浅析几种常用地形图测绘方法

浅析几种常用地形图测绘方法
浅析几种常用地形图测绘方法

浅析几种常用地形图测绘方法
陈奕宝 （上海隧道工程质量检测有限公司,上海 201401）
中图分类号：TB2 文献标识码：A 文章编号：1003-2738（2012）05-0327-02
摘要: 现代技术的发展使得测绘技术不断更新,新的测绘方法促进了测绘精度、测绘水平的提高.本文着重介绍了全站仪测图和GPS-RTK技术两种测绘方法,对其工作原理、特点以及适用范围进行了总结,对相关工作人员有一定的借鉴作用.
关键词：全站仪；GPS-RTK；测绘方法一、引言现代科学技术的快速发展,极大的促进了地形测绘技术的更新,大比例地形图的测绘方法由现在的全站仪配合测图精灵、全站仪配合绘草图等方法替代了原来的经纬仪测图、平板白纸测图等,新的测绘方法无论在技术上还是在精度上都有了质的飞跃.此外,测量中采用的GPS-RTK技术,极大的提高了大比例地形图的测绘效率和精度.本文作者结合自己多年从事地形测绘的经验,对全站仪测绘和GPS-RTK技术进行了简要分析,对从事测绘作业的技术人员有一定的借鉴作用.
二、利用全站仪测绘地形图
（一）全站仪的主要特点.
全站仪具有耐用、精密、轻巧等特征,操作起来简单方便,内存大、测量精度高,可以实现乘常数加常数的改正、自动补偿改正、水平距离换算等.随着技术的发展,全站仪正向着标准化、智能型、开放性、全自动等方向发展,被防范用于建筑施工测量、地形图测绘等领域中.作为一种新型的测量仪器,全站仪特点主要有以下几点：①在进行地形图测绘时,可以同时进行地形测量和控制测量.②运用全站仪进行工程施工放样时,可将设计图纸中相关点快速的测设到地面上.③运用全站仪进行变形监测时,可以实现对地质灾害、建筑物变形等的实时监测.④运用控制测量时,全站仪具有后方交会、前方交会、导线测量等功能,测量精度高,仪器操作简单,可以大幅提高测量作业速度.⑤在一个测站就可以完成测量的全部内容,主要有高差测量、距离测量、角度测量等,并可以存储和传输测量数据.⑥全站仪可以借助传输设备实现与绘图仪、计算机的连接,进而构成一体式的测绘系统,极大的提升了地形图测绘的工作效率和测绘质量.
（二）主要工作过程介绍.
利用全站仪进行地形图测绘主要包括以下过程：采集数据、处理数据、编辑图形以及输出图形等.采集数据就是获取地形图测绘所需要的数据信息,主要是所测绘实体的属性以及空间位置等信息.外业采集可以有两种不同的工作方式,一种是在野外利用全站仪获取数据,将获得的数据存入全站仪的内存中,或者是将数据转存到掌上电脑中,之后再将转存的数据导入计算机中进行后期处理；另一种是直接将计算机与全站仪在野外进行连接,全站仪测量所获得的数据实时传输到与其相连的计算机中,实地添加地理属性,进而直接成图.
（三）测绘方法分析.
1.建立地形图测绘的平面控制坐标系.在正式进行地形图测绘前,应当先建立平面控制坐标系.实际操作中,一般是选用大地坐标系作为平面控制坐标系,这样可以很方便的利用已有的国家三角点.如果在所测绘的范围内不存在确定的控制点时,可以在测区内建立自己的直角坐标系,并以地球正磁北为零作为直角坐标系的起始方位角.
2.采集数据.在测区范围内选择一个视线开阔,可以观察到测区内绝大部分测点的点作为全站仪的站点,并在该点设置标记.将全站仪架设在站点上,将掌上电脑等设备连接到全站仪上,开启测图精灵进行数据的采集.在进行地貌、地物测绘时,所需要的测点有所区别,有多点地物、带状地物、独点地物等,因而就需要结合现场情况而分别对待.如在进行建筑物测绘时,就需要进行至少三个点的数据采集,而进行独点地物测绘时就只需要进行一个点的数据采集.在进行特殊地物测绘时应当依据地物的变化情况,合理确定采点的位置和数目,以求能够很好的控制其形状的变化,进而降低测量误差.此外,在进行数据采集时还应注意以下几点：①若测量时同时采用多个棱镜,应当尽可能的使各个棱镜的高度相当；若需要变化某一点棱镜高时,注意要更新改点的棱镜高.②测绘作业时,测绘人员应当配有对讲机,以便测量人员测绘时及时进行沟通,避免因沟通问题而出错.③在设置全站仪测点时,要明确机器所在点的点号,以及后视点的点号,若点号弄混将导致测量数据全部报废.
3.数据处理.依据测点坐标,参照测图要求进行地形图的绘制,而目前全站仪测图主要是采用CASS测图软件来实施,该款软件是以Auto CAD为平台的数字化测绘数据采集系统,通过其“电子平板”的作业方式,可以连接全站仪的所有数据接口,进而达到自动输入记录所采集到的数据,并在野外作业的条件下就可以完成地形图的绘制；或者是利用掌上电脑下载测图精灵数据,之后再结合数据在CASS上完成制图.参照实地测量时所绘制的草图进行地形图的绘制,将各个测点用标准符号相连,在完成地物绘制后,结合测区实际的地形情况进行等高线的绘制,以对其进行修补.由于不同的纸张变形存在差异,地形图与卫星图像二者的投影不同等原因,使得地形图与卫星图片放在一起时不能达到完全重合,这时就需要通过两图的对照比较,以局部重合的办法进行地物的绘制.期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在已经能获得地图、航拍图片等资料的前提下,进行实地考察并设置判读标志,譬如地名、结构、房屋层次等文字符号,进而实现对地形图地貌的绘制.
三、利用GPS-RTK测绘地形图
（一）工作基本原理及技术特点.
GPS-RTK是一种实时动态定位技术,以载波相位观测值为基础,可以实时提供测点的三维定位结果.GPS-RTK通常由三部分构成：①基准站,主要为双频GPS接收机；②流动站,主要是实时差分软件系统以及双频GPS接收机；③数据链,主要是GSM手机以及数据电台.
利用GPS-RTK技术进行地形图测绘主要具有以下技术特点：①测量结果能够实时动态的显示出来,工作过程较为透明、直观；可以实时查看坐标的定位精度,同时有效的解决了以往测绘技术不能快速成图、实时动态放样的问题.②外业作业时间短；观测条件适宜的情况下,只需要大约4s的时间就可以获得测点的三维坐标.③作业时间不受限制；利用GPS-RTK技术测绘时,只要在测点能够同时接收到4颗卫星的信号就可以进行测绘作业.④自动化水平高； GPS-RTK技术操作起来较为简便,测量人员只需要将天线对中、整平,测量电线的高,然后开启电源就可以实现自动测量,大大降低了测量人员的工作量,已然实现了智能化.
（二）GPS-RTK在工程测量中的应用.
GPS-RTK以其高效、自动、实时、快速等特点被广泛应用于隧道、桥梁、道路、水利等工程测量中.①普通控制测量；利用 GPS-RTK 技术可连续测设加密控制点的三维坐标,以满足局部区域使用全站仪进行分项工程测量的需要.②数字化地形图测量；采用 GPS-RTK 测图,可以大幅度降低测图所需的控制点数目,改变了以往的“先控制、后测图”的测量方式.只需一个人采集点位坐标数据,再将其导入到数字化软件中,即可生成各种比例尺的地形图,大幅度减少劳动力,有效提升测图效率.③地籍测量；GPS-RTK 技术可实时测定每一宗土地的权属界址点的位置,将获取的数据处理后导入 GPS 系统中即可及时得到地籍图.④施工放样测量；RTK 随机软件中包含放样的功能,可进行点、直线、曲线的施工放样测量.在测量控制器中输入事先设计好的点、线路要素,即可自动生成对应的放样点,控制器通过实时显示测点里程和偏移距离指导放样工作.
（三）测量作业的工作流程.
采用GPS-RTK技术进行测量作业的工作流程如下：①相关资料的收集；在进行测量作业前,应当根据实际情况来收集测区已知的高等级控制点,并对控制点数据进行检查以确保其真实性.②前期所收集到的高等级控制点绝大多数不能直接采用,需要对测区控制点进行加密,并将加密点和原有的控制点作为基准站的位置,测量其实际高程及坐标,之后将接收机设置在基准站上配置参数.③将GPS接收机安放在流动站上,并将接收机初始化；它可以再某一个测点上初始化后,进行动态测量作业,此外还可以在动态测量的情况下完成GPS接收机的初始化.③GPS测量时所采用的坐标系为WGS-84坐标系,而实际工程中大多使用的是地方独立坐标系,因而就需要确定进行坐标转换的参数.如果所测绘地区之前曾进行过静态控制网测量,那么就能够很容易获得转换关系；若未进行过静态控制测量,就应该在测区选择控制点进行现场校核,选用三个以上的点来修正RTK参数.在明确了地方独立坐标系与WGS-84坐标系的转换参数以后,利用RTK中的测量控制器,就可以很容易的获得定位点的独立坐标.⑤在确定所使用的坐标转换参数的正确性后,就可以结合工程的实际情况,在测区内进行实时测量等工作.
（四）提高测绘质量的措施.
应用GPS-RTK技术进行地形图测绘时,由于受到卫星状况的限制、天空环境的影响,作业变形相比标称距离小、数据传输时容易受到外界环境的限制和干扰,山区、城市高楼密集区测绘易失信号、初始化时间过长,个别设备精度和稳定性不高的影响,直接影响了地形图测绘的质量和精度,为此,在测绘工作中要采取必要措施提高测绘质量,主要有：①测绘前尽可能选择使用稳定性好、精度高的设备,规避由于设备质量对测绘的影响.②使用已有测点进行比较；利用布设控制网时的静态GPS的多余控制点,将其测量结果与RTK测得的结果进行对比,进而实现对测量结果的检查,这种方法易受到控制点数目的限制,但方法较好.③重新测量比对法；在每次测量初始化以后,对前一次已经测过的高精度控制点进行重新测量,对比两次测量的结果,若误差在允许值范围内方可进行测量,这种方法通常用于没有控制点的地方.
四、结语利用全站仪配合使用测图精灵程序,可以较为理想的采集绘制出不同属性的地物、线形,进而生成大致的图形,具有操作方便、直观性强的优点.在控制测点数量少、通视性差的条件下,普通测量仪器无法顺利进行测绘的山区,利用GPS-RTK技术很好的进行测绘作业,效果良好,可以节省大量的人力、物力.总之,利用全站仪、GPS-RTK技术进行地形图测绘是较为理想的测绘方法,可以有效提升工作效率,获得良好的经济、社会效益.
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