圖紙伸縮變形、數(shù)字化儀精度等因素的影響,得到的數(shù)字地圖精度低,基本已經(jīng)被地面和航空攝影數(shù)字測(cè)圖所取代。第三種方法必須在已有的地形圖上進(jìn)行,只適于已經(jīng)測(cè)繪了大比例尺地形圖的地區(qū),對(duì)于精度要求不高和作展示示意圖還有一定的存在價(jià)值。對(duì)于航片量測(cè)法,是在航片上采集數(shù)據(jù),屬于攝影測(cè)量的一種,對(duì)于已有航片的地區(qū)是一種較好的方法。

      不論采用那種方法,所獲取的原始數(shù)據(jù)都必須由計(jì)算機(jī)經(jīng)過一定的處理,然后在相應(yīng)軟硬件支持下繪圖、輸出等。

      二、地面數(shù)字測(cè)圖作業(yè)過程

      地面數(shù)字測(cè)圖,就其測(cè)圖步驟及各步的原則、點(diǎn)位布設(shè)原則同傳統(tǒng)測(cè)量基本相同。測(cè)量仍遵循先整體后局部、先控制后碎部的原則。據(jù)數(shù)字測(cè)圖的特點(diǎn),其測(cè)圖過程也可以歸納為以下幾步:資料收集、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形處理、成果輸出、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理。

      (1)資料準(zhǔn)備

      收集高級(jí)控制點(diǎn)成果資料,就測(cè)區(qū)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)布網(wǎng)。

      (2)野外數(shù)據(jù)采集

      野外數(shù)據(jù)采集包括兩個(gè)階段:控制測(cè)量階段和細(xì)部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集階段。

      1.平面控制測(cè)量

      數(shù)字平面測(cè)量控制測(cè)量點(diǎn)的布設(shè)原則、點(diǎn)位埋設(shè)保存方法都遵循白紙測(cè)圖控制測(cè)量的原則。但布設(shè)方法同白紙測(cè)圖又有一定的區(qū)別,數(shù)字平面控制測(cè)量主要采用GPS靜態(tài)測(cè)量、導(dǎo)線或RTK測(cè)量的方式進(jìn)行控制。表現(xiàn)在:

      對(duì)于大測(cè)區(qū)通常采用GPS靜態(tài)測(cè)量進(jìn)行三等或四等控制測(cè)量,而后直接布設(shè)二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)。對(duì)于小測(cè)區(qū),通常直接布設(shè)二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng),作為首級(jí)控制。

      控制測(cè)量主要使用隨機(jī)或商用軟件進(jìn)行靜態(tài)解算。

      2.野外細(xì)部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集

      細(xì)部點(diǎn)采集的方法隨儀器的配置不同而不同。一般用“測(cè)記法”采集細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo),并記錄細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)及編碼信息,點(diǎn)號(hào)自動(dòng)生成,順次加1。大部分情況下采集數(shù)據(jù)要及時(shí)繪制草圖。

      3.數(shù)據(jù)處理

      將外業(yè)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī),一般每天作業(yè)后都要及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。然后將外采數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成圖形編輯系統(tǒng)要求的格式(即生成內(nèi)部碼)。接著對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)分幅處理,生成平面圖形、建立圖形文件。

      4.圖形編輯

      一般采用人機(jī)交互的方式編輯圖形。圖形編輯包括:對(duì)照外業(yè)草圖,查找漏測(cè)或測(cè)錯(cuò)的部分,以便外業(yè)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)或重測(cè);消除一些地物與地物之間的矛盾;進(jìn)行地物符號(hào)的填充、樓層及其他文字注記說明;進(jìn)行圖廓的整飾等。

      三、結(jié)束語(yǔ)

      最后值得一提的是,近年來出現(xiàn)的圖像(視頻)全站儀、三維激光掃描儀以及高度集成的地面移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng),可更加快捷地得到數(shù)字地形圖和數(shù)字景觀圖。

      這種快速的數(shù)字測(cè)圖模式有望成為今后建立數(shù)字城市的主要手段。

      [1]高井祥、肖本林等編著. 數(shù)字測(cè)圖原理與方法.徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001

      [2]宋其友編著. 數(shù)字測(cè)量.北京:測(cè)繪出版社,1991

      [3]鐘寶琪等編著.測(cè)量.武漢:武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社,1996

      [4]羅聚勝、楊曉明編著.地形測(cè)量學(xué). 北京:測(cè)繪出版社,2001

      [5]楊德麟編著.大比例尺數(shù)字測(cè)圖的原理與應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社,1998

      [6]黃向陽(yáng)著.解析法勘丈若干技術(shù)探討.北京:測(cè)繪通報(bào).2000.第五期

      [7]李香娥著.淺析航測(cè)大比例尺數(shù)字測(cè)圖的平面精度。北京:測(cè)繪通報(bào).2000第9期

      [8]張顯峰、崔偉宏著.差分GPS技術(shù)在測(cè)量中的應(yīng)用。北京:測(cè)繪通報(bào).2000第6期。

      [9]郭宗河等著.工程測(cè)量實(shí)用教程。北京:中國(guó)電力出版社,2013.8

      G322

      B

      1007-6344(2015)04-0312-01

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