測繪數(shù)字化在地形測量中的運(yùn)用及技術(shù)要點(diǎn)探析

杜光

摘要：本文通過對測繪數(shù)字化在地形測量中的軟件選擇進(jìn)行分析，以測量的控制過程、測量區(qū)域的導(dǎo)線控制網(wǎng)的建立過程、高程控制網(wǎng)的布設(shè)過程、碎部點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)采集、測量的數(shù)據(jù)處理等作為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，從而體現(xiàn)測繪數(shù)字化在地形測量中應(yīng)用所具有的優(yōu)勢，通過驗(yàn)收判斷其技術(shù)控制的準(zhǔn)確度，為地形測量提供了理論與實(shí)踐性的依據(jù)。

關(guān)鍵字：測繪數(shù)字化；地形測量；運(yùn)用；技術(shù)要點(diǎn)

前言：

隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，測繪設(shè)備也在不斷的升級中為地形測量的成圖輸出做出了貢獻(xiàn)，由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，地形測繪工作也進(jìn)入了數(shù)字化時代，并逐漸取代了傳統(tǒng)的手工繪圖，實(shí)現(xiàn)了科技化繪圖，提高了繪圖的準(zhǔn)確性，縮短了繪圖的速度，為地形測量提供了準(zhǔn)確的數(shù)字基礎(chǔ)。

一、測繪數(shù)字化在地形測量中的軟件選擇

采用數(shù)字化技術(shù)在地形測量過程中進(jìn)行測繪，必須選擇有效的測繪軟件，才能夠減少測繪過程中的誤差。

目前常用的測繪軟件主要有MAPGIS系列以及CASS系列MAPGIS系列測繪軟件由中地?cái)?shù)碼集團(tuán)生產(chǎn)，而CASS系列測繪軟件由武漢瑞德測繪自動化公司生產(chǎn)。

根據(jù)地形測量的不同要求以及軟件適用情況從而選擇合適的地形測繪軟件。

CASS測繪軟件的應(yīng)用是建立在AutoCAD軟件應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的，RSMS測繪軟件則是建立在GIS圖形平臺基礎(chǔ)之上的，其利用全站儀以及電子手簿進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，并與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的編輯與交互，從而進(jìn)行圖形的繪制。

目前，我國各單位在進(jìn)行地形測量的過程中均采用此種軟件進(jìn)行數(shù)字化測繪，由于其操作簡便、成圖方便因此在市場上較為普及。

二、測繪數(shù)字化在地形測量中的實(shí)際技術(shù)運(yùn)用

（一）測量的控制過程

控制測量具有控制全局、避免誤差等作用，因此在平面控制測量、高程控制測量以及三維控制測量的過程中，必須建立CPS控制網(wǎng)以及導(dǎo)線控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)，然后分為四等控制網(wǎng)對地形進(jìn)行測繪，從而使得測繪的圖像能夠構(gòu)成地形圖的整體，起到總攬全局的作用。

1.首先需要建立測繪區(qū)的GPS控制網(wǎng)，在這個過程中需要應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。設(shè)定首級GPS控制點(diǎn)以及標(biāo)有“+”字線的標(biāo)石進(jìn)行永久性的定位埋設(shè)。在進(jìn)行測繪的過程中，選擇的GPS接收機(jī)作為進(jìn)行地面空間位置定位的儀器，其型號為中海達(dá)系列GPS， 例如V30 GNSS RTK，精度為±（2.5+1*10-6D）mm，用途為高精度高性能定位系統(tǒng)。這種接收機(jī)連接方式為邊連式，在測量過程中，分別在測站上放置按照相關(guān)位置放置四臺GPS接收機(jī)，然后對接收機(jī)的儀器高度進(jìn)行測量，單位精確到毫米。

在進(jìn)行測量點(diǎn)觀測的過程中，兩臺接收機(jī)位置固定不變，另外兩臺接收機(jī)隨著測量點(diǎn)的不同而發(fā)生改變，其通過不斷改變方位進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄性的測量，從而在1個小時左右將所有點(diǎn)測量完。對衛(wèi)星截止測量的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行限制，其中觀測到的衛(wèi)星最少樹木應(yīng)≥4個，位置精度強(qiáng)弱度≤6，截止高度角≥15°，對中誤差≤2cm，數(shù)據(jù)采集間隔控制在15°，|天線高差|≤3mm。通過平差軟件進(jìn)行隨機(jī)性計(jì)算，通過基線的情況進(jìn)而判定GPS觀測到的地形點(diǎn)的坐標(biāo)。

2.建立測量區(qū)域的導(dǎo)線控制網(wǎng)

二級導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)該建立在四等GPS之上，其布設(shè)點(diǎn)的位置應(yīng)該固定，一般情況下布設(shè)在GPS點(diǎn)之間，并通過在點(diǎn)上設(shè)置測量標(biāo)志，將標(biāo)志練成折線，對折線的邊與轉(zhuǎn)折角進(jìn)行測量，從而獲取導(dǎo)線點(diǎn)。導(dǎo)線點(diǎn)是固定的，通過埋設(shè)標(biāo)石進(jìn)行記錄。

將布設(shè)的導(dǎo)線點(diǎn)連接構(gòu)成節(jié)網(wǎng)點(diǎn)，并對導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行編號。利用方向觀測法對水平角進(jìn)行觀測，觀測的要點(diǎn)為邊長單程，分別進(jìn)行二測回的觀測，滿足2*4=8的讀數(shù)規(guī)定。

制定相關(guān)的記錄表格，將測回所得的數(shù)據(jù)用鉛筆記錄在表格上，記錄的過程中，要保證格式正確、字跡清楚、美觀、編號明確，符合測繪的標(biāo)準(zhǔn)等。

驗(yàn)算二級導(dǎo)線應(yīng)該按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，例如測角中誤差、方位角閉合差、導(dǎo)線相對閉合差等。

其中測角中誤差的計(jì)算公式應(yīng)該為mβ=±

其中fβ為導(dǎo)線各方位的閉合差；N為fβ的個數(shù)；n為fβ時的測站數(shù)。

檢查各項(xiàng)測量限差是否符合規(guī)范，并將結(jié)點(diǎn)所連成的網(wǎng)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行平差，在此之后進(jìn)行高密度與精度的評定。

3.布設(shè)高程控制網(wǎng)

高程控制網(wǎng)的布設(shè)是建立在已知水準(zhǔn)點(diǎn)與分成四等的平面控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上的，將其作為起算標(biāo)志后再進(jìn)行地形的觀測。

水準(zhǔn)測量所選擇的儀器是北光S3自動安平水準(zhǔn)儀，其中i角的誤差控制在20度以內(nèi)。

采用中絲讀數(shù)法進(jìn)行四等水準(zhǔn)測量的順序應(yīng)該為后-前-前-后。找到觀測過程中的固定點(diǎn)，如果其無固定點(diǎn)，則用尺墊進(jìn)行計(jì)算。

水準(zhǔn)儀的位置關(guān)系到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，因此在放置過程中一定要適當(dāng)，并且防止進(jìn)行二次調(diào)焦（F）。

檢查各項(xiàng)限差，如果其符合測繪的相關(guān)規(guī)定，則進(jìn)行結(jié)點(diǎn)的連接，構(gòu)成結(jié)點(diǎn)網(wǎng)后將數(shù)據(jù)存儲入計(jì)算機(jī)進(jìn)行平差，在此之后進(jìn)行高密度與精度的評定，并將結(jié)果進(jìn)行打印。

（二）采集碎部點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)

采用全站儀和動態(tài)GPS（RTK）相結(jié)合的方法采集碎部點(diǎn)。

在WG8-84坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)均可以通過PTK接收器實(shí)施采集到，首先確定相關(guān)地形的特點(diǎn)，然后根據(jù)此特點(diǎn)樹立測桿，將點(diǎn)號與特征編碼輸入后進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，然后起稿草圖，方便成圖檢查。對單位小組進(jìn)行劃分，每組二人，實(shí)行觀測與內(nèi)業(yè)繪圖。

采用Bursa模型求定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，模型如下：

（三）對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

對測量的誤差以及結(jié)果、各測量階段數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，檢驗(yàn)測量成果的正確性。

外業(yè)采集的數(shù)據(jù)通過專業(yè)傳輸軟件傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，再通到采集小組所用的相關(guān)成圖軟件中，數(shù)據(jù)進(jìn)行修改與編輯，實(shí)現(xiàn)成圖的輸出。

三、測繪數(shù)字化在地形測量運(yùn)用中的檢查、驗(yàn)收過程

在完成地形測量作業(yè)的過程中，小組人員應(yīng)該對測繪的成圖資料與結(jié)果進(jìn)行分析與檢測，并互相提出問題與錯誤。對內(nèi)業(yè)圖件資料進(jìn)行全面檢查的過程也要進(jìn)行抽查，將發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時解決，避免施工過程中出現(xiàn)問題。

保證外業(yè)原始記錄、原始圖件資料、業(yè)內(nèi)平差計(jì)算成果、數(shù)字化電子圖件是否符合規(guī)格。主管技術(shù)人員組隊(duì)對檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)問題，及時修正并記錄，然后寫出相關(guān)總結(jié)報(bào)告，由上級單位進(jìn)行驗(yàn)收。

地形測量的測繪數(shù)字化工作需要由省、市專家等具有權(quán)威性的人物以及組織進(jìn)行最終的審查與驗(yàn)收。各專家提出建議以及對測量的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行提問，相關(guān)人員進(jìn)行回答并記錄，完成檢查驗(yàn)收的工作，在規(guī)定的時間內(nèi)完成測圖工作。

結(jié)語：

本文通過選擇合適的數(shù)字化測繪軟件，分析了其在地形測繪過程中的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)與運(yùn)用優(yōu)勢，從而展示了其成圖的精度與細(xì)致化，為我國地形測量工作作出了巨大的貢獻(xiàn)，縮短了地形測繪的時間，完善了測繪的歷程，滿足了地質(zhì)工作者的工作需求，對于社會發(fā)展與進(jìn)步具有重要的意義。

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