包 欣

安徽理工大學(xué)測繪學(xué)院，安徽省淮南市 232001

地面大比例尺數(shù)字化測圖應(yīng)用研究

包 欣

安徽理工大學(xué)測繪學(xué)院，安徽省淮南市 232001

在分析了大比例尺數(shù)字測圖的特點(diǎn)、作業(yè)方法和基本作業(yè)過程的基礎(chǔ)上，介紹了天津師大數(shù)字校園數(shù)字化測圖的作業(yè)流程，進(jìn)而探討如何將數(shù)字化成圖軟件南方CASS及先進(jìn)的數(shù)字化測量儀器和技術(shù)（如GPS接收儀、全站儀等以及相應(yīng)測量軟件配套）組成完整的測繪數(shù)字化成圖系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)踐，如何將這套系統(tǒng)運(yùn)用到實(shí)際工作中以取得更多更好的測繪成果。

大比例尺；方法；作業(yè)流程；數(shù)字化成圖系統(tǒng)

引言

大比例數(shù)字測圖，是隨著全站儀的發(fā)展而衍生的一種測圖方法，是以計算機(jī)為核心，在輸入輸出設(shè)備的支持下，對地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、繪圖、管理的測繪系統(tǒng)[1]。與傳統(tǒng)的白紙測圖相比，該技術(shù)有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，由于野外測量自動記錄，自動解算等特點(diǎn)，使數(shù)字測圖自動化效率高，同時數(shù)字測圖成果可以配合各類軟件的性能，方便地進(jìn)行各種功能處理，繪出各類相應(yīng)專用圖，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的共享[2]。此技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到測繪生產(chǎn)實(shí)踐中，大大地提高了測繪作業(yè)的效率和精度。

研究通過介紹天津師大校園數(shù)字化測圖的作業(yè)方法，探討如何將數(shù)字化成圖軟件及先進(jìn)的數(shù)字化測量儀器和技術(shù)組成完整的測繪數(shù)字化成圖系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)踐，同時完成天津師范大學(xué)校園數(shù)字化測圖工作。

1 具體施測

天津師范大學(xué)主校區(qū)位于天津市西青區(qū)，是天津市屬重點(diǎn)院校。為了建立數(shù)字校園，需要測繪校區(qū)1：500比例尺地形圖，其測圖面積約2.5km-1（南北寬2.1km，東西寬1.2km）。

1.1 控制網(wǎng)設(shè)計

導(dǎo)線測量的外業(yè)工作包括踏勘選點(diǎn)、建立標(biāo)志、量測等。點(diǎn)位選擇直接影響到測量的精度，因此在選點(diǎn)之前，應(yīng)收集測區(qū)已有的成果資料，初步設(shè)計控制網(wǎng)布設(shè)路線和控制點(diǎn)的位置，在實(shí)踐中主要遵循以下原則[3]：方便儀器安置且通視良好；點(diǎn)位便于設(shè)備安置和施測，周圍無遮擋；考慮儀器與人的安全問題，避免選在道路中央；點(diǎn)位均勻，控制整個測區(qū)。

通過對測區(qū)的考察和分析，根據(jù)控制點(diǎn)選取及控制網(wǎng)布設(shè)原則，我們采用平面直角坐標(biāo)系，運(yùn)用導(dǎo)線網(wǎng)中的閉合導(dǎo)線[4]，對控制網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計，選定了12個點(diǎn)位。

1.2 具體施測

大比例尺數(shù)字測圖分為控制測量、圖根控制測量、野外數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)編輯成圖四大環(huán)節(jié)，測圖作業(yè)采用先控制后碎部，先整體后局部的方法[5]。但為了充分發(fā)揮全站儀的優(yōu)越性，研究采用圖根控制測量與碎部測量同步進(jìn)行的方法，以提高作業(yè)效率。

1.2.1 平面控制測量

在施測過程中，首先要根據(jù)選點(diǎn)原則進(jìn)行踏勘選點(diǎn)，選定點(diǎn)后，各等級控制點(diǎn)需埋設(shè)永久性標(biāo)記，點(diǎn)位統(tǒng)一編號，對于重要的導(dǎo)線點(diǎn)，應(yīng)繪制草圖。

常規(guī)的導(dǎo)線測量外業(yè)是采用經(jīng)緯儀測角，用測距儀或鋼尺測量導(dǎo)線邊長，獲取導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)，但采用全站儀后，平面控制測量的外業(yè)工作由過去測角、量邊轉(zhuǎn)為直接測量導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)，它既加快工程進(jìn)度又能有效控制工程質(zhì)量[6]。

1.2.2 圖根控制測量及碎步測量

測量過程中，利用全站儀的“數(shù)據(jù)采集”功能進(jìn)行測量其步驟為[7]：

(1)創(chuàng)建測量坐標(biāo)文件：創(chuàng)建測量坐標(biāo)文件，并把已知測站點(diǎn)和后視點(diǎn)的坐標(biāo)存入該文件，測量下一導(dǎo)線點(diǎn)過程中調(diào)用該文件完成測站點(diǎn)和后視點(diǎn)的設(shè)置，測量完成后的坐標(biāo)和點(diǎn)號自動生成并存入該文件。

(2)將全站儀安置于測站點(diǎn)，考慮氣象改正和棱鏡常數(shù)改正，進(jìn)行設(shè)站。

(3)創(chuàng)建測量數(shù)據(jù)文件：通過調(diào)用文件或輸入文件名，創(chuàng)建測量數(shù)據(jù)文件作為當(dāng)前文件，存儲測量數(shù)據(jù)。

(4)設(shè)置測站點(diǎn)及后視點(diǎn)。

(5)待測點(diǎn)測量：完成上述設(shè)置后即可執(zhí)行“測量”命令, 通過角度或斜距或坐標(biāo)等不同的執(zhí)行命令，存儲不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

(6)碎步點(diǎn)測量：根據(jù)測站上的一個已知方向與碎步點(diǎn)之間的水平角和測站點(diǎn)到碎步點(diǎn)的距離，確定碎步點(diǎn)的位置，存儲到測量坐標(biāo)文件中。依此類推，直至所有待測點(diǎn)測量完畢。

測量數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于天津師范大學(xué)數(shù)字校園建設(shè)，因此根據(jù)實(shí)際需求，對地物進(jìn)行合理取舍，具體參照“規(guī)范”和“圖式”

[8]。

2 數(shù)據(jù)處理

導(dǎo)線測量的最終目的是要獲取各控制點(diǎn)的坐標(biāo)，通過外業(yè)記錄的點(diǎn)位測量信息和繪圖信息，可以獲取計算坐標(biāo)的各個數(shù)據(jù)項(xiàng)：水平角、豎直角、斜距或丈量的距離、交會的角度和距離。通過專業(yè)評差軟件提取所需的數(shù)據(jù)項(xiàng)，調(diào)用有關(guān)函數(shù)計算各控制點(diǎn)坐標(biāo)，并存入坐標(biāo)文件[9]。

圖形數(shù)據(jù)主要利用南方CASS成圖系統(tǒng)進(jìn)行處理，內(nèi)容包括：對采集的碎部測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、排錯、解碼、坐標(biāo)計算等，形成碎部點(diǎn)文件，根據(jù)圖形信息將這些離散的碎部點(diǎn)連接起來，構(gòu)成線、面、區(qū)域，并確定相應(yīng)地物，將屬于同一地物的各個測點(diǎn)進(jìn)行排列和處理，形成圖形文件，借助圖形編輯功能對顯示圖形進(jìn)行圖形編輯、修改、注記等，最后形成正式的碎部點(diǎn)文件和圖形文件[10]。

3 結(jié)語

通過對采集過程的研究，可以發(fā)現(xiàn)大比例數(shù)字測圖具有很多優(yōu)點(diǎn)：全站儀觀測導(dǎo)線，可直接得到地面點(diǎn)的平面近似坐標(biāo)，在成果處理時應(yīng)用近似坐標(biāo)按間接平差法，直接在已經(jīng)測得導(dǎo)線點(diǎn)的近似坐標(biāo)上進(jìn)行改正，避免了傳統(tǒng)平差法的方位角及坐標(biāo)增量的推算和改正；同時傳統(tǒng)附和導(dǎo)線測量需要兩條已知邊，作為方位角的檢核條件，而全站儀導(dǎo)線間接平差，只需要一條已知邊和一個已知點(diǎn)，這將優(yōu)于經(jīng)緯儀導(dǎo)線測量方法；數(shù)據(jù)處理運(yùn)用南方CASS軟件可同時編輯多幅圖形，圖形間可復(fù)制實(shí)體圖形帶屬性，可輕松編輯、修改復(fù)雜地物；在數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和存儲過程中，由于圖件的各類要素均由繪圖儀自動繪制,減少了人為主觀因素的影響；同時，數(shù)字化地圖內(nèi)容和各種信息以數(shù)碼形式存儲在計算機(jī)以及外部的存儲介質(zhì)中，便于保管、處理和應(yīng)用，且沒有精度損失[11]。

測繪數(shù)字化成圖技術(shù)使用了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)和全站儀進(jìn)行控制和碎部測量，利用數(shù)字化地形成圖軟件南方CASS和先進(jìn)的繪圖儀或打印機(jī)進(jìn)行成圖和繪制各種成果表格。研究將此套成圖系統(tǒng)應(yīng)用于天津師大數(shù)字校園數(shù)字化測圖，取得了較好的測繪成果的同時也完成三維數(shù)字校園前期數(shù)據(jù)測量工作，為三維數(shù)字校園的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.040

包欣，安徽理工大學(xué)，研究生，地圖制圖學(xué)與地理信息工程。，