趙彬彬 趙建三 熊旭平

1 概述

目前,我國大多數(shù)小區(qū)域大比例尺的地形測量常采用的方法有:大平板測圖、小平板配合經(jīng)緯儀測圖、全站儀數(shù)據(jù)采集配合草圖法、電子平板法[1]。隨著大量工程軟件的出現(xiàn),提供全數(shù)字的圖形文件勢在必行。采用平板儀測圖的成果資料載體是白紙或聚酯薄膜,其優(yōu)點(diǎn)是形象直觀并能野外成圖,現(xiàn)場就能繪制聚酯薄膜圖并能現(xiàn)場檢核,但測繪精度不高,同時現(xiàn)場用鉛筆繪制的聚酯薄膜草圖不方便地圖的數(shù)字化,即使要數(shù)字化也必須在原有薄膜草圖上進(jìn)行數(shù)據(jù)的二次采集,這樣轉(zhuǎn)化后的數(shù)字化地形圖容易造成地物間距誤差較大,時有主要點(diǎn)遺漏,難以適應(yīng)工程設(shè)計(jì)及施工的需要,與此同時內(nèi)業(yè)矢量化工作量巨大;全站儀采集的數(shù)據(jù)只能是點(diǎn)位坐標(biāo),而地物屬性的采集則由草圖繪制員來完成,故全站儀數(shù)據(jù)采集法要求草圖準(zhǔn)確,但在實(shí)際作業(yè)中由于通訊等原因經(jīng)常出現(xiàn)草圖與記錄數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系紊亂給內(nèi)業(yè)成圖帶來很大麻煩,同時外業(yè)采集完后內(nèi)業(yè)還要花大量時間成圖,故工作時間長,強(qiáng)度大,效率有待進(jìn)一步提高,而且數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)成圖過程中容易出現(xiàn)漏點(diǎn)和重復(fù)的現(xiàn)象;電子平板法測圖是利用便攜機(jī)記錄模式進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集的測圖法,現(xiàn)場可以及時看到所測的全圖,測錯時比較容易發(fā)現(xiàn),內(nèi)業(yè)工作量較少,但硬件成本高,耗電,攜帶不方便。當(dāng)多組同時作業(yè)時每個小組必須配一套測圖系統(tǒng),購置軟件費(fèi)用高。同時該方法對司鏡員條件要求較高,費(fèi)用支出多,野外應(yīng)連碼和生成圖形,導(dǎo)致野外作業(yè)時間增加。

為了綜合上述幾種數(shù)據(jù)采集模式的優(yōu)點(diǎn),目前已采用性能更強(qiáng),基于Windows CE操作系統(tǒng)的掌上電腦(Personal Digital Assistant,簡稱PDA)作為電子手簿,并在PDA上安裝與在便攜機(jī)上類似的測圖系統(tǒng),從而既可以及時看到所測的全圖(實(shí)現(xiàn)所測即所現(xiàn)),又可以彌補(bǔ)便攜機(jī)作業(yè)模式的一些不足。

測圖精靈[2](Mapping Genius,簡稱MG)是由南方測繪儀器公司開發(fā)的基于PDA的測圖應(yīng)用軟件,通過配合掌上電腦和全站儀能很好地滿足一人能同時操作儀器及使用掌上電腦現(xiàn)場繪制地形圖,回室內(nèi)通過通訊程序?qū)D形及數(shù)據(jù)傳至臺式電腦形成數(shù)字化地形圖,從而很好地完成數(shù)據(jù)的數(shù)字化野外采集并成圖,實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集到成圖的數(shù)字化和一體化。本文中所采用的測圖精靈2005是南方測繪儀器公司在原MG2001基礎(chǔ)上的升級產(chǎn)品。相對于MG2001來說,這一版本在符號顯示、圖形生成、運(yùn)行速度、可靠性、測圖模式與方法等方面都有了相當(dāng)大的改進(jìn),在功能方面,測圖精靈2005兼眾家之長,充分利用南方CASS6.1的成圖思想,集掌上平板、電子手簿和掌上機(jī)于一體,擺脫了原電子平板笨重、電力不足和設(shè)備昂貴等缺點(diǎn),使數(shù)字化野外采集成圖一體化真正成為可能[3]。

2 測圖準(zhǔn)備工作及實(shí)施

2.1 測圖精靈的安裝

在運(yùn)行測圖精靈的安裝盤前需要安裝“Microsoft ActiveSync”同步程序,建立起PC機(jī)與移動設(shè)備的聯(lián)系紐帶,將PDA通過USB電纜連接到PC電腦上,同步程序的運(yùn)行、連接成功界面見圖1,再運(yùn)行測圖精靈安裝程序,測圖精靈即被安裝到移動設(shè)備PDA中,同時需要在PDA的“CF”卡插槽中安裝與之配套的軟件狗,否則所使用的測圖精靈為學(xué)習(xí)版,這將在很多功能方面受限。

2.2 數(shù)字化測圖的實(shí)施

實(shí)習(xí)主體為測繪工程專業(yè)大二學(xué)生,實(shí)習(xí)過程中,每個小組負(fù)責(zé)完成一幅50 cm×50 cm比例尺為1∶1 000的地形圖的測繪工作。

在首級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,各小組在各自的測區(qū)內(nèi)選定若干個圖根控制點(diǎn),并與首級控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測,構(gòu)成閉合導(dǎo)線和閉合水準(zhǔn)路線,通過精度評定、平差計(jì)算出各圖根控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)[4]?？刂茰y量完畢后,利用測圖精靈進(jìn)行碎部測圖:將全站儀安置在圖根控制點(diǎn)上,對中、整平,量取儀器高,利用數(shù)據(jù)電纜將PDA與全站儀連接起來,啟動測圖精靈,并設(shè)置測圖精靈和全站儀的通訊參數(shù),使兩者的波特率、停止位等參數(shù)保持一致,同時測試連接,檢查測圖精靈與全站儀能否進(jìn)行正常通訊。

新建圖形,錄入控制點(diǎn)點(diǎn)號、類型、坐標(biāo)數(shù)據(jù),將控制點(diǎn)展繪在圖形中,接著進(jìn)行測站定向,輸入測站點(diǎn)與后視定向點(diǎn)信息,同時將全站儀瞄準(zhǔn)后視定向點(diǎn),記錄下此時水平度盤的讀數(shù)即起始角,然后立尺員將棱鏡立于地物特征點(diǎn)上,觀測員操作全站儀瞄準(zhǔn)棱鏡,同時在測圖精靈中選擇所測地物所在圖層、地物類別、地物編碼,通過掌上平板“連接”全站儀,控制全站儀觀測棱鏡,獲得水平度盤、豎直度盤及斜距三個讀數(shù),此時,測圖精靈計(jì)算出碎部點(diǎn)坐標(biāo)并將點(diǎn)位顯示于屏幕上,依此程序?qū)Φ匚锲渌卣鼽c(diǎn)進(jìn)行測繪。完成一天的外業(yè)測圖后,回室內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,利用CASS6.1讀入測圖精靈所測的.spd格式的文件,最后生成.dwg格式的圖形文件。在實(shí)習(xí)過程中測圖精靈的整個作業(yè)流程見圖2。

3 測圖精靈應(yīng)用效果

在此次數(shù)字測圖實(shí)習(xí)過程中,測圖精靈的使用給同學(xué)們開闊了眼界,在一定程度上調(diào)動了大家的實(shí)習(xí)積極性,同時給學(xué)生們展現(xiàn)了新科技、新技術(shù)在測繪科學(xué)領(lǐng)域的美好應(yīng)用前景;讓大家在實(shí)踐中了解測繪技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向[5],為今后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和日后的工作打下一定的基礎(chǔ)。測圖精靈在實(shí)習(xí)中的表現(xiàn)總體來說是令人滿意的,但在應(yīng)用過程中也發(fā)現(xiàn)了幾個主要的問題和不足:1)PDA的缺陷是屏幕顯示尺寸較小,對于地物、地貌較復(fù)雜的地區(qū),野外圖形顯示及編輯時沒有便攜機(jī)方便;2)測圖精靈與全站儀的連接是通過數(shù)據(jù)電纜建立起來的,顯然這就影響了觀測員對儀器的操作,實(shí)習(xí)中為緩解這一矛盾,測站上配備兩人,一人司儀,另一人操作PDA;3)測圖精靈應(yīng)用中偶爾會出現(xiàn)所測數(shù)據(jù)不能保存的現(xiàn)象,可能有以下原因:a.插入軟件狗時,系統(tǒng)提示是否向PC卡供電,此時應(yīng)點(diǎn)擊“是”,否則軟件狗不起作用;b.當(dāng)打開測圖精靈時,系統(tǒng)提示“你運(yùn)行的是測圖精靈學(xué)習(xí)版”這類現(xiàn)象較多,因?yàn)闇y圖精靈在沒有軟件狗時是學(xué)習(xí)版,插入軟件狗時應(yīng)保證已退出“測圖精靈學(xué)習(xí)版”;4)用測圖精靈在同一個點(diǎn)上建兩個不同屬性的辦法:完成第一類屬性物測量后,在該點(diǎn)的棱鏡保持不動,再選擇第二類屬性地物測量一次。

[1]潘正風(fēng).數(shù)字測圖原理與方法[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2004.

[2]南方數(shù)碼科技有限公司.測圖精靈用戶手冊[Z].2005.

[3]鐘煥良.測圖精靈在地形圖測量中的應(yīng)用[J].測繪通報,2003(9):20-22.

[4]陳繼光.數(shù)字化測圖及其教學(xué)實(shí)施[J].測繪通報,2000(9):44-45.

[5]王化光.數(shù)字化測圖教學(xué)方法探討[J].四川測繪,2006,29(2):94-96.