李傳方，鄭明燈，蔡 冰，鄒秀瓊

(1．湖北省航測遙感院，湖北 武漢 430074;2．湖北省測繪工程院，湖北 武漢 430074)

0 引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鎮(zhèn)化的發(fā)展及城中村的改造，許多地方大比例尺地形圖的更新頻率提高到2 ～3 年，這些地方變化范圍不大但頻率高，但涉及到規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)的各個方面。根據(jù)相關(guān)部門的要求，有必要實時更新。但道路兩旁或老城區(qū)內(nèi)的房屋鱗次櫛比，影響通行、通視，給測圖工作帶來許多不便。如果采用自由設(shè)站旋轉(zhuǎn)平移的方法就能夠較好地避免實際生產(chǎn)中長邊、多站、通視困難的控制測量問題。據(jù)此，本文以某測區(qū)為例，就具體作業(yè)方法進(jìn)行介紹，以供同行參考。

1 圖根控制測量

地形圖修補(bǔ)測地區(qū)一般位于城鎮(zhèn)、城郊結(jié)合部或經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，這些地方人口密集、交通繁忙、通視條件差，按常規(guī)的作業(yè)方法不僅效率低而且勞動強(qiáng)度大。目前圖根控制點(diǎn)測量通常采用GPS RTK 或當(dāng)?shù)氐腃ORS 網(wǎng)站進(jìn)行，但由于測區(qū)街道兩側(cè)高樓林立，受建筑物遮擋，難以接收到GPS 衛(wèi)星信號和CORS通信信號。而開闊的十字路口或道路中間雖然有信號，但由于車來人往，既不安全又影響通視，不便于設(shè)站。因此，可以在測區(qū)(測段)圖幅范圍內(nèi)兩端地勢相對開闊、通視良好的地方采用CORS 網(wǎng)站進(jìn)行圖根控制點(diǎn)測量，中間用無定向?qū)Ь€或距離后方交會的形式進(jìn)行圖根控制點(diǎn)加密的方法。

2 全野外數(shù)據(jù)采集

在距離后方交會加密點(diǎn)上設(shè)站，測站坐標(biāo)可以是任意值，以任意方向定向(如天線、發(fā)射塔、電線桿等，在無定向?qū)Ь€加密點(diǎn)上設(shè)站時只有第一次可以用任意方向定向，之后的支站測量與常規(guī)測量方法相似)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。一個測站觀測完畢，搬站前需測定兩個(或兩個以上)圖根點(diǎn)在假定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，以便后續(xù)圖形編輯時作為旋轉(zhuǎn)平移的參考點(diǎn)。

由于街道兩側(cè)路燈、路標(biāo)、各種檢查井等獨(dú)立地物較多［1］，編圖時獨(dú)立地物容易被混淆。因此，實際工作中采用編碼儲存采集數(shù)據(jù)，對于常用的獨(dú)立地物可以用簡單編碼取代CASS 編碼，以便于記憶和運(yùn)用。具體操作是:在CASS 中的SYSTEMJCODE．DEF 文件下，將CASS 編碼改成通俗易懂、便于記憶的簡單編碼。如:將A96、A39、A26、A24、A25 分別改為3(假山)、4(四方形污水篦子)、5(污水)、7 上(給水)8 下(排水)。編碼代碼對應(yīng)表，見表1。這樣，不易造成地物的混淆和遺漏。

表1 編碼代碼對應(yīng)表Tab．1 The relationship table between new code and CASS code

其他觀測方法、數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)傳輸與常規(guī)的數(shù)據(jù)采集方式基本一致。數(shù)據(jù)采集完畢后導(dǎo)出CASS 格式的數(shù)據(jù)，以便后續(xù)生成地形圖和編輯時使用。

3 地形圖的生成及編輯

3．1 生成地形圖

在CASS 環(huán)境下，點(diǎn)擊繪圖處理簡碼識別，選取所導(dǎo)出CASS 格式的數(shù)據(jù)文件，即可生成自由坐標(biāo)系下的簡碼地形圖。同時應(yīng)展入所有點(diǎn)的高程及控制點(diǎn)點(diǎn)號。生成地形碎部點(diǎn)展點(diǎn)圖，如圖1 所示。

3．2 地形圖的編輯

在CASS 環(huán)境中，設(shè)置好各項參數(shù)(包括成圖比例尺等外圖廓參數(shù))，展圖根點(diǎn)a1、a2，以圖塊方式插入圖1。由于圖1 采用的是假定的坐標(biāo)系統(tǒng)，與最終成圖的坐標(biāo)系統(tǒng)——測圖坐標(biāo)系之間存在旋轉(zhuǎn)平移關(guān)系［2］，因此需進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。如圖2 所示，假定坐標(biāo)系O'—X'Y'相對于測圖坐標(biāo)系O—XY 之間存在平移量ΔX、ΔY，旋轉(zhuǎn)角a，通過旋轉(zhuǎn)平移，計算假定坐標(biāo)系中P(X'，Y')點(diǎn)在測圖坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

圖2 坐標(biāo)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)平移關(guān)系圖Fig．2 Diagram of rotation and translation of coordinate system

轉(zhuǎn)換公式為:

式中:X'，Y'為碎部點(diǎn)在假定坐標(biāo)系中的坐標(biāo);X，Y 為碎部點(diǎn)在測量坐標(biāo)系中的坐標(biāo);ΔX、ΔY 為假定坐標(biāo)系相對于測圖坐標(biāo)系之間的平移量;a 為假定坐標(biāo)系相對于測圖坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)角。

但在圖形編輯時，沒有必要逐點(diǎn)計算其坐標(biāo)值，而是經(jīng)過圖形的旋轉(zhuǎn)平移進(jìn)行處理。本例中將圖1 中的A2 點(diǎn)平移到圖根點(diǎn)a2 上，并在“幾何圖形位置”中進(jìn)行高程改正，形成旋轉(zhuǎn)平移后的碎部點(diǎn)展點(diǎn)圖(見圖3)。再以a2 為基準(zhǔn)點(diǎn)，將A2 -A1 旋轉(zhuǎn)至a2 -a1。完成后炸開圖塊，糾正符號，并對圖面進(jìn)行整飾。最后將此圖插入到需修補(bǔ)測或檢查的圖幅中，形成最終成果圖［3］(見圖4)。

4 成果質(zhì)量檢查

根據(jù)野外采集的地物、地貌點(diǎn)，利用上述方法形成疊加的地形圖。利用同名點(diǎn)間的距離或坐標(biāo)差進(jìn)行精度統(tǒng)計和成果質(zhì)量的分析，以確定測繪產(chǎn)品的成果質(zhì)量。對文中所述測區(qū)最終成果進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表2。

本測區(qū)項目設(shè)計書對成果質(zhì)量的精度要求為:平面中誤差Mp≤0．1 m，高程中誤差Mh≤0．05 m。從表2 可以看出:26 個檢查點(diǎn)中，平面中誤差Mp≤M/2 的檢查點(diǎn)25 個，占96．2%;高程中誤差Mp≤M/2 的檢查點(diǎn)14 個，占53．8%。說明該項目成果的精度達(dá)到了規(guī)范規(guī)定的要求。根據(jù)測繪成果質(zhì)量檢查與驗收標(biāo)準(zhǔn)［3］，單項成果質(zhì)量被評定為“良”。

圖3 旋轉(zhuǎn)平移后的碎部點(diǎn)展點(diǎn)圖Fig．3 Detail points drawing after rotation and translation

圖4 最終成果圖Fig．4 The final results map

表2 精度統(tǒng)計表Tab．2 The precision statistics table

5 結(jié)束語

實事證明，實際工作中采用本文所述的作業(yè)方法，能夠提高作業(yè)效率、降低勞動強(qiáng)度、節(jié)約生產(chǎn)成本。同時在航測大比例尺地形圖的調(diào)繪中［4］，當(dāng)新增或者地面地物較多，航測內(nèi)業(yè)無法判定時采用這種方法具有明顯的優(yōu)勢。在湖北十堰1∶500 地形圖更新和麻城三河口新農(nóng)村建設(shè)測圖工程等項目中采用文中所述自由設(shè)站旋轉(zhuǎn)平移的測圖方式，都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，說明該方法切實可行。

［1］ 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)．GBT 20257 -2007 國家基本比例尺地圖圖示［S］．北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007．

［2］ 李傳方．坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)平移在工程測量中的應(yīng)用［J］． 地礦測繪，1994(2):25．

［3］ 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)．GBT 24356 -2009 測繪成果質(zhì)量檢查與驗收［S］．北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009．

［4］ 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)． GBT 7931 - 2008 1 ∶500 1 ∶1 000 1∶2 000地形圖航空攝影測量外野規(guī)范［S］． 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008．