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)濟建設、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、設計、建設的各個方面。根據(jù)相關部門的要求，有必要實時更新。但道路兩旁或老城區(qū)內的房屋鱗次櫛比，影響通行、通視，給測圖工作帶來許多不便。如果采用自由設站旋轉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)方法進行介紹，以供同行參考。

1 圖根控制測量

地形圖修補測地區(qū)一般位于城鎮(zhèn)、城郊結合部或經(jīng)濟較發(fā)達的地區(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度大。目前圖根控制點測量通常采用GPS RTK 或當?shù)氐腃ORS 網(wǎng)站進行，但由于測區(qū)街道兩側高樓林立，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，不便于設站。因此，可以在測區(qū)(測段)圖幅范圍內兩端地勢相對開闊、通視良好的地方采用CORS 網(wǎng)站進行圖根控制點測量，中間用無定向導線或距離后方交會的形式進行圖根控制點加密的方法。

2 全野外數(shù)據(jù)采集

在距離后方交會加密點上設站，測站坐標可以是任意值，以任意方向定向(如天線、發(fā)射塔、電線桿等，在無定向導線加密點上設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)圖根點在假定坐標系下的坐標值，以便后續(xù)圖形編輯時作為旋轉平移的參考點。

由于街道兩側路燈、路標、各種檢查井等獨立地物較多［1］，編圖時獨立地物容易被混淆。因此，實際工作中采用編碼儲存采集數(shù)據(jù)，對于常用的獨立地物可以用簡單編碼取代CASS 編碼，以便于記憶和運用。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，點擊繪圖處理簡碼識別，選取所導出CASS 格式的數(shù)據(jù)文件，即可生成自由坐標系下的簡碼地形圖。同時應展入所有點的高程及控制點點號。生成地形碎部點展點圖，如圖1 所示。

3．2 地形圖的編輯

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

圖2 坐標系統(tǒng)旋轉平移關系圖Fig．2 Diagram of rotation and translation of coordinate system

轉換公式為:

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

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

4 成果質量檢查

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

本測區(qū)項目設計書對成果質量的精度要求為: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 個檢查點中，平面中誤差Mp≤M/2 的檢查點25 個，占96．2%;高程中誤差Mp≤M/2 的檢查點14 個，占53．8%。說明該項目成果的精度達到了規(guī)范規(guī)定的要求。根據(jù)測繪成果質量檢查與驗收標準［3］，單項成果質量被評定為“良”。

圖3 旋轉平移后的碎部點展點圖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、降低勞動強度、節(jié)約生產(chǎn)成本。同時在航測大比例尺地形圖的調繪中［4］，當新增或者地面地物較多，航測內業(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)村建設測圖工程等項目中采用文中所述自由設站旋轉平移的測圖方式，都取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，說明該方法切實可行。

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

［2］ 李傳方．坐標旋轉平移在工程測量中的應用［J］． 地礦測繪，1994(2):25．

［3］ 中華人民共和國國家標準．GBT 24356 -2009 測繪成果質量檢查與驗收［S］．北京:中國標準出版社，2009．

［4］ 中華人民共和國國家標準． 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:中國標準出版社，2008．