劉華 劉智斌

摘? ?要：針對(duì)城市大比例尺地形圖的需求，本文探討了基于RTK、ENVI 5.1、Arcgis10.2的地形圖快速成圖方法，本文詳細(xì)論述了整個(gè)技術(shù)路線，在軟件的輔助下快速生成電子地形圖，為基礎(chǔ)規(guī)劃提供了可靠的數(shù)據(jù)源。

關(guān)鍵詞：大比例尺? 地形圖? 城市? ENVI? ArcGIS

RTK技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量方法在開(kāi)展大比例尺地形圖外業(yè)測(cè)量相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）作業(yè)效率高，在一般的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測(cè)完近8km 半徑的測(cè)區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的搬站次數(shù);（2）定位精度高，數(shù)據(jù)安全可推，沒(méi)有誤差積累;（3）RTK不要求兩點(diǎn)間通視，只要求滿足兩點(diǎn)間“電磁波通視”，因此，和傳統(tǒng)測(cè)最方法相比，RTK技術(shù)降低了作業(yè)條件要求;（4）作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大;（5）操作簡(jiǎn)便，方便使用，具有可視性，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。

1? 研究區(qū)概況

測(cè)區(qū)位于江西省吉安市內(nèi)，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均降雨量在1200mm左右，每年5～8月份雨量最多，風(fēng)力一般3～4級(jí)，常向主導(dǎo)風(fēng)力為東北風(fēng)。城市規(guī)劃的開(kāi)展及土方平衡的計(jì)算必須有大比例尺地形圖的數(shù)據(jù)支持。

2? 研究方法及技術(shù)路徑

2.1 研究方法

利用Trimble 5700型RTK先進(jìn)行現(xiàn)地控制測(cè)量，在其基礎(chǔ)上開(kāi)展碎步點(diǎn)測(cè)量獲取測(cè)區(qū)三維坐標(biāo)，測(cè)量完畢進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理制作完成地形圖、三維模型、進(jìn)行土方平衡計(jì)算、現(xiàn)地放樣等。

2.2 技術(shù)途徑

技術(shù)途徑如圖1所示。

3? 研究設(shè)備

3.1 測(cè)量?jī)x器

文章利用Trimble 5700型RTK 1+2模式，一臺(tái)設(shè)置為基準(zhǔn)站，兩臺(tái)為流動(dòng)站;筆記本電腦一臺(tái)。

3.2 處理軟件

本文主要使用 Trimble Geomatics Office后處理軟件、ENVI 5.1、Arcgis10.2等處理軟件。Trimble Geomatics Office后處理軟件是Trimble公司編制的GPS后處理軟件，是基于Microsoft Windows多任務(wù)操作系統(tǒng)?？梢赃M(jìn)行GPS數(shù)據(jù)后處理以及RTK測(cè)量數(shù)據(jù)處理。它可以處理所有Trimble GPS的原始測(cè)量數(shù)據(jù)和其他品牌的GPS數(shù)據(jù)（RINEX），還有傳統(tǒng)光學(xué)測(cè)量?jī)x器采集的數(shù)據(jù)以及激光測(cè)距儀的數(shù)據(jù)。

4? 測(cè)量

4.1 控制測(cè)量

測(cè)區(qū)范圍有6個(gè)高等級(jí) GPS點(diǎn)，覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)保存完好，利用其作為測(cè)量的控制點(diǎn)?；炯茉O(shè)在測(cè)區(qū)地勢(shì)較高處，以便流動(dòng)站接收基站電臺(tái)信號(hào)。利用5個(gè)GPS控制點(diǎn)進(jìn)行工地校正，以便擬合當(dāng)?shù)乜刂凭W(wǎng)，剩個(gè)控制點(diǎn)作為校正后精度檢驗(yàn)點(diǎn)。

經(jīng)對(duì)比分析，RTK 測(cè)量結(jié)果與控制點(diǎn)互差均在厘米級(jí)，其中互差最大為1.5cm 最小為0.064cm，平均為0.782cm?？梢哉J(rèn)為 GPS RTK測(cè)量結(jié)果的點(diǎn)位精度達(dá)到厘米級(jí)，而且各點(diǎn)位之間不存在誤差累積，克服了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的弊病，完全能滿足城市國(guó)土規(guī)劃測(cè)量精度要求。

4.2 碎部測(cè)量

在控制測(cè)量的基礎(chǔ)上，使用1+2工作模式，用兩套 GPS RTK接收機(jī)作為流動(dòng)站進(jìn)行測(cè)量，流動(dòng)站測(cè)量模式為連續(xù)地形測(cè)量，設(shè)置采點(diǎn)間隔頻率為1m/點(diǎn)，共計(jì)測(cè)量地形控制點(diǎn)118700個(gè)，經(jīng)現(xiàn)地驗(yàn)證，平均誤差為1.2cm，在誤差精度范圍內(nèi)，可以作為成圖基礎(chǔ)。

4.3 數(shù)據(jù)傳輸

測(cè)量完畢將 GPS獲得的數(shù)據(jù)使用 Trimble Geomatics Office后處理軟件進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換出shapfile格式，可直接導(dǎo)入計(jì)算機(jī)的 GIS軟件中進(jìn)行成圖數(shù)據(jù)處理。

5? 數(shù)據(jù)處理

5.1 數(shù)字高程模型（DEM）的構(gòu)建

將采集的帶有三維坐標(biāo)的點(diǎn)構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）數(shù)據(jù)（如圖2），然后利用克里金插值法（Kriging）構(gòu)建1m分辨率的數(shù)字高程模型（DEM）。

5.2 構(gòu)建 DLG

利用構(gòu)建完成的 DEM 數(shù)據(jù)提取得等值線（DLG）、按照地形圖制圖規(guī)范要求結(jié)合最新高清衛(wèi)星影像勾繪地物，制作完成1：500測(cè)區(qū)地形圖。

5.3 空間三維景觀模型的制作

利用ENVI5.1 3D可視化模塊將精校正的最新高清衛(wèi)星影像與數(shù)字高程模型（DEM）疊加，制作完成空間三維景觀模型，實(shí)現(xiàn)全三維瀏覽功能，為使測(cè)區(qū)三維景觀更加逼真和生動(dòng)，地物的紋理可采用數(shù)碼相機(jī)實(shí)地拍攝對(duì)其進(jìn)行正射處理并存儲(chǔ)為位圖，在構(gòu)建三維景觀模型時(shí)調(diào)用地物紋理位圖并進(jìn)行定位和拼接，最終制作完成了能夠形象生動(dòng)的反映現(xiàn)地的三維景觀模型。

5.4 土方平衡計(jì)算

測(cè)區(qū)地形較為復(fù)雜，建設(shè)和施工難度較大，因此規(guī)劃中需對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行土地平整，計(jì)算出局部區(qū)域土方平衡。土地平整計(jì)算有方格法、等高線法、斷面法和數(shù)字高程模型（DEM ）法等，本文采用數(shù)字高程模型（DEM ）法，先確定出需進(jìn)行土地平整區(qū)域，利用 GIS軟件空間分析模塊結(jié)合數(shù)字高程模型（DEM ）計(jì)算出土方平衡量，為規(guī)劃提供準(zhǔn)確詳實(shí)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

5.5 設(shè)計(jì)點(diǎn)放樣

根據(jù)測(cè)區(qū)建設(shè)需要，利用 RTK 技術(shù)還開(kāi)展了準(zhǔn)確高效的野外放樣工作。放樣點(diǎn)是根據(jù)設(shè)計(jì)方案將道路交叉點(diǎn)等規(guī)劃點(diǎn)從地形圖中提取出其坐標(biāo)并輸入 RTK 中，利用 RTK 測(cè)量形式中的放樣功能將設(shè)計(jì)點(diǎn)在現(xiàn)地找出并打樁作上標(biāo)記。

6? 結(jié)語(yǔ)

RTK在控制測(cè)量以及施工放樣中有著廣泛的運(yùn)用，比傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器的測(cè)量，它有著省時(shí)省工精度高且效率高等特點(diǎn)，本文通過(guò)載波相位差分（RTK）技術(shù)完成了大比例尺地形圖的繪制，為設(shè)計(jì)單位提供了電子地形圖，為其科學(xué)合理、因地制宜的實(shí)踐提供了詳實(shí)可靠的規(guī)劃依據(jù)，為今后施工規(guī)劃提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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