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關(guān)鍵詞：三維數(shù)字；地形圖；測(cè)繪技術(shù)

1. 引言

隨著數(shù)字地形圖的廣泛應(yīng)用，為了便于進(jìn)行空間方面的量測(cè)和分析，人們對(duì)它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求，為此，在借鑒二維數(shù)字地形圖和數(shù)字地面（或高程）模型優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服二維數(shù)字地形圖在空間表示和應(yīng)用方面的不足，提出了測(cè)繪三維數(shù)字地形圖的想法。

為此，本論文主要對(duì)三維數(shù)字地形圖的測(cè)繪技術(shù)展開分析探討，以期從中找到可靠有效可行的數(shù)字地圖測(cè)繪技術(shù)，并以此和廣大同行分享。

2. 三維數(shù)字地形圖的地形數(shù)據(jù)及表達(dá)方法分析

地形數(shù)據(jù)即為表現(xiàn)地勢(shì)走向的地貌數(shù)據(jù)，包括平面位置和高程數(shù)據(jù)兩種信息，這兩種信息目前主要通過野外測(cè)量、航空航天遙感影像和現(xiàn)有地形圖數(shù)字化三種方式獲得。航空攝影測(cè)量一直是地形圖測(cè)繪和更新的有效手段，其所獲取的影像數(shù)據(jù)是高精度大范圍的DEM生產(chǎn)最有價(jià)值的數(shù)據(jù)源。另外，近年來出現(xiàn)的干涉雷達(dá)、激光掃描儀等新型傳感器數(shù)據(jù)被認(rèn)為是快速獲取高精度、高分辨率的DEM最有希望的數(shù)據(jù)來源。通過全站儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)等手段可獲取較小范圍、大比例尺、高精度的地形建模數(shù)據(jù)，同時(shí)也是對(duì)航空攝影測(cè)量和地形圖數(shù)字化的一種補(bǔ)充。實(shí)際工作中，具體采用何種數(shù)據(jù)源和相應(yīng)得生產(chǎn)工藝，一方面取決于數(shù)據(jù)的可獲取性，另一方面也取決于應(yīng)用的目的和對(duì)數(shù)據(jù)的要求，包括DEM的分辨率、數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)量大小和技術(shù)條件等。

三維數(shù)字地形圖是用規(guī)則格網(wǎng)和高程注記點(diǎn)來表達(dá)地形地貌的。為了不影響地圖符號(hào)表達(dá)地物和地形，采用分布規(guī)則的格網(wǎng)式DEM較為妥當(dāng)。格網(wǎng)的大小一方面取決于相應(yīng)地形圖的分辨率，一般說來，地形圖的比例尺越大，對(duì)地物和地形表達(dá)的精度就越高即越精細(xì)，則格網(wǎng)就越小；另一方面取決于制圖區(qū)域地形的復(fù)雜程度，一般說來地形越復(fù)雜或越破碎，為了表達(dá)地形時(shí)不失真，格網(wǎng)就應(yīng)越小。在一幅地形圖上，考慮到在實(shí)際中，有的地方地形比較復(fù)雜，而另一些地方則比較簡(jiǎn)單，可用四叉樹結(jié)構(gòu)來表達(dá)格網(wǎng)，即用大格網(wǎng)來表達(dá)簡(jiǎn)單的地形，而用小格網(wǎng)表達(dá)復(fù)雜的地形，即采用橫向的多分辨率技術(shù)表達(dá)地形。構(gòu)建三維數(shù)字地形圖時(shí)，必須確保DEM與線劃地形圖是同一個(gè)空間參考框架下的；編制地形圖時(shí)，可將DEM格網(wǎng)點(diǎn)放在一個(gè)單獨(dú)的圖層上，這樣可根據(jù)需要打開或關(guān)閉它。高程注記點(diǎn)反映地面上坡度變化處的高程。

3. 三維數(shù)字地形圖測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用探討

3.1 三維地形數(shù)據(jù)的采集

三維地形數(shù)據(jù)采集包括兩個(gè)階段，一是：外業(yè)采集，主要是利用全站儀采集地形點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)（包括平面坐標(biāo)及高程）。由于受通視條件、勞動(dòng)強(qiáng)度等因素的影響，只能采集地形特征點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)，地形特征點(diǎn)一般是指山谷點(diǎn)、山脊點(diǎn)、洼地、山腳點(diǎn)、山頂?shù)鹊取Ｓ捎谶@些特征點(diǎn)的密度不夠和分布不均勻。這樣在對(duì)有些地區(qū)的地表高低起伏就很難精確的表示。二是：內(nèi)業(yè)加密，就是將外業(yè)采集的數(shù)據(jù)，通過內(nèi)插的方法對(duì)特征點(diǎn)的密度和分布進(jìn)行有效處理，獲得分布均勻，密度適當(dāng)?shù)牡匦吸c(diǎn)及高程，使其更能詳細(xì)的反映地勢(shì)的走向。

在利用全站儀野外獲取三維地物數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)，地物底部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)的獲取是比較容易的，難點(diǎn)在于怎樣獲取地物頂部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)。以建筑物為例進(jìn)行說明，其頂部特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以通過測(cè)量其相應(yīng)的底部特征點(diǎn)的平面位置和高程，然后量測(cè)其高度的方法獲取，也可以放置棱鏡到頂部特征點(diǎn)上直接測(cè)量的方法獲取，還可以用無棱鏡測(cè)量進(jìn)行建筑物頂部特征點(diǎn)的方法獲取。其中，無棱鏡測(cè)量對(duì)于沒有反射的物體不能進(jìn)行測(cè)量，因此在建筑物比較密集的城鎮(zhèn)地區(qū)，用無棱鏡測(cè)量會(huì)嚴(yán)重受到通視條件和反射條件的制約，使的測(cè)繪工作量大，效率低，有些建筑物的頂部特征點(diǎn)甚至是采集不到的，對(duì)深巷的建筑物底部特征點(diǎn)也很難采集到。當(dāng)然，還可以在建筑物頂部進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，此方法也存在通視條件的限制，還有很高的危險(xiǎn)性，因此對(duì)于大區(qū)域測(cè)繪是不現(xiàn)實(shí)的。

3.2 三維數(shù)字地形圖的測(cè)繪

實(shí)際地面通常不是光滑和均勻變化的，因此在采集的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生斷裂線問。對(duì)于植被茂密、樹林覆蓋地區(qū)，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量采集時(shí)無法切到地面，這樣就不能準(zhǔn)確的反映植被覆蓋區(qū)的實(shí)際地面趨勢(shì)，為了使其精度能夠滿足要求，可以在這些地區(qū)采集散點(diǎn)方式進(jìn)行測(cè)量，以便能真正的切到地面的地方進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在必要的時(shí)候還需要進(jìn)行野外測(cè)量的方式進(jìn)行補(bǔ)測(cè)才能達(dá)到精度的要求。具體面向三維地形數(shù)據(jù)的采集測(cè)繪，可以按照如下步驟進(jìn)行：

(1) 定向建模

定向建模之精度是影響整個(gè)產(chǎn)品精度的關(guān)鍵。定向建模的工作流程：用黑白影像建立立體像對(duì)進(jìn)行手工或自動(dòng)內(nèi)定向、相對(duì)定向核線重采樣絕對(duì)定向裁切核線影像立體模型建成。

(2) 數(shù)字高程模型DEM

DEM、DOM可由單模型獲取，也可由批處理直接生成。創(chuàng)建DEM及鑲嵌工作流程：先進(jìn)行影像相關(guān)創(chuàng)建像方DEM像方DEM編輯創(chuàng)建物方DEM物方DEM檢查編輯建立新圖幅物方DEM接邊物方DEM鑲嵌DEM成果。

創(chuàng)建像方DEM前，要先對(duì)每個(gè)像對(duì)中的特征點(diǎn)（峰頂、谷底、鞍部及地形突變點(diǎn)）和特征線（山脊線、山谷線、地區(qū)突變區(qū)線、面狀地物的范圍線等）進(jìn)行量測(cè)。量測(cè)特征點(diǎn)和線的目的是獲取像方DEM相關(guān)的初值，對(duì)像方DEM進(jìn)行編輯。

(3) 數(shù)字正射影像DOM

每個(gè)像對(duì)的物方DEM編輯后即可創(chuàng)建正射影像，并進(jìn)行DOM的鑲嵌。正射影像分為黑白正射影像和彩色正射影像。先創(chuàng)建每個(gè)像對(duì)的左、右黑白正射影像，合并左右黑白正射影像后，選擇鑲嵌線對(duì)黑白正射影像進(jìn)行鑲嵌即生成黑白DOM產(chǎn)品。

(4) 數(shù)字線劃測(cè)圖

在定向建模完成之后，如不需要生成DEM、DOM產(chǎn)品，可直接進(jìn)入向量測(cè)圖模塊進(jìn)行測(cè)圖。在向量測(cè)圖模塊中，圖廓及內(nèi)外整飾自動(dòng)生成，已測(cè)向量能夠?qū)崟r(shí)顯示（放大、縮小、編輯等）和映射至立體，具有聯(lián)機(jī)編輯、實(shí)時(shí)符號(hào)化功能，利用測(cè)圖模塊提供的這些工具可以很方便地進(jìn)行測(cè)圖和編輯，實(shí)現(xiàn)測(cè)圖、編輯一體化。

3.3 三維數(shù)字地形圖測(cè)繪的誤差分析

(1) 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的精度和模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量相比一定有所不同，如:光束法區(qū)域網(wǎng)加密與獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)加密的精度差異，全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)沒有機(jī)械傳動(dòng)誤差、圖紙?zhí)缀吓c清繪誤差、展點(diǎn)誤差、主距安置誤差、讀數(shù)誤差等等，出現(xiàn)了影像匹配誤差等。

(2) 圖上的地物點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差主要來源于：像控點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、房檐改正誤差、加密點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、影像掃描中誤差、影像匹配中誤差和定向中誤差等。

(3) 航測(cè)成圖高程中誤差的主要來源于：控點(diǎn)高程中誤差、加密點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、相對(duì)校正中誤差、定向中誤差和測(cè)繪動(dòng)態(tài)中誤差等。

4. 結(jié)語

本文從三維數(shù)字地形圖的相關(guān)概念、數(shù)據(jù)采集的方法和三維數(shù)字地形圖的繪制三個(gè)方面進(jìn)行了研究，對(duì)于三維數(shù)字地形圖測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義，因而是值得推廣的，另一方面，三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)的采集與測(cè)繪，還有很多的技術(shù)細(xì)節(jié)問題需要深入探討，這有待于廣大技術(shù)工作人員的共同努力，才能夠最終實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字地形圖的測(cè)繪與普及應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】數(shù)字化測(cè)繪 水利工程水利工程測(cè)繪數(shù)字地圖測(cè)繪 水利

中圖分類號(hào)： TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一．引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)及輔助設(shè)施CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)較為成熟的應(yīng)用于建筑、交通和水利工程中。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、測(cè)量?jī)x器智能化及測(cè)繪制圖軟件的自動(dòng)化等相關(guān)先進(jìn)的技術(shù)的應(yīng)用，給水利工程中的測(cè)繪工程帶來了較多有利之處。

二.數(shù)字化測(cè)繪的優(yōu)勢(shì)。

數(shù)字化測(cè)繪是利用計(jì)算機(jī)對(duì)地形空間的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理，完成數(shù)字地圖的繪制，有特別需要時(shí)，可以利用數(shù)控繪圖儀來繪制所需要的專題地圖或地形圖。數(shù)字化測(cè)繪以傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖為基礎(chǔ)，在全站儀、計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備硬件、計(jì)算機(jī)繪圖軟件的支持下，利用數(shù)字字庫(kù)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形處理方法，將野外數(shù)據(jù)采集到內(nèi)業(yè)，并完成制圖。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)通過數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出三大部分的功能，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪制圖的自動(dòng)化、智能化。同傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，數(shù)字化測(cè)繪具有以下優(yōu)勢(shì)：

1.圖形測(cè)繪更準(zhǔn)確。

利用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)將所采集的地形、地物、地貌等相關(guān)數(shù)據(jù)、信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，通過數(shù)據(jù)傳輸端口輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖形處理軟件和測(cè)繪軟件進(jìn)行處理，產(chǎn)生內(nèi)容非常豐富的電子地圖。數(shù)字地圖是地理信息系統(tǒng)(GIS)的重要信息來源，存貯較為方便。在現(xiàn)代地形測(cè)繪技術(shù)中，數(shù)字化測(cè)繪已發(fā)展成為利用掌上電腦即PPA在現(xiàn)場(chǎng)完成數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理、成圖。傳統(tǒng)的經(jīng)緯測(cè)繪和白紙繪圖，產(chǎn)生的平面位置及其他信息的誤差較大，而利用數(shù)字化測(cè)繪就似乎，測(cè)繪點(diǎn)精度非常高，從原始數(shù)據(jù)采集到成圖過程中，精度無任何變化，保證了成圖的質(zhì)量。

2.提高了測(cè)繪效率。

數(shù)字化測(cè)繪是現(xiàn)代GIS數(shù)據(jù)采集的重要手段，實(shí)現(xiàn)了勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化、數(shù)據(jù)采集處理一體化、數(shù)據(jù)更新和管理智能化。同傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀配合平板的測(cè)圖方法相比，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的效率高出許多。在通視良好的情況下，利用全站儀以建站點(diǎn)為圓心進(jìn)行觀測(cè)，一站可以測(cè)量1公里范圍內(nèi)的地形圖。正常情況下，傳統(tǒng)的經(jīng)緯測(cè)繪法采用白紙繪圖法，一個(gè)作業(yè)組一天僅能測(cè)量200個(gè)地形點(diǎn)，而利用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，可以測(cè)量400各地物點(diǎn)，甚至更多。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)大大提高了測(cè)繪的效率，也縮短了成圖的時(shí)間。

三.數(shù)字化測(cè)繪在水利工程中的應(yīng)用。

1.GPS測(cè)繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。

授時(shí)與測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)（Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS）,通常簡(jiǎn)稱為“全球定位系統(tǒng)”，即GPS。GPS是以人造衛(wèi)星組網(wǎng)為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。利用設(shè)置在地面或運(yùn)動(dòng)載體上的專用接收機(jī)，接收衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位。它是根據(jù)美國(guó)國(guó)防部1973年12月批準(zhǔn)的國(guó)防導(dǎo)航衛(wèi)星計(jì)劃而建設(shè)的。它是由三個(gè)部分組成的，分別為空間衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)、用戶的接受處理裝置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，也恰巧是這樣的特點(diǎn)才使得對(duì)水利工程的測(cè)量可以向外擴(kuò)展延伸。GPS和多波束測(cè)深系統(tǒng)相結(jié)合，是形成深水底地形測(cè)繪的新手段。

水利工程的選址一般多在地形較為復(fù)雜的河谷溝壑之處，工程周邊地表植被覆蓋較多，測(cè)繪時(shí)通視條件較差，而又缺乏相關(guān)國(guó)家控制點(diǎn)，采用傳統(tǒng)光學(xué)儀器進(jìn)行控制測(cè)量的難度較大。利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)較好的解決了此類問題，由于GPS測(cè)量不受氣候條件、地形、測(cè)量時(shí)間的影響和限制，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的完成控制測(cè)量和數(shù)據(jù)采集工作，能大幅度減少或免做像控點(diǎn)，既有效減少了測(cè)繪的工作量，同時(shí)又較大程度的提高了測(cè)繪的工作效率。

2.RS遙感技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。

遙感技術(shù)RS（Remote Sensing）是在航空攝影測(cè)量的基礎(chǔ)上，隨著空間技術(shù)、電子技術(shù)和地球科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來的，它的主要特點(diǎn)是：從以飛機(jī)為主要運(yùn)載工具的航空遙感，發(fā)展到以人造衛(wèi)星為主要運(yùn)載工具的航天遙感；它超越了人眼所能感受到的可見光的限制，延伸了人的感官；它能快速、及時(shí)地監(jiān)測(cè)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化；它涉及天文、地學(xué)、生物學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域，廣泛吸取了電子、激光、全息、測(cè)繪等多項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)成果；遙感是運(yùn)用物理手段、數(shù)學(xué)方法和地學(xué)規(guī)律的現(xiàn)代化綜合性探測(cè)技術(shù)。遙感，主要是從遠(yuǎn)距離、高空或外層空間的平臺(tái)上，利用可見光、紅外線、微波等探測(cè)器，通過掃描、攝影來傳遞信息和處理信息，從而識(shí)別地面物質(zhì)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由于RS技術(shù)具有時(shí)效性、數(shù)據(jù)綜合性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)各種大的、小的比例尺地形圖都可以快速的利用其影像來獲取水利工程的基本地形圖。利用RS遙感技術(shù)直接進(jìn)行水利工程的流域規(guī)劃，可以根據(jù)像片來直接判讀流域的地形特點(diǎn)和地質(zhì)構(gòu)造，便于合理選擇水利工程的壩址，對(duì)確定水庫(kù)淹沒、浸潤(rùn)及坍塌的范圍有較好作用，同時(shí)對(duì)庫(kù)區(qū)搬遷、經(jīng)濟(jì)賠償及淹沒損失等確定具有參考作用。

3.地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System）在水利工程中的應(yīng)用。

地理信息系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)存貯、處理地理信息的一種技術(shù)與工具,是一種在計(jì)算機(jī)軟、硬件支持下，把各種資源信息和環(huán)境參數(shù)按空間分布或地理坐標(biāo)，以一定格式和分類編碼輸入、處理、存貯、輸出，以滿足應(yīng)用需要的人-機(jī)交互信息系統(tǒng)。它通過對(duì)多要素?cái)?shù)據(jù)的操作和綜合分析,方便快速地把所需要的信息以圖形、圖像、數(shù)字等多種形式輸出，滿足各應(yīng)用領(lǐng)域或研究工作的需要，地理信息系統(tǒng)是現(xiàn)代水利工程數(shù)字化測(cè)繪的重要技術(shù)支持和測(cè)繪平臺(tái)。

4.數(shù)字化測(cè)繪在水利工程中的應(yīng)用領(lǐng)域。

（1）點(diǎn)位測(cè)設(shè)。水利工程中施工測(cè)量的基本任務(wù)是要測(cè)設(shè)點(diǎn)位，既要求對(duì)已知長(zhǎng)度、高程、角度和坐標(biāo)的測(cè)設(shè)，在大中型水利工程中，都需要對(duì)施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行布設(shè)施工控制網(wǎng)，之后利用網(wǎng)內(nèi)控制點(diǎn)作為基礎(chǔ)進(jìn)行施工放樣。利用GPS技術(shù)能大大減少施工控制網(wǎng)中的過渡控制點(diǎn)，既節(jié)省了成本，有提高了效率。

（2）計(jì)算水庫(kù)庫(kù)容。傳統(tǒng)計(jì)算水庫(kù)的庫(kù)容時(shí)，都是采用手工計(jì)算，工作量非常大，而且容易出錯(cuò)，計(jì)算精度也較差。通過利用數(shù)字化地形圖，加大了采集點(diǎn)的密度，同時(shí)也提高了面積計(jì)算的精度。可以插繪等高線，提高庫(kù)容計(jì)算的精度，能快速計(jì)算書庫(kù)的容量，便于實(shí)現(xiàn)水庫(kù)的自動(dòng)化管理。

（3）水力資源管理。

水力資源管理利用遙感技術(shù)為檢測(cè)手段，利用GIS地理信息系統(tǒng)作為管理平臺(tái)，通過RS技術(shù)和GIS技術(shù)能夠客觀、快速、經(jīng)濟(jì)的為大中型水利工程提供地理、環(huán)境、地質(zhì)及水文等相關(guān)信息，是水利工程選址、工程規(guī)劃及設(shè)計(jì)和施工管理的重要分析工具。

四.結(jié)束語：

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在很大程度上提高了水利工程測(cè)繪的水平，提高了測(cè)繪精度，確保地形圖準(zhǔn)確可靠。現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，先進(jìn)測(cè)繪儀器和測(cè)量技術(shù)及測(cè)繪方法，為水利工程的建設(shè)和管理提供了可靠依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

關(guān)鍵詞 地形；遙感影像；幾何糾正

中圖分類號(hào)P237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）45-0218-02

0 引言

遼寧省遙感影像信息處理平臺(tái)建設(shè)――基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目屬于遼寧省金土工程一期建設(shè)項(xiàng)目的子項(xiàng)目。目前遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于土地利用調(diào)查、國(guó)土資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土地開發(fā)整理等方面[1-3]。項(xiàng)目的主要目的是為遼寧省國(guó)土資源部門，糾正衛(wèi)星影像提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，為經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速協(xié)調(diào)健康發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。項(xiàng)目主要內(nèi)容為制作遼寧省區(qū)域范圍內(nèi)1:1萬基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)，分辨率為200 DPI，格式為北京54和西安80兩套坐標(biāo)系的GEOTIFF數(shù)據(jù)。

1 項(xiàng)目區(qū)概述

遼寧省簡(jiǎn)稱遼，位于中國(guó)東北地區(qū)的南部，是中國(guó)東北經(jīng)濟(jì)區(qū)和環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要結(jié)合部。地理坐標(biāo)處在東經(jīng)118°53′至125°46′，北緯38°43′~43°26′之間，東西端直線距離最寬約550km，南北間直線距離約550km。

2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

2.1 資料收集

遼寧省1:1萬基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)成果的制作，根據(jù)資料源有兩種格式：一種是矢量格式，另一種為柵格數(shù)據(jù)。遼寧省區(qū)域范圍共涉及1:1萬地形圖6508幅，由于資料收集困難的原因，個(gè)別邊界地區(qū)的1:1萬地形圖資料缺失，共收集到1:1萬地形圖6445幅，其余的以40幅1:5萬地形圖補(bǔ)充。

2.2 求解轉(zhuǎn)換參數(shù)

由于地形圖原圖只有54坐標(biāo)或者80坐標(biāo)一套成果，根據(jù)實(shí)際要求，需要對(duì)這些像控點(diǎn)成果進(jìn)行北京54坐標(biāo)系到西安80坐標(biāo)系或者西安80坐標(biāo)系到北京54坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。作業(yè)中，考慮到要保證像控點(diǎn)的精度，不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的平移與旋轉(zhuǎn)，本項(xiàng)目以市為單位作為工作區(qū)，在每個(gè)工作區(qū)內(nèi)選擇能夠覆蓋工作區(qū)具有80和54坐標(biāo)的國(guó)家D級(jí)控制點(diǎn)求取轉(zhuǎn)化參數(shù)，轉(zhuǎn)化模型選擇布爾莎七參數(shù)模型[4-5]，對(duì)每個(gè)工作區(qū)求解54坐標(biāo)到80坐標(biāo)及80坐標(biāo)到54坐標(biāo)各一套參數(shù)，共求得28套參數(shù)。作業(yè)過程中，由于遼寧省區(qū)域范圍內(nèi)1:1萬地形圖涉及的中央經(jīng)線有120°、123°和126°，涉及到每個(gè)帶邊緣處接邊時(shí)要注意檢查數(shù)據(jù)的接邊情況。

3 數(shù)據(jù)加工

3.1 總體技術(shù)路線

現(xiàn)有的地形圖資料有矢量和柵格兩種格式，圖1為數(shù)據(jù)加工的總體技術(shù)路線流程。矢量數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)格式為AutoCAD的*.dwg格式，由于AutoCAD的*.dwg格式數(shù)據(jù)無法轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)，因此將AutoCAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MapGis的數(shù)據(jù)格式，并在MapGis軟件中依據(jù)1:1萬圖式對(duì)數(shù)據(jù)的線型、符號(hào)和文字進(jìn)行處理，輸出分辨率為200DPI的TIF格式柵格數(shù)據(jù)，而后在Erdas軟件中進(jìn)行配準(zhǔn)。柵格數(shù)據(jù)為1:1萬紙質(zhì)地形圖，將1:1萬地形圖掃描后，利用已經(jīng)生成的1:1萬地形圖標(biāo)準(zhǔn)圖廓，采用清華山維軟件或者ERDAS軟件逐公里網(wǎng)格進(jìn)行幾何糾正；同時(shí)必須保證4個(gè)圖廓點(diǎn)以及公里網(wǎng)格與圖廓的交點(diǎn)，都進(jìn)行嚴(yán)格的幾何糾正。糾正后輸出分辨率為200DPI的GeoTiff格式。

3.2 清華山維糾正

清華山維sunway survey Epscan （掃描矢量化系統(tǒng)）主要功能是解決數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)加工，主要包括處理掃描圖像并進(jìn)行矢量化處理，系統(tǒng)中提供了標(biāo)準(zhǔn)模板，進(jìn)行1:1萬地形圖掃描選擇的模板是GB-10000.mdt。圖像處理的操作流程包括打開圖片、圖片定位、圖像配準(zhǔn)、圖片存盤，詳細(xì)流程如圖2所示。

3.3 ERDAS糾正

ERDAS IMAGINE是美國(guó)ERDAS公司開發(fā)的專業(yè)遙感圖像處理與地理信息系統(tǒng)軟件。 ERDAS IMAGINE軟件中的幾何校正模塊能夠?qū)崿F(xiàn) 1:1萬地形基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的糾正，通過實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)得到驗(yàn)證，具體的糾正技術(shù)流程如3所示。

3.4 ERDAS基礎(chǔ)地形圖的配準(zhǔn)

遼寧省1:1萬基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)成果要求，同一幅圖提供54、80兩套坐標(biāo)數(shù)據(jù)成果。由于1:1萬地形圖數(shù)據(jù)和掃描后的紙質(zhì)地形圖原圖坐標(biāo)系有54坐標(biāo)的，也有80坐標(biāo)的，地形圖配準(zhǔn)時(shí)要依據(jù)原始數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)地形圖進(jìn)行配準(zhǔn)，即原始數(shù)據(jù)坐標(biāo)系為54坐標(biāo)系的，需要首先利用ERDAS軟件配準(zhǔn)該圖1:1萬地形圖數(shù)據(jù)的54坐標(biāo)系成果，然后再依據(jù)54與80坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，進(jìn)行該圖80坐標(biāo)系成果的配準(zhǔn)。反之亦然。進(jìn)行配準(zhǔn)時(shí)，投影類型應(yīng)選擇“Transverse Mercator”，基準(zhǔn)面名稱選擇“Undefined”，比例因子為1，中央經(jīng)線依據(jù)地形圖數(shù)據(jù)本身的地理位置可為120°、123°和126°，東偏移為500公里，北偏移為0公里，原圖為北京54坐標(biāo)情況下橢球名稱選擇“Krassovsky”，原圖為80坐標(biāo)系橢球選擇“IAG 75”。

3.5 數(shù)據(jù)加工中應(yīng)注意的問題

1） 資料收集過程中，一定收集采用現(xiàn)有的現(xiàn)勢(shì)性最好的地形圖和數(shù)據(jù)，避免重復(fù)工作；

2）紙質(zhì)地形圖掃描后，利用已經(jīng)生成的1:1萬地形圖標(biāo)準(zhǔn)圖廓，采用清華山維軟件逐公里網(wǎng)格進(jìn)行幾何糾正；同時(shí)必須保證4個(gè)圖廓點(diǎn)以及公里網(wǎng)格與圖廓的交點(diǎn)都進(jìn)行嚴(yán)格的幾何糾正；

3）元數(shù)據(jù)填寫時(shí)注意原始的數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)；

4）ERDAS軟件中投影參數(shù)的設(shè)置54和80兩套坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)該注意區(qū)分；

5）注意54和80兩套坐標(biāo)系統(tǒng)文件名稱中新舊圖號(hào)的區(qū)分；

6）數(shù)據(jù)檢查過程中要注意投影參數(shù)的檢查，保證所有數(shù)據(jù)接邊正確。

4 結(jié)論

該項(xiàng)目的完成為遼寧省國(guó)土系統(tǒng)遙感影像數(shù)據(jù)加工提供了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，所取得的成果將會(huì)在土地調(diào)查、國(guó)土資源動(dòng)態(tài)監(jiān)管、礦業(yè)權(quán)核查等國(guó)土資源管理工作中發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

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篇4

[關(guān)鍵字]SRTM DEM 等高線 自動(dòng)追蹤 制圖綜合

[中圖分類號(hào)] P28 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-3-290-1

1 概述

地形圖中陸地地貌的基本形態(tài)通常是利用等高線來表示。等高線是在滿足高程精度的前提下，能夠反映地貌特征的近似等高程點(diǎn)的連線，它既可供判斷地貌的平面位置，又可供測(cè)量地面高程。等高線獲取的傳統(tǒng)方法是依據(jù)大比例尺數(shù)據(jù)縮編或由掃描紙圖跟蹤數(shù)字化。這兩種方法都是是利用數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)的編輯功能對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行手工編輯綜合取舍的過程，雖然成圖質(zhì)量比較好但受資料限制性較大而且對(duì)編繪質(zhì)量要求較高，僅適合于已有數(shù)據(jù)的比例尺與成圖比例尺相差不大的情況下使用。本文以編制比例尺為1：100萬地形圖所需等高線為例，探索運(yùn)用SRTM DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)追蹤生成等高線，針對(duì)DEM等高線的特點(diǎn)及存在問題運(yùn)用制圖綜合的方法進(jìn)行編繪處理，最終得到了能夠滿足1：100萬地形圖成圖質(zhì)量要求的等高線數(shù)據(jù)。

2 SRTM DEM數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介

SRTM數(shù)據(jù)主要是由美國(guó)太空總署（NASA）和國(guó)防部國(guó)家測(cè)繪局（NIMA）聯(lián)合測(cè)量的，2000年2月由美國(guó)“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)搭載SRTM系統(tǒng)共計(jì)進(jìn)行了222小時(shí)23分鐘的數(shù)據(jù)采集工作，獲取了北緯60度至南緯56度之間，面積超過1.19億平方公里的9.8萬億字節(jié)的雷達(dá)影像數(shù)據(jù)，覆蓋全球陸地表面的80%以上。雷達(dá)影像數(shù)據(jù)經(jīng)過兩年多的處理制成了數(shù)字地形高程模型（DEM）。SRTM數(shù)據(jù)每經(jīng)緯度方格提供一個(gè)文件，精度有1arc-second和3arc-second兩種，稱作SRTM1和SRTM3，SRTM1的文件里包含3601*3601個(gè)采樣點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)，SRTM3的文件里包含1201*1201個(gè)采樣點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)。SRTM數(shù)據(jù)空間分辨率較高，最高采樣精度可以達(dá)到30米，海拔精度為7—14米。在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊，尤其在測(cè)繪學(xué)、地質(zhì)學(xué)及軍事等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用。

3 等高線自動(dòng)生成

本文依托Global Mapper軟件平臺(tái)，利用分辨率精度為90米IMG格式的DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)追蹤生成等高線并將其轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單ASCII文本文件。再將此文件導(dǎo)入到Microstation數(shù)字制圖軟件平臺(tái)中進(jìn)行綜合編繪。

使用Global Mapper軟件打開IMG格式的DEM數(shù)據(jù)，設(shè)置投影方式、參考橢球基準(zhǔn)、平面單位以及中央經(jīng)線值。設(shè)置等高距、地面分辨率和簡(jiǎn)化值，選擇目標(biāo)區(qū)域范圍，生成等高線。

地面分辨率的設(shè)置影響輸出數(shù)據(jù)的保真度和輪廓的產(chǎn)生，值的大小決定了生成等高線的詳細(xì)程度。簡(jiǎn)化設(shè)置是指將對(duì)于形成圖元作用小的點(diǎn)進(jìn)行刪除，簡(jiǎn)化值大會(huì)導(dǎo)致曲線圖元的光滑度會(huì)降低，但得到的文件較小，相反簡(jiǎn)化值小則能夠較好的保持圖元形狀，但得到的文件會(huì)比較大。輸出simple ASCII text file格式等高線數(shù)據(jù)，導(dǎo)入數(shù)字制圖軟件平臺(tái)中進(jìn)行綜合編繪。

4 等高線綜合處理

利用上述方法生成等高線，具有較高的自動(dòng)化程度，能夠快速獲取幾乎覆蓋全球的等高線，解決了快速獲取等高線的問題。但受DEM數(shù)據(jù)本身質(zhì)量和精度以及生成等高線時(shí)參數(shù)設(shè)置的影響，自動(dòng)追蹤生成的等高線還需要進(jìn)行一些基本的綜合編繪處理。使用SRTM DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)追蹤生成的等高線，在用于不同用途或編制不同比例尺數(shù)據(jù)時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行一些基本處理。例如采點(diǎn)過于密集、彎曲形態(tài)過于細(xì)碎等問題，需要對(duì)其進(jìn)行抽稀、化簡(jiǎn)等處理。抽稀等高線可用的算法很多，如Douglas算法、Li-Openshaw算法等，要根據(jù)等高線狀況以及實(shí)際地貌特點(diǎn)選擇合適的抽稀算法及參數(shù)。

絕大多數(shù)地貌，化簡(jiǎn)其形狀的基本方法是刪除谷地；而對(duì)于某些特殊的地貌類型，化簡(jiǎn)其形狀的基本方法是刪除小山脊。對(duì)于正向地貌，基本方法是刪除谷地，合并山脊，使山體輪廓完整。刪除谷地時(shí)，等高線是沿著山脊的外緣越過小谷地，使谷地“合并”在山脊之中；對(duì)于負(fù)向地貌則要?jiǎng)h除小山脊，擴(kuò)大谷地。刪除小山脊時(shí)，等高線是沿著谷地的源頭“穿入”小山脊之中而把它“切掉”。

谷地的選取是地貌綜合的重要組成部分，抓住谷地的選取就抓住了地貌綜合的關(guān)鍵。谷地的選取，由數(shù)量指標(biāo)和質(zhì)量指標(biāo)確定。數(shù)量指標(biāo)主要用于控制谷地選取的數(shù)量，以反映不同地區(qū)地貌水平切割密度的對(duì)比；質(zhì)量指標(biāo)是指谷地在表達(dá)地貌中的作用，主要用于控制谷地選取的對(duì)象。數(shù)量指標(biāo)主要有谷間距等。谷間距是指兩相鄰谷底線之間的距離，谷間距的作用是控制谷地的選取數(shù)量。谷間距的選取指標(biāo)一般為2-5mm。其中2mm是保證地貌清晰性的最低限值，5mm是保證地貌詳細(xì)性的最高限值。質(zhì)量指標(biāo)就是根據(jù)谷地在表達(dá)地貌中的重要性確定選取哪些谷地。一般應(yīng)選取保留構(gòu)成鞍部的對(duì)應(yīng)谷地及構(gòu)成匯水地形的谷地。

山頭的取舍和合并視山頭所處位置及表示山頭的等高線數(shù)量而定。一根等高線表示的小山頭，彼此間隔小于0.5毫米時(shí)，屬下列情況之一者，均要合并表示：主要山脊上的小山頭；順山脊延伸方向分布的小山頭；沿共同基底延伸方向分布的小山頭；連續(xù)分布的條狀小山頭。屬下列情況之一者，只能取舍，不能合并：無明顯延伸方向的圓形孤立小山頭；兩條以上等高線表示的小山頭；位于山體斜坡上的小山頭。

5 試驗(yàn)與結(jié)論

為驗(yàn)證用上述方法獲取并處理后得到的等高線數(shù)據(jù)是否能夠滿足實(shí)際制圖的質(zhì)量要求，筆者以制作1：100萬地形圖所需等高線為例進(jìn)行了試驗(yàn)。軟件自動(dòng)追蹤等高線過程中地面分辨率選擇0.0025 arc-degrees*0.0025arc-degrees，簡(jiǎn)化值設(shè)置為0.1。得到的等高線經(jīng)過Douglas算法抽稀，并對(duì)上面講到的存在問題進(jìn)行了相應(yīng)處理。經(jīng)檢查證實(shí)：使用SRTM DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)追蹤生成的等高線，定位及走向較準(zhǔn)確，能夠較好的反應(yīng)地貌形態(tài)，與其他要素套合良好。相對(duì)于用比例尺跨度較大的數(shù)據(jù)所編及掃描地圖圖像采集，此方法大大節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，因此可以應(yīng)用于小比例尺地形圖生產(chǎn)作業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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篇5

[關(guān)鍵詞]RTK 原理 大比例尺 RTK 誤差源

[中圖分類號(hào)] P217 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-7-257-2

1RTK 原理

GPS 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（Real-Time Kinematic）簡(jiǎn)稱RTK，具體作業(yè)方法是在已知點(diǎn)上設(shè)置一臺(tái)GPS接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，并將一些必要的數(shù)據(jù)如基準(zhǔn)站的坐標(biāo)、高程、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)等輸入GPS控制手簿，一至多臺(tái)GPS接收機(jī)設(shè)置為流動(dòng)站。基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接受衛(wèi)星信號(hào)，基準(zhǔn)站將接收到的衛(wèi)星信號(hào)通過基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)送到流動(dòng)站，流動(dòng)站接收到的衛(wèi)星信號(hào)與基準(zhǔn)站發(fā)來的信號(hào)傳輸?shù)娇刂剖植具M(jìn)行實(shí)時(shí)差分及平差處理，實(shí)時(shí)得到本站的坐標(biāo)和高程及其實(shí)測(cè)精度，并隨時(shí)將實(shí)測(cè)精度和預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較，一旦實(shí)測(cè)精度達(dá)到預(yù)設(shè)精度指標(biāo)，手簿將提示測(cè)量人員是否接受該成果，接受后手簿將測(cè)得的坐標(biāo)、高程及精度同時(shí)記錄進(jìn)手簿。

2RTK 滿足大比例尺地形圖測(cè)繪精度要求的分析

精度是檢驗(yàn)測(cè)繪成果是否合格的重要指標(biāo)，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，利用RTK 測(cè)繪技術(shù)所得測(cè)繪成果的點(diǎn)位中誤差和高程中誤差分布均勻、不存在誤差累積，精度均能滿足《城市測(cè)量規(guī)范》大比例尺地形圖測(cè)繪二級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)、圖根點(diǎn)、地物點(diǎn)的精度要求。

連江縣塘坂水庫(kù)引水工程測(cè)量項(xiàng)目測(cè)區(qū)位于連江縣潘渡鄉(xiāng)境內(nèi)鰲江北側(cè)，線路起點(diǎn)為塘坂水庫(kù)，橫跨坡西村、東岸村、仁山村、貴安村、潘渡鄉(xiāng)、終點(diǎn)至觀音閣水廠。線路由西向東，呈橫條帶狀分布。大部分線路地處鰲江流域邊界，植被發(fā)育。特別是塘坂至風(fēng)南地段，地形高差起伏變化較大，通視條件極差，利用傳統(tǒng)的測(cè)量方法施測(cè)具有很大難度。通過利用RTK 測(cè)繪技術(shù)，較好地完成了此測(cè)量項(xiàng)目。

2.1RTK 平面測(cè)量

在塘坂水庫(kù)引水工程1：500 地形測(cè)量中，沿工程線路由塘坂水庫(kù)向觀音閣水廠布設(shè)24個(gè)四等GPS控制點(diǎn)，而后采用RTK 技術(shù)來代替常規(guī)二級(jí)導(dǎo)線測(cè)量。基準(zhǔn)站設(shè)置在較為空曠地帶，符合基準(zhǔn)站的架設(shè)條件，與已知點(diǎn)的距離在2～3km之間。聯(lián)測(cè)四個(gè)C、D級(jí)GPS點(diǎn)和三個(gè)三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)，解算出兩坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，水平殘差最大為±3.1cm，垂直殘差最大為±0.7cm。為了提高待測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)精度，將天線設(shè)置在對(duì)點(diǎn)器上，觀測(cè)時(shí)間大于20秒，采用不同的時(shí)間段進(jìn)行兩次觀測(cè)取平均值：機(jī)內(nèi)精度指標(biāo)預(yù)設(shè)為點(diǎn)位中誤差±1.5cm，高程中誤差±2.0cm；觀測(cè)中，取平面和高程中誤差均小于±1.0cm時(shí)進(jìn)行記錄。

觀測(cè)后RTK點(diǎn)兩次觀測(cè)值坐標(biāo)進(jìn)行比較得出RTK點(diǎn)兩次觀測(cè)值坐標(biāo)較差最大值為±2.8cm，最小值為0cm。考慮到兩次觀測(cè)采用了同一基準(zhǔn)站，觀測(cè)條件基本相同，可以將其視為同精度雙觀測(cè)值的情況，進(jìn)而求得觀測(cè)值中誤差和平均值中誤差。

mg=（[dd]/2n）^0.5±0.9cm

觀測(cè)值中誤差為：

mp=±0.9（2）^0.5=±0.6cm

平均值中誤差為：

在測(cè)量二級(jí)導(dǎo)線精度RTK點(diǎn)的同時(shí)，我們采用相同方法測(cè)量了測(cè)區(qū)附近的一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)和二級(jí)GPS已知點(diǎn)，一方面作為已知點(diǎn)進(jìn)行檢核，另一方面可以間接說明RTK 的測(cè)量精度（見下表）。

表中坐標(biāo)較差值最大為±3.1cm，最小為±0.6cm。坐標(biāo)較差值的中誤差為±1.7cm，這說明RTK 技術(shù)能滿足《城市測(cè)量規(guī)范》中最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差（相對(duì)于起算點(diǎn)）不大于±5cm的要求。

2.2RTK 高程測(cè)量

塘坂水庫(kù)引水工程1：500地形測(cè)量項(xiàng)目中，我們采用常規(guī)手段對(duì)RTK 控制點(diǎn)進(jìn)行了四等水準(zhǔn)測(cè)量。平差后，每公里高差中誤差為±4.2mm，最弱點(diǎn)高程中誤差為±6.5mm。在進(jìn)行RTK 平面控制測(cè)量的同時(shí)， 我們也利用RTK 技術(shù)進(jìn)行了高程測(cè)量。觀測(cè)值中誤差為±1.4cm，平均值中誤差為±1.0cm。

如果四等水準(zhǔn)網(wǎng)高程中誤差取±2.0cm，RTK 高程測(cè)量的中誤差采用其預(yù)設(shè)精度±2.0cm，則利用誤差傳播定律可以得到高程較差理論中誤差為±2.8cm，高程較差允許誤差為±5.6cm。可見求得的高程較差中誤差小于高程較差理論中誤差。

3RTK 誤差源的分析及減小誤差的措施

RTK 的測(cè)量精度包括兩個(gè)部分，其一是GPS的測(cè)量誤差，其二是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換帶來的誤差。對(duì)于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來說，又可能有兩個(gè)誤差源：一是投影帶來的誤差，二是已知點(diǎn)誤差的傳遞。以下是對(duì)于各項(xiàng)誤差的分析以及減小這些誤差的幾點(diǎn)工作體會(huì)：

3.1信號(hào)干擾引起GPS測(cè)量誤差

此項(xiàng)誤差源可盡量避免，對(duì)于基準(zhǔn)站而言，要避開在測(cè)站周圍100-500米范圍的UHF、VHF、TV和BP機(jī)發(fā)射臺(tái)，避開高壓線以及用于航空導(dǎo)航的雷達(dá)裝置等強(qiáng)電磁波輻射源。

3.2太陽黑子的磁暴引起GPS測(cè)量誤差

此項(xiàng)誤差源也可避免，在進(jìn)行RTK測(cè)量前，要登錄相關(guān)網(wǎng)站查看太陽的活動(dòng)信息，避開太陽黑子爆發(fā)活動(dòng)期。在太陽活動(dòng)平靜期，其影響小于5ppm，當(dāng)太陽黑子爆發(fā)時(shí)，其影響可達(dá)50ppm。實(shí)踐證明，在太陽黑子爆發(fā)期，不但RTK測(cè)量無法進(jìn)行，即使靜態(tài)GPS測(cè)量也會(huì)受到嚴(yán)重影響。

3.3基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間距離引起GPS測(cè)量誤差

RTK定位測(cè)量中，流動(dòng)站隨著與基準(zhǔn)站距離的增大，初始化的時(shí)間將會(huì)延長(zhǎng)，精度將會(huì)降低，所以流動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間的距離不能太大，一般不超過10km范圍。

3.4坐標(biāo)轉(zhuǎn)換引起測(cè)量成果系統(tǒng)誤差

空間相對(duì)位置關(guān)系不是我們要的最終值，要進(jìn)一步把空間相對(duì)位置關(guān)系納入我們所需要的坐標(biāo)，就要通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換把GPS的觀測(cè)成果投影成平面坐標(biāo)，再用已知控制點(diǎn)計(jì)算二維相似變換的四參數(shù)，高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型，利用已知水準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算出該測(cè)區(qū)的待測(cè)點(diǎn)的高程異常，從而求出他們的高程，在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生誤差，該項(xiàng)誤差主要取決于已知點(diǎn)的精度和已知點(diǎn)的分布情況。因此，在求解轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，要求控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)在3個(gè)以上，而且點(diǎn)精度要均等，并要均勻分布于測(cè)區(qū)周圍；此外，通過實(shí)際作業(yè)發(fā)現(xiàn)，利用遠(yuǎn)距離作業(yè)區(qū)的控制點(diǎn)求解的轉(zhuǎn)換參數(shù)，誤差較大，所以在求解轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，最好使用作業(yè)區(qū)附近的控制點(diǎn)來求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。

4RTK 作業(yè)前的檢驗(yàn)

RTK 測(cè)量的誤差源清楚了，但其穩(wěn)定性取決于數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量和流動(dòng)站的觀測(cè)環(huán)境，雖然RTK技術(shù)使用了較好的數(shù)據(jù)處理方法，但畢竟RTK 使利用非常有限的數(shù)據(jù)量，而且實(shí)時(shí)處理難以消除由于衛(wèi)星信號(hào)暫時(shí)遮掩、無線電傳輸誤差造成的誤差。對(duì)于每日施工前、設(shè)置新的基準(zhǔn)站和接收機(jī)或者控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)和參數(shù)更新后都要進(jìn)行復(fù)測(cè)檢核。這點(diǎn)很重要，通過檢驗(yàn)，一方面可以發(fā)現(xiàn)在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站設(shè)置中的問題，另一方面可以檢驗(yàn)RTK作業(yè)的精度情況是否可以滿足待定點(diǎn)位的精度要求。RTK作業(yè)前的檢驗(yàn)可采用測(cè)區(qū)內(nèi)高等級(jí)控制點(diǎn)，即在設(shè)置好基準(zhǔn)站和流動(dòng)站后，求解完轉(zhuǎn)換參數(shù)，測(cè)定點(diǎn)的坐標(biāo)前，將流動(dòng)站放置到已有的未參與參數(shù)轉(zhuǎn)換的控制點(diǎn)上進(jìn)行比較，然后將測(cè)定坐標(biāo)與已有的成果進(jìn)行比較。此外，為了提高待定點(diǎn)的可靠性，在檢驗(yàn)時(shí)，盡量使檢驗(yàn)點(diǎn)在該基準(zhǔn)站作業(yè)范圍的邊緣（一般在5km左右）。在控制點(diǎn)成果較少的情況下，也可以使用前一測(cè)定的成果與本次測(cè)量成果進(jìn)行比較，以達(dá)到檢驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

5結(jié)束語

總之，隨著GPS測(cè)量技術(shù)及電子計(jì)算機(jī)的普及，地形圖的測(cè)繪技術(shù)正在逐步地走向多元化和高科技化。近年來，隨著GPS動(dòng)靜態(tài)一體機(jī)的出現(xiàn)，利用RTK技術(shù)測(cè)繪大比例尺數(shù)字地形圖能大大減輕工作量、提高工作效率。

參考文獻(xiàn)

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篇6

【關(guān)鍵詞】土地整理，測(cè)繪，分析探討

中圖分類號(hào)： P2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一.前言對(duì)土地資源進(jìn)行合理的開發(fā)整理，相對(duì)而言，具有很強(qiáng)的綜合性和系統(tǒng)性，是一門需要綜合多方因素進(jìn)行考慮的土地資源管理性工作。加強(qiáng)對(duì)土地資源管理測(cè)繪管理是確保整個(gè)區(qū)域內(nèi)部各種土地資源實(shí)現(xiàn)總量平衡管理，確保整個(gè)區(qū)域內(nèi)部的土地資源能夠得到可持續(xù)利用的重要舉措之一，在現(xiàn)階段，隨著對(duì)各種土地資源的開發(fā)利用逐漸呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)，嚴(yán)格實(shí)施土地資源的測(cè)繪管理工作，確保土地資源測(cè)繪數(shù)據(jù)的公正客觀性，對(duì)于區(qū)域土地資源的整體整理規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)土地資源管理的科學(xué)合理化有著十分重要的意義。

二.土地整理不同階段的測(cè)繪分析

1.土地整理前期決策階段的測(cè)繪

（一）關(guān)鍵點(diǎn)的測(cè)量不可少

通常地形測(cè)量中，一般是先整體、后局部式的測(cè)量，為了追求效率，一般是畫成網(wǎng)格式測(cè)量，根據(jù)不同的比例要求布置高程測(cè)點(diǎn)，由整體到局部展開，測(cè)量預(yù)先畫定的點(diǎn)，其他的點(diǎn)基本采用內(nèi)插的方式。在成圖后，依據(jù)測(cè)點(diǎn)，勾繪出等高線，在這中間，就已經(jīng)存在了一個(gè)假設(shè)，就是點(diǎn)與點(diǎn)之間的變化必須是平緩的，不能有較大的起伏，但實(shí)際中這種情況很少，為了追求精度，往往可取的措施是畫密網(wǎng)格。土地開發(fā)整理前期準(zhǔn)備工作中的測(cè)量也采取這種方式，它主要是測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)，不事先畫定網(wǎng)格。關(guān)鍵點(diǎn)指的是高程趨勢(shì)的變化點(diǎn)，如坡頂、邊坎邊。舊村復(fù)墾的測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)尤為重要。

（二）坎上坎下均測(cè)

在地形測(cè)繪中，往往只測(cè)量坎的平面位置，不測(cè)量坎下的位置和標(biāo)高，這在土地開發(fā)整理中，難以給以后的設(shè)計(jì)及概（預(yù)）算提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。筆者特別強(qiáng)調(diào)對(duì)各種土坎要細(xì)分，注明坎頂、坎腳線的位置和標(biāo)高，特別對(duì)于緩坡坎，注明坎頂線與坎底線的位置和標(biāo)高，有時(shí)特別重要，因?yàn)檫@影響土方計(jì)算的準(zhǔn)確性。

（三）細(xì)部測(cè)量注明。

所謂的細(xì)部測(cè)量注明與平常所說的細(xì)部測(cè)量不同。平常的細(xì)部測(cè)量是指局部區(qū)域中詳細(xì)的測(cè)量，僅僅是為了提高測(cè)量精度，而土地整理中的細(xì)部測(cè)量更為詳細(xì)，包括墳穴、樹木、房層的面積及新舊程度、建筑密度、人口密度、容積率，這些都關(guān)系到以后拆遷、征地補(bǔ)償費(fèi)的計(jì)算。細(xì)部測(cè)量在舊村復(fù)墾、舊城鎮(zhèn)改造中顯得非常重要，具體表現(xiàn)有以下幾點(diǎn)：①準(zhǔn)確記錄樹木包括果樹的種類、年齡，墳穴、房屋的位置與面積、建筑密度、人口密度、容積率等；②準(zhǔn)確記錄水塔、管線的長(zhǎng)度及使用年限；③特別是對(duì)學(xué)校、廟宇及舊村委會(huì)等要作詳細(xì)記錄，這有利于以后的設(shè)計(jì)方案的選擇。

2.土地開發(fā)整理專項(xiàng)規(guī)劃階段

在整個(gè)土地資源整理規(guī)劃過程中，對(duì)土地資源的專項(xiàng)規(guī)劃階段是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，其專項(xiàng)規(guī)劃的基礎(chǔ)圖件從實(shí)質(zhì)上而言是現(xiàn)階段土地資源的整體利用現(xiàn)狀情況的綜合圖件，因而，一般都需要在土地資源利用現(xiàn)狀的圖件上做出合理的規(guī)劃，并制定住土地整理開發(fā)的專項(xiàng)規(guī)劃圖。在筆者多年的土地資源整理經(jīng)驗(yàn)過程中，一般而言，對(duì)很多在市縣級(jí)的土地資源進(jìn)行整理規(guī)劃過程中，在制作規(guī)劃圖件時(shí)候，都有著比較嚴(yán)格統(tǒng)一的比例尺。在我國(guó)現(xiàn)階段一般都是用1：5萬-1：20萬，這是基于我國(guó)相關(guān)的測(cè)繪部門所規(guī)定的中小比例尺航測(cè)地形圖的各種規(guī)定的基礎(chǔ)上，并結(jié)合具體的土地資源實(shí)際調(diào)查，并充分結(jié)合航片和測(cè)繪片，在眾多專業(yè)測(cè)繪人員協(xié)作下共同編繪而成。對(duì)土地資源整理展開實(shí)際調(diào)查，是整個(gè)土地資源專項(xiàng)的規(guī)劃過程中的重要環(huán)節(jié)。在調(diào)查測(cè)繪過程中，要結(jié)合潛力調(diào)查圖，按照1：1萬的土地詳查圖做為工作底圖，并要進(jìn)行對(duì)土地資源的實(shí)際調(diào)查而開展工作。

3.土地開發(fā)整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)階段

在進(jìn)行項(xiàng)目的可行性研究規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，對(duì)整個(gè)土地資源中的土地面積和土地的長(zhǎng)度，高程等相關(guān)的數(shù)據(jù)沒有十分嚴(yán)格的要求，因而，一般而言，可以充分利用在專項(xiàng)規(guī)劃過程中所制定的圖件作為工作的地圖，但是，要注意的是，比例尺一般都不能夠用1：1萬或者1：5萬進(jìn)行。當(dāng)項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)候，對(duì)土地資源的長(zhǎng)度，高程，面積等各方面的測(cè)繪數(shù)據(jù)都有著更為嚴(yán)格的要求，這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精密性都將直接關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的規(guī)劃和一些具體的設(shè)計(jì)情況，比如一些溝林，道路，水渠等基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計(jì)，同時(shí)，整個(gè)工程的概預(yù)算和土方的計(jì)算的精確度都有著十分直接的影響。在這個(gè)過程中，一般而言，都對(duì)比例尺有著比較嚴(yán)格的要求，在筆者的測(cè)繪經(jīng)驗(yàn)中，一般而言，都會(huì)讓實(shí)際測(cè)繪過程中的比例尺在1：2000之上，并要將全要素的地形圖作為基礎(chǔ)上進(jìn)行底圖設(shè)計(jì)。

4.土地開發(fā)整理項(xiàng)目施工及管理階段

當(dāng)項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行施工時(shí)候，土地測(cè)繪單位要為施工單位提供嚴(yán)格精確的測(cè)繪數(shù)據(jù)，如此，可以讓施工單位可以做出更好的施工設(shè)計(jì)和施工規(guī)劃，可以結(jié)合具體的測(cè)繪數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)工程做出比較科學(xué)合理的控制點(diǎn)石。在這個(gè)環(huán)節(jié)，可以使用工程施工放樣測(cè)量的方式，結(jié)合具體的工程施工設(shè)計(jì)，和相關(guān)的測(cè)繪圖件做出施工決策，如此，可以保證施工環(huán)節(jié)更順利的進(jìn)行。當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)竣工的時(shí)候，在提交竣工圖時(shí)候，竣工圖的比例尺要能夠和土地整理規(guī)劃時(shí)候所制定的設(shè)計(jì)圖紙的比例尺一樣，從總體而言，在這個(gè)階段對(duì)測(cè)繪的數(shù)據(jù)的精確度有著十分嚴(yán)格的要求。

三.結(jié)束語

在進(jìn)行土地資源管理過程中，加強(qiáng)對(duì)土地資源的測(cè)繪管理是其中的重要環(huán)節(jié)，是進(jìn)行土地資源合理化，可持續(xù)利用，科學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)和關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。因而，在各種土地資源管理過程中要結(jié)合不同的具體工程實(shí)際情況，找出各個(gè)階段的測(cè)繪特點(diǎn)，充分綜合利用各種測(cè)繪手段和測(cè)繪工具，嚴(yán)格控制各種費(fèi)用成本，在充分滿足對(duì)各種土地資源進(jìn)行管理和規(guī)劃的基礎(chǔ)上，做到測(cè)繪的成本最小，并從土地資源測(cè)繪的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制，保證測(cè)繪的真實(shí)客觀性。如此，可以促進(jìn)整個(gè)土地資源管理工作規(guī)范化和科學(xué)化。

參考文獻(xiàn)：

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[4]胡貴平 胡金華 提高GPS測(cè)量在土地整理測(cè)繪中的定位精度 [期刊論文] 《江西測(cè)繪》 -2008年3期

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篇7

關(guān)鍵詞：POS 航空攝影測(cè)量 輔助 應(yīng)用 RC-30

中圖分類號(hào)：P23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（a）-0022-04

航空攝影測(cè)量技術(shù)是在飛機(jī)上利用航攝相機(jī)對(duì)地面連續(xù)攝取像片，結(jié)合地面控制點(diǎn)測(cè)量、處理和立體測(cè)繪等步驟，繪制出地形圖的作業(yè)，是我國(guó)獲取基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的主要手段之一。目前，我國(guó)重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警、資源利用與環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域都需要大量的高分辨率、高精度的地理信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展緊緊相關(guān)。

航空攝影測(cè)量的基本原理就是利用航攝像片對(duì)每對(duì)同名像點(diǎn)的投影光線進(jìn)行后方交會(huì)，獲得相應(yīng)地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)。為了獲得正確的交會(huì)結(jié)果，必須確定攝影像片影像每一條投影光線在攝影時(shí)刻的空間位置與方向，而其空間位置與方向是由其航攝相機(jī)的內(nèi)方位元素和外方位元素所決定的。內(nèi)方位元素是指攝影中心與相片中心位置的三個(gè)參數(shù)，可以通過測(cè)試航攝相機(jī)來完成；外方位元素是指像點(diǎn)在攝影瞬間的空間三維位置與三維姿態(tài)六個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，外方位元素則需要采用其它更復(fù)雜的技術(shù)途徑來解決。

傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量一般需要使用野外控制點(diǎn)并通過空中三角測(cè)量加密求解外方位元素，而野外控制點(diǎn)的布設(shè)工作繁瑣，在荒漠、高山等困難地區(qū)野外控制點(diǎn)更是難以布設(shè)，因此，盡量減少乃至擺脫對(duì)野外控制點(diǎn)的依賴而直接對(duì)像片定向一直是攝影測(cè)量的重要研究方向之一。為此，人們一直試圖在航空攝影飛行過程中直接記錄或確定航攝相機(jī)的位置和方向，并利用這些定向數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)航攝像片的絕對(duì)定向。

20世紀(jì)90年代，GPS（Global Position System，全球定位系統(tǒng)）輔助空中三角測(cè)量的方法得到了廣泛應(yīng)用，利用GPS獲得的定位信息用來輔助空中三角測(cè)量，展現(xiàn)了導(dǎo)航技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用前景。GPS技術(shù)雖然解決了像片的定位問題，但是無法獲取像片的姿態(tài)參數(shù)，不能徹底擺脫地面控制。隨著航空攝影測(cè)量技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，一種新的方法開始應(yīng)用于航空攝影測(cè)量――定位定向系統(tǒng)（Position and Orientation System， 簡(jiǎn)稱POS系統(tǒng)）輔助航空攝影。機(jī)載POS系統(tǒng)集GPS技術(shù)與慣性導(dǎo)航技術(shù)于一體，使準(zhǔn)確地獲取航攝相機(jī)曝光時(shí)刻的外方位元素（GPS測(cè)量得到位置參數(shù)，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)得到姿態(tài)參數(shù)）成為可能，從而實(shí)現(xiàn)了無（或少量）地面控制點(diǎn)，甚至無需空中三角測(cè)量加密工序，即可直接定向測(cè)圖，從而大大縮短航空攝影作業(yè)周期、提高生產(chǎn)效率、降低成本。因此，POS系統(tǒng)的出現(xiàn)，將從根本上改變傳統(tǒng)航空攝影的方法，進(jìn)而引起航空攝影理論與技術(shù)的重大飛躍。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其慣性、GPS器件精度水平的提高，POS無論定位定向精度還是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力都會(huì)有質(zhì)的提高，將會(huì)在航空攝影測(cè)繪方面發(fā)揮越來越重要的作用。POS系統(tǒng)高精度定位定向技術(shù)是POS系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，它的研究可以極大的推動(dòng)POS系統(tǒng)的發(fā)展。

1 POS工作原理

IMU慣性測(cè)量單元最大優(yōu)點(diǎn)是不依賴于任何外界信息，能夠進(jìn)行完全自主的導(dǎo)航。慣性測(cè)量單元能夠連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的工作，可以提供多種導(dǎo)航信息如位置、速度、航程、航向，還可以提供水平及方位基準(zhǔn)，精度較高。但是，慣性測(cè)量單元的精度主要取決于慣性器件（陀螺儀和加速度計(jì)）的精度，并且其定位誤差隨時(shí)間積累，精度逐漸降低，這對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間工作的情況是極為不利的。而且其初始對(duì)準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)，所以想到利用其它定位手段作為參考信息源，定期或不定期地對(duì)慣性測(cè)量單元進(jìn)行綜合校正，對(duì)慣性器件的漂移進(jìn)行補(bǔ)償。

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位精度高的特點(diǎn)，而且能夠進(jìn)行全球、全天候、全天時(shí)、多維連續(xù)定位，其精度不隨時(shí)間變化。然而，GPS是非自主式的系統(tǒng)，不能提供諸如載體姿態(tài)等參數(shù)，運(yùn)動(dòng)載體上的GPS接收機(jī)不易捕獲和穩(wěn)定跟蹤衛(wèi)星信號(hào)，動(dòng)態(tài)環(huán)境造成中信噪比下降。這些原因都容易產(chǎn)生周跳。而且由于GPS信號(hào)在傳播途中的干擾，使得系統(tǒng)定位精度有所下降，定位結(jié)果較為離散。

如上所述，GPS和IMU慣性測(cè)量單元各有所長(zhǎng)，具有可互補(bǔ)的特點(diǎn)，兩者的組合不僅具有兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)各自的主要優(yōu)點(diǎn)，而且隨著組合水平的提高，它們之間信息傳遞、融合、使用的加強(qiáng)，組合系統(tǒng)的總體性能要遠(yuǎn)優(yōu)于任一獨(dú)立系統(tǒng)。

組合導(dǎo)航把無線電導(dǎo)航長(zhǎng)期精度高與慣性測(cè)量短期精度高和不受干擾的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，因而GPS與IMU的組合被認(rèn)為是目前導(dǎo)航領(lǐng)域最理想的組合方式，其基本原理如圖1所示。POS都是采用這樣的組合系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在。

1.1 GPS/IMU組合提高了系統(tǒng)的精度

高精度GPS信息作為外部測(cè)量信息輸入系統(tǒng)，在運(yùn)動(dòng)過程中頻繁修正IMU測(cè)量值，以控制減弱其隨時(shí)間積累的誤差；而短時(shí)間內(nèi)IMU定位結(jié)果可以很好的解決GPS動(dòng)態(tài)環(huán)境中由于信號(hào)失鎖和周跳導(dǎo)致的精度跳躍下降問題。因而，GPS/IMU組合測(cè)量誤差實(shí)際上比單獨(dú)的GPS或IMU的誤差都小。

1.2 GPS/IMU組合加強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力

由于IMU可以獨(dú)立進(jìn)行導(dǎo)航，因而當(dāng)GPS信號(hào)受到干擾時(shí)，IMU不僅能提供導(dǎo)航信息，而且其導(dǎo)航解可作為輔助信息，對(duì)GPS碼和載波的再捕獲起輔助作用，大大縮短了GPS恢復(fù)工作的時(shí)間，提高了GPS接收機(jī)的跟蹤能力。而GPS信息對(duì)IMU的輔助可使IMU在運(yùn)動(dòng)中不斷進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)。

1.3 GPS/IMU組合解決了GPS動(dòng)態(tài)應(yīng)用采樣頻率低的問題

由于GPS的數(shù)據(jù)采樣率低，不能達(dá)到某些動(dòng)態(tài)應(yīng)用中的要求，這時(shí)高頻IMU數(shù)據(jù)可以在GPS定位結(jié)果之間高精度內(nèi)插所求事件發(fā)生的位置，如航空相機(jī)曝光瞬間的位置，從而保證了組合系統(tǒng)對(duì)整個(gè)航線的各個(gè)攝影位置的高精度定位。當(dāng)然GPS本身的采樣頻率也隨著設(shè)備的發(fā)展不斷提高。

1.4 GPS/IMU組合將降低對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)的要求

長(zhǎng)期以來，IMU的高價(jià)格一直是限制其廣泛應(yīng)用的主要原因。而組合系統(tǒng)提供另一種解決方案，利用IMU的速度信號(hào)解決動(dòng)態(tài)跟蹤問題，而高精度定位則由GPS來實(shí)現(xiàn)，因此可以采用較低性能的IMU，從而降低了組合系統(tǒng)的成本（如圖1、2）。

2 應(yīng)用案例概況

POSAV510輔助RC30相機(jī)在2006年關(guān)中地區(qū)進(jìn)行了兩次飛行。根據(jù)應(yīng)用的目的和技術(shù)要求，結(jié)合實(shí)際工作的需要選定測(cè)區(qū)。測(cè)區(qū)內(nèi)分布有水系河流、城鎮(zhèn)市區(qū)、山區(qū)和主要交通道路等典型地形地貌，較有利于對(duì)設(shè)備精度的評(píng)估。選擇了1∶10000和1∶40000兩個(gè)攝影比例尺。如表1所示。

3 應(yīng)用區(qū)控制點(diǎn)的布設(shè)

為了對(duì)POS的精度作出客觀的評(píng)估，在關(guān)中某應(yīng)用區(qū)內(nèi)根據(jù)《GB/T13977-921∶5000、1∶10000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范》、《GB/T13990-92 1∶5000、1∶10000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》、《P0S/TRACKER系統(tǒng)應(yīng)用航空攝影試飛方案》技術(shù)設(shè)計(jì)書進(jìn)行應(yīng)用區(qū)控制點(diǎn)布設(shè)。

3.1 A區(qū)控制點(diǎn)布設(shè)方案

根據(jù)《POS/TRACKER系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)書》要求，A區(qū)范圍覆蓋6幅（3x2）1∶50000地形圖。依據(jù)關(guān)于1∶50000比例尺成圖丘陵地和山地的區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)及構(gòu)架航線的布點(diǎn)要求，A區(qū)控制點(diǎn)布設(shè)如圖3所示：

3.2 B區(qū)控制點(diǎn)布設(shè)方案

根據(jù)《POS/TRACKER系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)書》要求，B區(qū)范圍覆蓋2幅（1*2）1∶10000地形圖。關(guān)于1∶10000比例尺成圖平地的區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)要求，同時(shí)結(jié)合檢校場(chǎng)控制點(diǎn)布設(shè)要求。B區(qū)控制點(diǎn)布設(shè)如圖4所示。

為了提高量測(cè)精度，在像片上更準(zhǔn)確地判別出控制點(diǎn)的位置，本次應(yīng)用在B區(qū)采用了先布控后飛行的方法。根據(jù)控制點(diǎn)周圍的環(huán)境情況，對(duì)B區(qū)100平方公里內(nèi)的42個(gè)控制點(diǎn)分別用埋石、砸木樁及鐵釘?shù)姆椒▽⒖刂泣c(diǎn)標(biāo)記到位，其中大標(biāo)石6個(gè)（預(yù)計(jì)作為檢校場(chǎng)控制點(diǎn)永久保留）、小標(biāo)石11個(gè)、木樁19個(gè)、鐵釘6個(gè)。

為了使控制點(diǎn)在像片上容易判別，飛行前對(duì)測(cè)區(qū)100平方公里內(nèi)的42個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)志布設(shè)。根據(jù)控制點(diǎn)的情況，采用1 m×1 m的標(biāo)志布和刷漆等辦法，在飛機(jī)起飛前將標(biāo)布設(shè)到位。

4 基準(zhǔn)站布設(shè)

為保證POS輔助航空攝影飛行，需要在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)基準(zhǔn)站。考慮到基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)備份和檢核，根據(jù)測(cè)區(qū)大小和應(yīng)用為中、小比例尺航攝的特點(diǎn)，按照GB/T18314與GJB2228-1994規(guī)定的GPS基準(zhǔn)站選址原則，結(jié)合已知大地測(cè)量控制成果，并經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)踏勘，在攝區(qū)內(nèi)布設(shè)1個(gè)地面GPS基準(zhǔn)站。同時(shí)為了驗(yàn)證基準(zhǔn)站距離對(duì)測(cè)量精度的影響，在寶雞（距測(cè)區(qū)約200 km）和鄭州（距測(cè)區(qū)約500 km）地區(qū)分別布設(shè)長(zhǎng)基線和超長(zhǎng)基線GPS基準(zhǔn)站。

5 航攝飛行

根據(jù)《POS/TRACKER系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)書》和《POS/TRACKER系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)航空攝影實(shí)施計(jì)劃》，共飛行5架次，完成了應(yīng)用區(qū)1∶10000及1∶40000的航攝工作，獲取了1∶10000、1∶40000有效黑白像片323片，l∶10000彩色有效像片133片隨后再次完成POS輔助RC30相機(jī)B區(qū)1∶10000飛行。

6 POS外方位元素解算

（l）偏心角解算。在1∶10000黑白影像掃描完畢，獲得檢校場(chǎng)像控測(cè)量數(shù)據(jù)以及檢校場(chǎng)空三加密數(shù)據(jù)后，結(jié)合POS原始數(shù)據(jù)及基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，利用PosPac軟件中的PosGPs、PosPro及CalQc模塊對(duì)偏心角進(jìn)行解算，獲得了305 mm鏡頭進(jìn)行1∶10000飛行時(shí)的偏心角。同時(shí)解算出152 mm鏡頭進(jìn)行1∶40000飛行時(shí)的偏心角。

（2）像片外方位元素的解算。將獲得的偏心角輸入PosPac軟件的PosPEO模塊進(jìn)行解算，獲得像片的外方位元素EO。

7 空三處理

由于現(xiàn)有的海拉瓦軟件和適普軟件都不支持POS數(shù)據(jù)的空三處理，因此數(shù)據(jù)后期的空三解算采用了Leica公司的LPS軟件。在LPS中建立與EO數(shù)據(jù)坐標(biāo)相一致的工程，進(jìn)行了直接定向法和POS輔助空三法兩種方法的應(yīng)用。

直接定向法。在LPS中建立工程，輸入應(yīng)用區(qū)影像，生成縮小片。在自動(dòng)完成內(nèi)定向后，在Fiducial orientation and Exterior Orientation Parameter Editor直接輸入EO解算出的外方位元素，將其作為確定值，應(yīng)用區(qū)的立體即可完全恢復(fù)，最終進(jìn)行精度檢測(cè)。

POS輔助空三法。前期與直接定向法一致，不過在輸入外方位元素后，將其設(shè)為初始值，再按直接定向法檢測(cè)出的精度給出一個(gè)外方位元素合適的標(biāo)準(zhǔn)方差。進(jìn)入Orima軟件，通過APM選點(diǎn)，判讀合適的控制點(diǎn)，進(jìn)行平差解算，最后將結(jié)果寫出。退回到LPS中，進(jìn)行精度檢測(cè)。應(yīng)用進(jìn)行了僅有連接點(diǎn)無控制的平差、加入1個(gè)控制點(diǎn)的平差、加入4個(gè)控制點(diǎn)的平差。

8 POS數(shù)據(jù)直接定向精度分析研究

在內(nèi)定向結(jié)束后，輸入RC30的POS數(shù)據(jù)"按照LPS中影像的數(shù)據(jù)順序，依次將其對(duì)應(yīng)的EO數(shù)據(jù)拷貝到相應(yīng)的位置，獲得POSEO數(shù)據(jù)直接定向的結(jié)果。從表2中可以看出。

（1）200X年B區(qū)直接定向，精度已經(jīng)可以滿足1∶10000成圖要求；

（2）200X年B區(qū)直接定向，平面精度可以滿足1∶10000成圖要求，但高程精度超限。這是因?yàn)槲覈?guó)的外業(yè)大地高均為ITRF97或與其相似的框架下的大地高，而我們所采用的EO數(shù)據(jù)的大地高是初始WGS84的大地高，兩者之間有固定差，在引入一個(gè)控制點(diǎn)平差后，高程精度馬上符合精度要求。

9 結(jié)語

通過本次課題應(yīng)用精度分析，POS輔助RC3相機(jī)航攝，在成小于1∶10000地形圖時(shí)，可采用直接定向的方法。在成1∶10000或更大比例尺地形圖時(shí)，應(yīng)采用POS輔助空中三角測(cè)量的方法。

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篇8

論文摘要：數(shù)字測(cè)圖是在測(cè)量工作中利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)將野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與內(nèi)業(yè)機(jī)助制圖系統(tǒng)相結(jié)合,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)信息采集處理的數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化。數(shù)字測(cè)圖可以縮短作業(yè)時(shí)間,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高成果精度。數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出3部分組成,數(shù)字測(cè)圖作業(yè)模式中測(cè)記式數(shù)字測(cè)圖應(yīng)用最為廣泛。大比例尺數(shù)字測(cè)圖正以其測(cè)圖精度高，成圖速度快等優(yōu)勢(shì)逐步的取代傳統(tǒng)的，以平板儀為主的模擬測(cè)圖。與傳統(tǒng)的模擬測(cè)圖相比，數(shù)字測(cè)圖的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)更多、內(nèi)容與方法更為復(fù)雜。GPS 新技術(shù)的出現(xiàn),可以高精度并快速地測(cè)定各級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo),在地形測(cè)量中已得到廣泛地應(yīng)用。本文介紹了GPS(RTK) 配合全站儀的作業(yè)流程, 簡(jiǎn)要闡明了其在地形測(cè)量中的應(yīng)用。在利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)成圖的過程中, 解決一些常見的問題, 并給出解決的辦法及依據(jù), 同時(shí)給出一些有益的結(jié)論, 以適應(yīng)實(shí)際使用的需要。

ABSTRACT：The digitized mapping technique is to combine the field data collection system with the computer assisted mapping system in surveys by computer technology.It aims to realize the information collected and processed digitally and automaticaity.The digitized mapping technique can cut short the working time,lighten the labor intensity and enhance the precision of the productions.The system consists of three parts,such as data input,data processing and data output.the survey-record digitized mapping technique is widely used in the digitized mapping working pattern.For its superiority over traditional plane-table mapping in accuracy and efficiency,the large scale digital mapping is becoming more and more pared with traditional analogue mapping,digital mapping has more quality control pivotai points,and its contents and methods are more complex.With the appearance of new technology GPS ,the coordinate of different levels controlling points may be surveyed in high precision and it has been applied widely in topographic survey.The operation process of GPS(RTK) electronic tachometer is introduced and its application in topographic survey is briefly illustrated. Solutions to some problems usually occur in the mapping process using actually measured data and some helpful conclusions are given for practical use.

Key words : RTK; electronic tachometer ; digital mapping ; CASS5.1;topographic survey;GPS

第1章 緒 論

1.1 前言

目前在我國(guó)，獲取數(shù)字地圖的主要方法有三種：原圖數(shù)字化，航測(cè)數(shù)字成圖，地面數(shù)字測(cè)圖[1]。但不管那種方法，其主要作業(yè)過程均為三個(gè)步驟：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出（打印圖紙、提供軟盤等）。這里我們主要講述一下地面數(shù)字化。

在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū)或該地區(qū)測(cè)繪經(jīng)費(fèi)比充足，可直接采用地面數(shù)字測(cè)圖的方法，該方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測(cè)圖，是我國(guó)目前個(gè)測(cè)繪單位用得最多的數(shù)字測(cè)圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點(diǎn)是精度高，只要采取一定的措施，重要地物相對(duì)于鄰近的控制點(diǎn)的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。但它所耗費(fèi)的人力、物力與財(cái)力也是比較大的。

隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的測(cè)圖方法正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新設(shè)備、新技術(shù)、新方法所取代。GPS - RTK(以下簡(jiǎn)稱RTK) 與全站儀聯(lián)合進(jìn)行數(shù)字化測(cè)繪地形圖就是一種行之有效的新方法。

RTK與全站儀聯(lián)合測(cè)繪地形圖,可以優(yōu)劣互補(bǔ)。如果僅用全站儀進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖,就必須建立圖根控制網(wǎng),這樣須投入大量的時(shí)間、人力、財(cái)力;如僅用RTK測(cè)圖,可以省去建立圖根控制這個(gè)中間環(huán)節(jié),節(jié)省大量的時(shí)間、人力和財(cái)力,同時(shí)還可以全天侯地觀測(cè)。由于衛(wèi)星的截止高度角必須大于13°- 15°,它在遇到高大建筑物或在樹下時(shí),就很難接收到衛(wèi)星和無線電信號(hào),也就無法進(jìn)行測(cè)量。如果用RTK與全站儀聯(lián)合測(cè)圖,上述弊端就可以克服。即在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí),空曠地區(qū)的地形、地物用RTK測(cè)之;村莊、城市內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物用RTK實(shí)時(shí)給出圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo),然后用全站儀測(cè)之。這樣可以大大加快測(cè)量速度,提高工作效率。

隨著GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善, GPS 得到越來越廣泛的應(yīng)用。同時(shí),全站儀也因其數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化程度高、大大釋放勞動(dòng)力等優(yōu)勢(shì),成為勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和管理不可或缺的測(cè)量工具。但隨著工程質(zhì)量要求的不斷提高,測(cè)量用戶已不再局限于只使用GPS 或全站儀中的一種,在實(shí)際測(cè)量工作中,同樣一個(gè)工程中GPS 的測(cè)量成果常為全站儀所用,全站儀測(cè)量值又常作為檢校GPS 作業(yè)的依據(jù)。用GPS 完成控制比用常規(guī)儀器要快得多。它不要站間通視,也無需龐大的作業(yè)隊(duì)伍,精度高、作業(yè)快、費(fèi)用省、應(yīng)用靈活。一些先進(jìn)的接收機(jī)和天線技術(shù)把外業(yè)觀測(cè)時(shí)間壓縮到最短的同時(shí),仍能獲得最優(yōu)的數(shù)據(jù),在靈敏度、可靠性、抗干擾能力方面都有優(yōu)異的表現(xiàn)。靜態(tài)、快速靜態(tài)通過載波相位差分可以達(dá)到很高的精度(10-6D～10-8D) 。R T K 技術(shù)能實(shí)時(shí)提供觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo),并達(dá)到厘米級(jí)的精度。它的普及極大地拓展了GPS 的使用空間,使GPS 從只能做控制測(cè)量的局面中擺脫出來,而開始廣泛運(yùn)用于工程測(cè)量。現(xiàn)在商用R T K 接收機(jī)可實(shí)現(xiàn)20 Hz 高速獨(dú)立采樣與輸出,整周未知數(shù)初始化時(shí)間僅需8 S , 并提供獨(dú)立檢核,內(nèi)置鋰電池可支持1 個(gè)工作日連續(xù)作業(yè)。全站儀是一種兼有電子測(cè)距、電子測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化的三維坐標(biāo)測(cè)量與定位系統(tǒng)。面對(duì)多層次的需求,各種精度等級(jí)、各種功能類型的儀器也紛紛面世。尤其是以無棱鏡測(cè)量、自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤等代表新技術(shù)潮流的功能將使工作得以更高效、精確地完成。如今,已被廣泛應(yīng)用于控制測(cè)量、地形測(cè)量、地籍與房產(chǎn)測(cè)量、施工放樣、工業(yè)測(cè)量及近海定位等方面。隨著電子全站儀、GPS(RTK)及電子計(jì)算機(jī)的普及，及它們?cè)跍y(cè)量?jī)x器中的比例逐漸增大，它們?cè)跀?shù)字地形圖、地籍圖的應(yīng)用也在日趨廣泛。地形圖的成圖方法正在逐步的由傳統(tǒng)的白紙法成圖像數(shù)字測(cè)圖方向發(fā)展。特別是我國(guó)的東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，數(shù)字測(cè)圖幾乎占據(jù)了大部分的地形圖測(cè)繪市場(chǎng)。在地形測(cè)量中, 傳統(tǒng)的方法是經(jīng)緯儀配合小平板儀的方法, 在小平板儀上進(jìn)行展點(diǎn), 再通過手搖數(shù)字化儀得到數(shù)字化圖, 由于受到人為操作誤差的影響, 誤差可達(dá)到0.12 mm 以上, 對(duì)大比例尺的地形圖的精度影響比較大。隨著GPS（RTK）系統(tǒng)的不斷改進(jìn), 已經(jīng)達(dá)到了比較滿意的精度要求, 可以滿足常規(guī)測(cè)量的要求, 尤其對(duì)于開闊的地段(主要是田野、公路、河流、溝、渠、塘等) 直接采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK) 測(cè)量模式進(jìn)行全數(shù)字野外數(shù)據(jù)采集。對(duì)于樹木較多或房屋密集的村莊等, 采用RTK 測(cè)定圖根點(diǎn), 通過全站儀的采集碎部點(diǎn)。

基于此, 我們?cè)趯?shí)踐中嘗試?yán)肦TK 配合全站儀進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集, 然后在CASS5.1 環(huán)境下進(jìn)行數(shù)字化成圖, 結(jié)果顯示該方案是可行的。但是受到儀器數(shù)量的限制，有些學(xué)生對(duì)全站儀和GPS(RTK) 在數(shù)字成圖中使用的機(jī)會(huì)較少，甚至對(duì)此只是一般性的了解。所以通過本課題的完成，能夠使這些學(xué)生掌握好全站儀與GPS(RTK)集和數(shù)字成圖，為今后承擔(dān)測(cè)圖工程奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 本章小結(jié)

綜上所述,采用GPS(RTK)與全站儀聯(lián)合進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖,它不僅可以減少作業(yè)人員和作業(yè)工序,而且可以提高采集數(shù)據(jù)的速度和質(zhì)量,從而有效地提高了工作效率。因此,它是一種行之有效的測(cè)圖方法。

下面就數(shù)字成圖的幾個(gè)方面談一些個(gè)人體會(huì)。但其中定有不符僅及謬誤之處，萬望各位老師，專家指出，提出意見并給予指導(dǎo)。

第2章 儀器及軟件

2.1 GPS(RTK)簡(jiǎn)介、系統(tǒng)組成及其基本原理[2]

2.1.1 GPS(RTK) 簡(jiǎn)介

RTK(Real Time Kinematic) 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng),它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)、無線電技術(shù)和GPS 測(cè)量定位技術(shù)為一體的組合系統(tǒng);它是GPS 測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破。RTK 定位精度高,可以全天侯作業(yè), 每個(gè)點(diǎn)的誤差均為不累積的隨機(jī)偶然誤差。

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的基本思路是: 在基準(zhǔn)站安設(shè)一臺(tái)GPS 接收機(jī),對(duì)所有可見GPS 衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè),并將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站(流動(dòng)站); 在流動(dòng)站上, GPS 接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí),通過無線電接收設(shè)備,接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù),然后根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及精度。

2.1.2 GPS(RTK) 系統(tǒng)的組成

GPS(RTK) 系統(tǒng)由基準(zhǔn)站、若干個(gè)流動(dòng)站及無線電通訊系統(tǒng)三部分組成。基準(zhǔn)站包括GPS 接收機(jī)、GPS 天線、無線電通訊發(fā)射系統(tǒng)、供GPS 接收機(jī)和無線電臺(tái)使用的電源(汽車用12 伏蓄電瓶) 及基準(zhǔn)站控制器等部分。流動(dòng)站由以下幾個(gè)部分組成: GPS 接收機(jī)、GPS 天線、無線電通訊接聽系統(tǒng)、供GPS 接收機(jī)和無線電使用的電源及流動(dòng)站控制器等部分。用框圖表示參見圖2.1：

圖2.1 RTK-GPS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1.3 GPS(RTK) 的基本原理

GPS 系統(tǒng)包括三大部分:地面監(jiān)控部分、空間衛(wèi)星部分、用戶接收部分,各部分均有各自獨(dú)立的功能和作用,同時(shí)又相互配合形成一個(gè)有機(jī)整體系統(tǒng)。對(duì)于靜態(tài)GPS 測(cè)量系統(tǒng), GPS 系統(tǒng)需要二臺(tái)或二臺(tái)以上接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè),記錄的數(shù)據(jù)用軟件進(jìn)行事后處理可得到兩測(cè)站間的精密WGS -84 坐標(biāo)系統(tǒng)的基線向量,經(jīng)過平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等工作,才能求得未知的三維坐標(biāo)。現(xiàn)場(chǎng)無法求得結(jié)果,不具備實(shí)時(shí)性。RTK 實(shí)時(shí)相對(duì)定位原理如圖2.2 所示：

圖2.2 RTK 實(shí)時(shí)相對(duì)定位原理

圖2.3 GPS(RTK)數(shù)據(jù)流程如圖

基準(zhǔn)站把接收道的所有衛(wèi)星信息（包括偽距和載波相位觀測(cè)值）和基準(zhǔn)站的一些信息(如基站坐標(biāo)天線高等) 都通過無線電通訊系統(tǒng)傳遞到流動(dòng)站，流動(dòng)站在接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的同時(shí)也接受基準(zhǔn)站傳遞的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。流動(dòng)站完成初始化后,把接收到的基準(zhǔn)站信息傳送到控制器內(nèi)并將基準(zhǔn)站的載波觀測(cè)信號(hào)進(jìn)行差分處理,即可實(shí)時(shí)求得未知點(diǎn)的坐標(biāo)。數(shù)據(jù)流程如圖2.3 所示：

2.2 全站儀簡(jiǎn)介、系統(tǒng)組成及其基本原理

2.2.1 全站儀的分類

八十年代末、九十年代初，人們根據(jù)電子測(cè)角系統(tǒng)和電子測(cè)距系統(tǒng)的發(fā)展不平衡，將全站儀分成兩大類，即積木式和整體式。

積木式(Modular)，也稱組合式，它是指電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀既可分離游客組合。用戶可以根據(jù)實(shí)際工作的要求，選擇測(cè)角、測(cè)距設(shè)備進(jìn)行組合。

1. 粗瞄器

2. 內(nèi)裝倒向光裝置（選件）

3. 垂直微動(dòng)螺旋

4. 電池

5. GEB111電池盒墊塊

6. 電池盒

7. 目鏡

8. 調(diào)焦環(huán)

9. 螺絲固定的可拆卸儀器提把

10. RS232串行接口

11. 腳螺旋

12. 望遠(yuǎn)鏡物鏡

13. 顯示屏

14. 鍵盤

15. 圓水準(zhǔn)器

16. 電源開關(guān)

17. 熱健

18. 水平為動(dòng)螺旋

圖2.4 　萊卡全站儀的重要部件圖

整體式(Integrated)，也稱集成式，它是指電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀做成一個(gè)整體，無法分離。

九十年代以來，基本上都發(fā)展為整體式全站儀。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用以及用戶的特殊要求與其它工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，全站儀出現(xiàn)了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型等等的全站儀，使得全站儀這一最常規(guī)的測(cè)量?jī)x器越來越能滿足各項(xiàng)測(cè)繪工作的需求，發(fā)揮更大的作用。

2.2.2 全站儀簡(jiǎn)介、系統(tǒng)組成

此次論文實(shí)地操作部分主要使用的是萊卡TC405型全站儀。其簡(jiǎn)介、操作說明及組成部分的詳細(xì)內(nèi)容可參考其使用說明書[3]，再這里就不做贅述了。其重要部件如圖2.4：

2.2.3 全站儀的基本原理與功能

全站儀是一個(gè)由測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、電子補(bǔ)償器、微處理機(jī)組合的一個(gè)整體。測(cè)量功能可分為基本測(cè)量功能和程序測(cè)量功能。基本測(cè)量功能包括電子測(cè)距、電子測(cè)角（ 水平角、垂直角）； 程序測(cè)量功能包括水平距離和高差的切換顯示、三維坐標(biāo)測(cè)量、對(duì)邊測(cè)量、放樣測(cè)量、偏心測(cè)量、后方交會(huì)測(cè)量、面積計(jì)算等。特別注意的是只要開機(jī)，電子測(cè)角系統(tǒng)即開始工作并實(shí)時(shí)顯示觀測(cè)數(shù)據(jù)；其它測(cè)量功能只是測(cè)距及數(shù)據(jù)處理。它可以同時(shí)測(cè)量空間目標(biāo)的距離和角度數(shù)據(jù)，直接得到三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。全站儀測(cè)圖的基本流程如圖2.5：

圖2.5 　全站儀測(cè)圖的基本流程

2.3 CASS軟件的介紹[4]

2.3.1 測(cè)繪軟件的選擇

對(duì)于一個(gè)測(cè)繪單位而言，數(shù)字測(cè)圖的一個(gè)重要的問題是選擇好適合于本單位使用的測(cè)繪軟件。因?yàn)橥倪@個(gè)單位用起來很好的軟件，到了別的單位卻不一定適用，所以每個(gè)單位對(duì)于軟件的選擇問題應(yīng)具體問題具體分析，不能人云亦云。

衡量一個(gè)成圖軟件的標(biāo)準(zhǔn)，首先要看該軟件是否適合本單位的實(shí)際情況；二要看其可操作性，是否界面友好，簡(jiǎn)便易學(xué)等等；三要看其提供的功能是否適合于本單位。

目前各個(gè)測(cè)繪單位所使用的成圖軟件，可謂五花八門，林林總總。但基本上為兩種類型，一是系統(tǒng)（單位）自行開發(fā)的，另一種是由專門的測(cè)繪軟件開發(fā)商開發(fā)，而以商業(yè)目的的提供給廣大用戶使用的，也是個(gè)測(cè)繪單位用得比較多的。在本文中所講到的是后一種軟件。

現(xiàn)在市場(chǎng)上的測(cè)繪軟件用得最多的主要有三種：一是以清華山維公司與清華大學(xué)土木系聯(lián)合開發(fā)的測(cè)霸EPSW（Electronic Planetable Surveying and Mapping system）系列；二是武漢瑞得測(cè)繪自動(dòng)化公司的RDMS系列；三是廣州南方測(cè)繪儀器公司與廣州開思公司的CASS系列與SCS系列。下面簡(jiǎn)單早已下比較分析。

對(duì)于已經(jīng)熟悉AUTO CAD的用戶而言，CASS系列與SCS系列是一個(gè)不錯(cuò)的選折，因?yàn)樗鼈兓贏UTO CAD平臺(tái)開發(fā)的，AUTO CAD的所有功能它都可以用，而AUTO CAD則是世界上大家所共認(rèn)的繪圖平臺(tái)，其編輯功能是有目共睹的[5]。

CASS與SCS的功能差不多，各有所長(zhǎng)與所短。CASS的服務(wù)可以說是一個(gè)電話隨叫隨到，而SCS的服務(wù)在近段時(shí)間內(nèi)是無法與其相提并論的。它們均提供三種作業(yè)方式：電子平板方式、原圖數(shù)字化方式及內(nèi)外業(yè)一體化。再CAD的基礎(chǔ)上，開發(fā)了許多功能，如量算定點(diǎn)、圖形復(fù)制、繪制多功能復(fù)合線等。除此之外，還提供了地藉表格會(huì)制與圖紙管理等功能。對(duì)于那些即想用電子平板方式作業(yè)，又能在市內(nèi)編輯成圖的單位而言，可以選它。

當(dāng)然這些軟件功能會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐步完善。對(duì)這些軟件的認(rèn)識(shí)也只是本人的一管之見。

2.3.2 CASS軟件開發(fā)的背景

目前市場(chǎng)上的數(shù)字成圖軟件較多，CASS軟件便是其中之一。該軟件是南方測(cè)繪儀器有限公司在AutoCAD2002上開發(fā)的新一代數(shù)字化地形地籍成圖軟件， 它徹底打通了數(shù)字化成圖系統(tǒng)與,GIS的接口，是信息產(chǎn)業(yè)部門認(rèn)可并普遍使用的通用軟件，可實(shí)現(xiàn)地形地物數(shù)據(jù)的自動(dòng)輸入、處理、分析、顯示、輸出，其市場(chǎng)占有率較高。

2.3.3 CASS軟件安裝要求

1.硬件環(huán)境

CASS軟件安裝環(huán)境要求：CPU主頻在賽揚(yáng)433以上；內(nèi)存在64MB以上；硬盤存儲(chǔ)空間至少200MB以上的剩余空間；顯示驅(qū)動(dòng)至少256色、800x600的分辨率；支持Windows的顯示適配器；鼠標(biāo)或其他指點(diǎn)設(shè)備。

2. 軟件環(huán)境

CASS軟件的系統(tǒng)安裝平臺(tái)為Windows NT4.0、Windows 9X/me/2000/XP，AutoCAD2002/ AutoCAD2000/ AutoCAD R14[5]。

3. CASS的主要功能介紹

CASS的安裝應(yīng)該在安裝完AutoCAD2002并運(yùn)行一次后才可進(jìn)行。CASS操作界面主要分為3個(gè)部分：頂部下拉菜單、右側(cè)屏幕菜單和工具條。共有11項(xiàng)下拉菜單，右側(cè)屏幕菜單可選擇相應(yīng)地形圖圖式符號(hào)。每個(gè)菜單項(xiàng)均以對(duì)話框或命令行提示的方式與用戶交互應(yīng)答，操作靈活方便，簡(jiǎn)單易學(xué)。幾乎所有的CASS命令及AutoCAD2002的編輯命令都包含在頂部的下拉菜單中， 如文件管理、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯、工程應(yīng)用等命令。

2.4 本章小節(jié)

以上是本人對(duì)這幾種測(cè)量?jī)x器及數(shù)字化測(cè)圖軟件簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)及分析，還不很成熟，希望各位老師、專家提出意見與指導(dǎo)。

第3章 GPS(RTK)與全站儀聯(lián)合數(shù)字測(cè)圖的實(shí)施

3.1數(shù)字測(cè)圖的外業(yè)工作的實(shí)施

3.1.1作業(yè)技術(shù)依據(jù)

《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》(CJJ 73 — 79) [6] ; 《城市測(cè)量規(guī)范》(CIJ 8 —99) [7], 《1 ∶500 , 1 ∶1000 , 1 ∶2000 地形圖圖式》; GB/ T7929 —1995 [8]。平面基準(zhǔn)采用1954 年北京坐標(biāo)系;高程基準(zhǔn)采用1956 年黃海高程系。

3.1.2 GPS(RTK) 配合全站儀的施測(cè)過程介紹

首先要確定作業(yè)的先后流程, 該測(cè)區(qū)我們制定的作業(yè)流程圖如圖3.1：

圖3.1　RTK 配合全站儀的施測(cè)流程圖

3.1.3測(cè)區(qū)的基本情況：

本測(cè)區(qū)位于黑龍江工程學(xué)院院內(nèi)，交通較為便利，測(cè)區(qū)地勢(shì)較為平坦, 測(cè)區(qū)內(nèi)樹木較多給測(cè)量工作帶來一定的困難。測(cè)區(qū)布設(shè)4個(gè)已知的三等GPS控制點(diǎn)，作為測(cè)區(qū)平面控制的起算點(diǎn)。

3.1.4 控制測(cè)量

1.控制測(cè)量分類[9]

地形測(cè)圖控制測(cè)量是為測(cè)繪地形圖而建立平面和高程控制網(wǎng)的測(cè)量工作，內(nèi)容分為基本控制（又稱等級(jí)控制）和圖根控制。基本控制是整個(gè)測(cè)區(qū)控制測(cè)量的基礎(chǔ)。圖根控制是直接為地形測(cè)圖服務(wù)的控制網(wǎng)。基本控制網(wǎng)的建立要根據(jù)測(cè)區(qū)面積的大小,以滿足當(dāng)前需要為主,兼顧遠(yuǎn)景發(fā)展。一般先建立控制全局的首級(jí)網(wǎng)，然后再根據(jù)需要加密，也可一次建立足夠密度的全面網(wǎng)。平面控制網(wǎng)可采用測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)，建成區(qū)多采用導(dǎo)線網(wǎng)。在已建有國(guó)家或當(dāng)?shù)仄矫婵刂凭W(wǎng)點(diǎn)的測(cè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)與之進(jìn)行聯(lián)結(jié)。當(dāng)已建網(wǎng)精度能滿足需要時(shí)，直接利用加密或進(jìn)行必要改算后加密；當(dāng)精度不能滿足需要時(shí)，可選用一點(diǎn)的坐標(biāo)及一條邊的方位角作為起算數(shù)據(jù)建立獨(dú)立網(wǎng)。同樣要在整個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)建立高程控制網(wǎng)，應(yīng)用水準(zhǔn)測(cè)量方法施測(cè)并與附近國(guó)家或當(dāng)?shù)厮疁?zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，以取得統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。

在數(shù)字測(cè)圖工作中，控制測(cè)量的工作與傳統(tǒng)的控制測(cè)量相比，應(yīng)該更簡(jiǎn)便，當(dāng)然，在新規(guī)范中，對(duì)這一方面的要求沒有多大的改動(dòng)，但根據(jù)本人的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及積累，有一些限制條件是可以放寬的，特別是圖根控制。

隨著GPS技術(shù)的發(fā)展成熟及全站儀的普及，三角測(cè)量現(xiàn)在已基本淡出了控制測(cè)量這個(gè)舞臺(tái)。所以對(duì)大多數(shù)的人員而言，無疑大大的減輕了工作強(qiáng)度。去掉了三角測(cè)量的種種枷鎖的限制，取而代之的是更為靈活的GPS網(wǎng)及導(dǎo)線（網(wǎng)）測(cè)量。在文本中，僅就圖根測(cè)量及圖根加密作一探討。

現(xiàn)在各測(cè)繪單位所使用的電子全站儀的精度一般為6″、3+5ppm以下，加上是電子自動(dòng)讀數(shù)，所以他的實(shí)際精度要較其標(biāo)準(zhǔn)精度高，相對(duì)于光學(xué)經(jīng)緯儀而言，就更具有優(yōu)勢(shì)。

眾所周知，在傳統(tǒng)測(cè)圖中，地面點(diǎn)平面位置的誤差受下列誤差的影響：

1. 圖根點(diǎn)的展會(huì)誤差M展

2. 測(cè)定地物點(diǎn)的距離誤差M距

3. 測(cè)定地物點(diǎn)的方向誤差M刺M繪

4. 地形圖上地物點(diǎn)的刺點(diǎn)誤差M刺

5. 清繪時(shí)所造成的誤差M繪

綜上所述，地形圖上地物點(diǎn)平面位置的誤差可用3.1式表示：

M2物=M2展+M2距+M2向+M2刺+M2繪+M2物 （3.1）

以1:1000比例尺，最大視距為100米為例，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，有下表：

表3.1 地面點(diǎn)平面位置的誤差

誤差（mm）

M展

M距

M向

M刺

M繪

M物

數(shù)值

0.18

0.39

0.18

0.20

0.08

0.51

3.全站儀的簡(jiǎn)單操作流程：

(1) 整平對(duì)中, 對(duì)中偏差不得超過1 mm ;

(2) 啟動(dòng)全站儀, 進(jìn)入文件管理界面, 建立文件名, 并選擇該文件在文件下存儲(chǔ);

(3) 以后視點(diǎn)為檢核點(diǎn)進(jìn)行檢核, 偏差在限差范圍內(nèi)方可進(jìn)行點(diǎn)收集, 否則查明原因, 符合限差要求方可采集數(shù)據(jù);

(4) 采集碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)信息。

注意事項(xiàng)

(1) 一個(gè)測(cè)站應(yīng)一個(gè)方向觀測(cè), 切勿盤左盤右不分;

(2) 一個(gè)測(cè)站儀器如有碰動(dòng)需重新對(duì)中整平檢核;

(3) 勤建測(cè)站名以便于文件管理和查詢。

4.繪制草圖的一些技巧及注意事項(xiàng)

繪圖員應(yīng)有一定的方向感, 有一定的圖形比例控制能力。RTK 給定圖根點(diǎn)后, 繪圖員在實(shí)地可先畫出大致需要采集點(diǎn)的草圖, 并控制好比例。繪制草圖時(shí)遵循上北下南, 要善于使用多色筆標(biāo)識(shí), 準(zhǔn)確描述地物間拓?fù)潢P(guān)系, 使用特定的符號(hào), 以易于內(nèi)業(yè)操作。比如一塊旱地, 可以在中間畫出旱地符號(hào)(或注記文字) 即可清楚表示出地形特點(diǎn)。采集數(shù)據(jù)時(shí)也要注意一些技巧, 對(duì)于不便觀測(cè)的四點(diǎn)房, 采用兩點(diǎn)加寬度的采點(diǎn)方法, 這樣用計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成, 所得的房屋既符合精度, 又很美觀。注意一些散點(diǎn)的采集, 如電線桿, 采集時(shí)一塊圖一塊圖的檢查, 以免漏測(cè)。采用兩人跑尺, 可以大大的提高外業(yè)的速度, 需注意每測(cè)好一點(diǎn)應(yīng)及時(shí)用對(duì)講機(jī)進(jìn)行核實(shí), 以保證點(diǎn)圖對(duì)應(yīng)不出錯(cuò)。

3.2數(shù)字測(cè)圖的內(nèi)業(yè)工作的實(shí)施

3.2.1數(shù)據(jù)傳輸、區(qū)分及數(shù)據(jù)格式

1.RS -232C接口

盡管現(xiàn)在一些先進(jìn)的全站儀和GPS 接收機(jī)配置了如USB 接口、IR 紅外接口和

圖3.3 數(shù)據(jù)傳輸界面

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊。但將測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在全站儀和GPS 接收機(jī)自帶的存儲(chǔ)器中,通過RS -232C 接口與個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸仍是目前使用最多的一種方法。

在使用RS -232C 標(biāo)準(zhǔn)插頭實(shí)現(xiàn)連接之前, 用戶必須根據(jù)已有的DTE 及DCE 的具體說明,做好匹配的調(diào)整工作。對(duì)數(shù)據(jù)線上所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式、RS -232C 標(biāo)準(zhǔn)并沒有嚴(yán)格的規(guī)定。所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率是多少、有無奇偶校驗(yàn)位、停止位為多少、字符代碼采用多少位等問題,應(yīng)由發(fā)送方與接受自行商定,達(dá)成一致的協(xié)議。大多數(shù)全站儀使用6 針接口與個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。下面我們一本次測(cè)圖所使用的萊卡TC405型全站儀為例，說明全站儀與PC機(jī)之間的連接。GPS 接收機(jī)與PC 機(jī)通訊的原理也是這樣。請(qǐng)注意儀器使用的接口類型與引腳定義方式要查一下,有些儀器廠商會(huì)使用非標(biāo)準(zhǔn)接口類型和定義方式, 一般會(huì)在儀器操作手冊(cè)附錄里說明。

2.數(shù)據(jù)通訊

簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)通訊可以采用“超級(jí)終端來實(shí)現(xiàn),“超級(jí)終端”是微軟隨操作系統(tǒng)一起的一個(gè)進(jìn)行串口通訊的工具。操作系統(tǒng)是Win2000 或WinXP 的“超級(jí)終端是標(biāo)準(zhǔn)配置,在Win95 和Win98 下要用系統(tǒng)安裝盤安裝一下。打開方式是:開始—程序—附件— 通訊— 超級(jí)終端,打開之后會(huì)彈出對(duì)話框，讓你輸入一個(gè)名稱,輸入一個(gè)有意義的名字保存下來,這樣以后直接打開它就行了,然后是選擇通訊口,一般是COM1 或COM2 最后是選擇通訊參數(shù),記住一定要和全站儀中通訊參數(shù)相一致。

實(shí)際上萊卡廠商提供了一起與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖鐖D3.3，萊卡數(shù)據(jù)傳輸界面：

將萊卡TC405型全站儀與PC機(jī)連接好后，進(jìn)入萊卡數(shù)據(jù)交換軟件界面，進(jìn)入通

訊設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置成與全站儀中通訊參數(shù)相一致如圖3.4；按確定鍵回到主界面，

圖3.4　通訊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框

然后進(jìn)入數(shù)據(jù)交換管理器，選擇通訊端口，然后選者要保存的數(shù)據(jù)保存到文件夾，在

圖3.5 使用萊卡軟件數(shù)據(jù)上傳

此時(shí)會(huì)彈出對(duì)話框選擇保存數(shù)據(jù)的格式。選擇的格式要與全站儀上傳的格式一致。然后現(xiàn)在PC機(jī)上按確定鍵，再在全站儀按確定鍵，以保證上傳的數(shù)據(jù)無遺漏。如圖3.5：

3.據(jù)格式

全站儀數(shù)據(jù)輸入PC 機(jī)后以ASCII 碼文件形式保存。可以根據(jù)數(shù)據(jù)位及提示符區(qū)分并顯示出來, 萊卡數(shù)據(jù)傳輸軟件有這一功能,一般在數(shù)據(jù)下載之后自動(dòng)完成。使用萊卡數(shù)據(jù)傳輸軟件上傳的數(shù)據(jù)還不能直接應(yīng)用到CASS5.1軟件上。需要將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成CASS5.1軟件的接受的格式。CASS5.1軟件接受的是*.dat各式的文件。數(shù)據(jù)的格式為：點(diǎn)號(hào)，編碼，y坐標(biāo)，x坐標(biāo)，高程。

圖3.6 萊卡軟件上傳的數(shù)據(jù)

圖3.7 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(a)

其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程，首先將萊卡數(shù)據(jù)傳輸軟件下載的數(shù)據(jù)保存為*.txt格式文件如圖3.6；

圖3.7 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(b)

然后用Microsoft Excel打開文件進(jìn)行編輯，將x、y數(shù)據(jù)列對(duì)換位置，以及設(shè)置列寬和小數(shù)位保留位數(shù)如圖3.7，保存為*.txt格式文件；然后打開文件進(jìn)行編輯，將數(shù)據(jù)列之用“，”間隔，保存為*.dat格式文件如圖3.8：

4.南方軟件數(shù)據(jù)下載

根據(jù)南方軟件(CASS)功能可以直接將萊卡全站儀采集的數(shù)據(jù)展點(diǎn)到南方軟件

圖3.8 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)

中。其主要過程為：將全站儀通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接,打開全站儀開關(guān)進(jìn)入屏幕菜單選擇“通訊”功能,改變通訊設(shè)置與計(jì)算機(jī)的測(cè)量軟件匹配如圖3.9,下載全站儀數(shù)據(jù)。下載的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成CASS專用各式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

圖3.9 南方軟件數(shù)據(jù)傳輸通訊設(shè)置

3.2.2數(shù)字測(cè)圖內(nèi)業(yè)工作的實(shí)施

1. 繪制坐標(biāo)格網(wǎng)

進(jìn)行CASS參數(shù)設(shè)置中的圖框設(shè)置，使用繪圖處理菜單中標(biāo)準(zhǔn)圖幅或任意圖幅命令來繪制圖廓。按要求輸入繪圖比例尺及相應(yīng)圖框參數(shù)即可得到圖框。

2. 選擇測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)定位成圖法

移動(dòng)鼠標(biāo)至右側(cè)屏幕菜單區(qū)之“測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)”項(xiàng)，按左鍵，選中點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名后，按“打開”,即可完成讀點(diǎn)工作。

3. 控制點(diǎn)展繪

點(diǎn)擊繪圖處理菜單中的“展野外測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)”，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名，按“打開”，便可在屏幕上展出野外測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)。

圖3.10 CASS5.1界面菜單

4. 地形地物繪制

使用工具欄中的各種工具進(jìn)行局部放大以便編輯，根據(jù)所測(cè)地物點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)及野外作業(yè)時(shí)繪制的草圖，到右側(cè)屏幕區(qū)選擇相應(yīng)的地形圖圖式符號(hào)來繪制地物。一般繪圖順序?yàn)椋合壤L各種控制點(diǎn)、道路、水渠、河流等，使圖有個(gè)大致輪廓；其次繪房屋、獨(dú)立地物、植被、管線設(shè)施等。為避免非法操作或突然斷電造成數(shù)據(jù)丟失，工作中要保持經(jīng)常存盤的習(xí)慣。系統(tǒng)中所有地形圖圖式符號(hào)都是按圖層來劃分的。CASS5.1中的地形地物所在圖層是自動(dòng)生成的，因此不能隨意修改圖層名，否則將導(dǎo)致地物編碼信息錯(cuò)誤或丟失；也不可隨意修改地物的圖層屬性。

所有表示測(cè)量控制點(diǎn)的符號(hào)都放在“控制點(diǎn)”層，所有表示獨(dú)立地物的符號(hào)都放在“獨(dú)立地物”。如果需要在點(diǎn)號(hào)定位的過程中臨時(shí)切換到坐標(biāo)定位，可以按“P”鍵，這時(shí)進(jìn)入坐標(biāo)定位狀態(tài)。想回到點(diǎn)號(hào)定位狀態(tài)時(shí)再按“P”鍵即可。陡坎、水渠、圍墻上的小觸角生成在繪圖方向的左側(cè)。出現(xiàn)錯(cuò)向時(shí)可用線型換向功能修改。

5. 高程點(diǎn)展繪

點(diǎn)擊“繪圖處理”菜單下的“展高程點(diǎn)”，彈出數(shù)據(jù)文件對(duì)話框，選取目標(biāo)文件，按“打開”，命令區(qū)提示：“注記高程點(diǎn)的距離（m）：”直接回車，表示不對(duì)高程點(diǎn)注記進(jìn)行取舍，全部展出來。具體情況根據(jù)繪圖比例尺及地形可選30~40m。再將標(biāo)高注記與地形地物相重疊的移動(dòng)一下，使顯示更清楚。

繪等高線必須先將野外測(cè)的高程點(diǎn)建立數(shù)字地面模型(DTM)，然后在數(shù)字地面模型上由計(jì)算機(jī)自動(dòng)勾繪出高精度等高線。

6. 文字注記

注記文字，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊右側(cè)菜單的“文字注記”項(xiàng)，依提示輸入文字高度、注記內(nèi)容、注記位置，完成文字注記。關(guān)閉“ZDH”圖層，對(duì)圖紙進(jìn)行全面整飾，繪圖工作即可完成。

7. 繪圖輸出

點(diǎn)擊“文件”菜單下的“繪圖輸出”項(xiàng)，對(duì)“打印設(shè)備”“打印設(shè)置”各項(xiàng)選擇設(shè)置后，可通過“完全預(yù)覽”和“部分預(yù)覽”查看出圖效果，滿意后按“確定”即可出圖。

3.2.3內(nèi)業(yè)操作應(yīng)注意的問題：

下載外業(yè)數(shù)據(jù)文件, 用Excel 或Word 處理成符合CASS 的格式文件, 注意保存時(shí)應(yīng)為*.dat 格式。在CASS5.1環(huán)境下展點(diǎn)。內(nèi)業(yè)處理時(shí), 是否擬合看情況而定, 兩點(diǎn)距離較大時(shí)擬合效果較好, 兩點(diǎn)距離較小時(shí)擬合會(huì)使繪出圖形不遵循原來的地物、地貌, 差異很大, 需靈活采用。當(dāng)然內(nèi)業(yè)者應(yīng)熟練掌握AutoCAD 的基本功, 對(duì)CASS 中每種地物、地貌能迅速調(diào)用, 確保每天所測(cè)的外業(yè)當(dāng)天內(nèi)業(yè)能處理完成, 發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與外業(yè)聯(lián)系解決。

3.3對(duì)數(shù)字地圖進(jìn)行質(zhì)量檢查和質(zhì)量評(píng)定

3.3.1數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的內(nèi)容與特點(diǎn)

根據(jù)數(shù)字地圖的特點(diǎn)和用途；衡量其質(zhì)量的指標(biāo)體系應(yīng)該在傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖的基礎(chǔ)上加入新的內(nèi)容，下面分析數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的內(nèi)容與特點(diǎn)。

1. 數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的內(nèi)容

數(shù)字化測(cè)圖實(shí)現(xiàn)了地形圖的數(shù)字化、信息化，測(cè)量結(jié)果是以計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字代碼系統(tǒng)來反映地表各類地理屬性特征。因此，數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)除與模擬法測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)具有相同的評(píng)價(jià)內(nèi)容外，還具有其特有的評(píng)價(jià)內(nèi)容。主要包括：

(1)地物分層的合理性；

(2)地物屬性代碼選擇的正確性；

(3)閉合圖形的封閉性；

(4)結(jié)點(diǎn)的匹配精度；

(5)圖形拓?fù)潢P(guān)系的正確性；

(6)地物各層是否有重復(fù)的要素；

(7)地物各層是否有混層現(xiàn)象；

(9)各層顏色選擇的正確性；

(10)數(shù)據(jù)文件名稱，數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)組織的正確、完整性；

2.數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的特點(diǎn)

數(shù)字化測(cè)圖是利用先進(jìn)的儀器，通過測(cè)量獲取可供傳輸、處理、共享的數(shù)字地形信息，即獲取以計(jì)算機(jī)磁盤為載體的數(shù)字地形圖。數(shù)字化測(cè)圖實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的高精度， 測(cè)量精度在成圖過程中無損失，利用計(jì)算機(jī)軟件成圖，可以做到符號(hào)、文字、注記等符合規(guī)范要求，等高線通過自動(dòng)擬合處理光滑美觀，實(shí)現(xiàn)了圖面的規(guī)范化。數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的特點(diǎn)：

(1)數(shù)字化測(cè)圖依據(jù)野外記錄室內(nèi)編輯成圖,容易發(fā)生漏測(cè)、記錯(cuò)現(xiàn)象，數(shù)字地形圖的質(zhì)量檢查應(yīng)重點(diǎn)檢查地物要素測(cè)量是否齊全，屬性注記是否與實(shí)際相符合。

(2)等高線的勾繪依據(jù)野外測(cè)點(diǎn)的分布，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不豐富的立尺人員，有些地貌關(guān)鍵點(diǎn)位容易被漏測(cè)，易造成等高線失真，數(shù)字化測(cè)圖的質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)重點(diǎn)檢查等高線是否反映客觀實(shí)際。

(3)數(shù)字化測(cè)圖實(shí)現(xiàn)了信息分層管理，不同層顏色不同，數(shù)字化測(cè)圖的質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)重點(diǎn)檢查數(shù)字地圖分層是否合理，地圖信息是否有混層交叉現(xiàn)象，地形要素在同層是否有重復(fù)要素。

(4)數(shù)字化測(cè)圖利用先進(jìn)的儀器進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度高，測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位精度在數(shù)字化測(cè)圖的質(zhì)量評(píng)價(jià)中則是處于次要地位，但仍是必要的檢查內(nèi)容。

(5)數(shù)字化測(cè)圖是GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的重要信息源,拓寬了地形圖的應(yīng)用范圍.因此,數(shù)字化測(cè)圖的質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)重點(diǎn)檢查閉合圖形的封閉性、結(jié)點(diǎn)的匹配精度、圖形拓?fù)潢P(guān)系的正確性。

(6)數(shù)字化測(cè)圖是以計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字代碼系統(tǒng)來反映地表各類地理屬性特征，數(shù)字化測(cè)圖的質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)重點(diǎn)檢查地物的屬性代碼選擇的正確性，數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)組織的正確性。

(7)數(shù)字化測(cè)圖的圖幅分幅是計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，接邊精度高，在數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)中處于次要地位，但圖名、圖幅接合表仍是必要檢查內(nèi)容。

(8)數(shù)字化測(cè)圖改變了傳統(tǒng)的測(cè)量模式，允許圖根控制和碎部測(cè)量同時(shí)進(jìn)行；GIS測(cè)量技術(shù)的使用，也改變了傳統(tǒng)的控制測(cè)量模式與要求，因此，控制測(cè)量在數(shù)字地形圖質(zhì)量檢查中處于次要地位，但仍是必要的檢查內(nèi)容。

總之，數(shù)字化測(cè)圖改變了人們對(duì)傳統(tǒng)地形圖的認(rèn)識(shí)。因此，數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，建立邏輯嚴(yán)密、易于操作、科學(xué)合理的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3.3.2數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1. 影響數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)的因素分析

衡量數(shù)字化地形圖產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)主要有位置精度、屬性精度、邏輯一致性、完備性等，這些指標(biāo)可作為一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。而每一個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)又由許多指標(biāo)決定其好壞，為了便于建立定量化的數(shù)字化地形圖評(píng)價(jià)模型，把一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)再進(jìn)一步細(xì)分，形成二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

數(shù)字化測(cè)圖的外業(yè)、內(nèi)業(yè)的工作內(nèi)容和工作程序決定了數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)工作是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、影響因素多的工作。雖然影響數(shù)字化測(cè)圖產(chǎn)品的因素眾多，其中有些因素是主要因素，有些是次要因素，評(píng)價(jià)數(shù)字化測(cè)圖產(chǎn)品的質(zhì)量不可能考慮全部的影響因素，只需分析影響數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量的可能存在的因素，然后進(jìn)行分析，綜合取舍，合理確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，使其具有代表性和可操作性，這是非常重要的。

根據(jù)數(shù)字化測(cè)圖的工作內(nèi)容與特點(diǎn),從7個(gè)方面(見表3.1列出影響數(shù)字化測(cè)圖產(chǎn)品質(zhì)量的可能因素,共計(jì)41項(xiàng)（略）可能有些因素還未列出， 如果在數(shù)字化地形圖評(píng)價(jià)時(shí)全部考慮這些影響因素，指標(biāo)權(quán)重難以確定，為減少確定評(píng)價(jià)指標(biāo)過程中主觀因素的影響，需要利用層次分析法進(jìn)一步篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)，以便建立科學(xué)合理、便于操作的數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[11]。

表3.1 數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

第三層

評(píng)價(jià)指標(biāo)

第二層

評(píng)價(jià)指標(biāo)

第三層

評(píng)價(jià)指標(biāo)

C1 工作基礎(chǔ)

B1 技術(shù)實(shí)力

A1 是否具有測(cè)繪許可證，測(cè)繪許可證的等級(jí)

A2 投入生產(chǎn)項(xiàng)目的技術(shù)人員職稱結(jié)構(gòu)

A3 投入生產(chǎn)項(xiàng)目的儀器設(shè)備的數(shù)量、先進(jìn)性

B2 技術(shù)準(zhǔn)備

A4 測(cè)量技術(shù)方案的設(shè)計(jì)是否合理

A5 采用的作業(yè)方法是否先進(jìn)

A6 技術(shù)保障措施"后勤保障措施是否到位

C2 產(chǎn)品質(zhì)量

B3 資料的規(guī)范性

A7 控制測(cè)量的資料是否完整"齊全

A8 規(guī)定上交成果文檔資料的正確"規(guī)范性

A9 儀器檢驗(yàn)資料是否齊全，是否符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定

A10 數(shù)據(jù)文件名稱"數(shù)據(jù)格式"數(shù)據(jù)組織的正確"完整性

A11 測(cè)量工作技術(shù)總結(jié)報(bào)告的完整性

A12 自檢報(bào)告資料的完整性

B4 數(shù)學(xué)精度

A13 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

A14 平面控制測(cè)量成果精度

A15 高程控制測(cè)量成果精度

A16 地物點(diǎn)相對(duì)臨近圖根點(diǎn)的精度

A17 地物點(diǎn)之間的相對(duì)位置精度

B5 屬性精度

A18 地物測(cè)繪取舍是否合理

A19 地物屬性代碼選擇是否正確

A20 地物符號(hào)使用是否規(guī)范

A21 等高線是否反映地面實(shí)際地形

A22 地形點(diǎn)的密度是否滿足要求

B6 邏輯精度

A23 地物的分層是否合理!是否有混層現(xiàn)象

A24 閉合圖形的封閉精度

A25 結(jié)點(diǎn)匹配精度

A26 圖形拓?fù)潢P(guān)系的正確性

A27 地物各層是否有重復(fù)的要素

B7 整飾質(zhì)量

A28 圖廓整飾質(zhì)量

A29 屬性注記質(zhì)量

A31 線劃質(zhì)量

A32 符號(hào)質(zhì)量

經(jīng)過系統(tǒng)分析，數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)總計(jì)32項(xiàng)，按評(píng)價(jià)指標(biāo)的相近性綜合成七大類別，其中技術(shù)實(shí)力、技術(shù)準(zhǔn)備是反映測(cè)繪生產(chǎn)單位工作基礎(chǔ)的指標(biāo)；資料的完整性、數(shù)學(xué)精度、屬性精度、邏輯精度、整飾質(zhì)量是反映測(cè)繪成果的指標(biāo)。為便于確定指標(biāo)權(quán)重和建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型，將評(píng)價(jià)因素分層，建立多指標(biāo)多層次的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。具體評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見表3.1為方便起見，第一層的評(píng)價(jià)指標(biāo)用A編號(hào)，第二層的評(píng)價(jià)指標(biāo)用B編號(hào)，第三層的評(píng)價(jià)指標(biāo)用C編號(hào)。

本文建立的數(shù)字化測(cè)圖評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，主要分兩大模塊，即工作基礎(chǔ)評(píng)價(jià)和產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)。這兩個(gè)模塊的評(píng)價(jià)可以獨(dú)立進(jìn)行，也可以綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)實(shí)際需要確定。工作基礎(chǔ)模塊可用于測(cè)繪工程招標(biāo)階段對(duì)生產(chǎn)單位資格的評(píng)價(jià)，在驗(yàn)收階段用來衡量

測(cè)繪生產(chǎn)單位的綜合實(shí)力，作為對(duì)生產(chǎn)單位提供數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)的參考。表3.1中的多指標(biāo)多層次數(shù)字化測(cè)圖質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，全面地反映了數(shù)字化測(cè)圖的特點(diǎn)，邏輯嚴(yán)密，具有較強(qiáng)的可操作性、實(shí)用性。

4. 數(shù)字成圖、質(zhì)量檢查與評(píng)定

在本次數(shù)字測(cè)圖基本完成后,又對(duì)此次測(cè)圖的2/3的地物、地貌點(diǎn)與圖根控制點(diǎn)進(jìn)行了聯(lián)測(cè)，采集的數(shù)據(jù)如圖3.11原數(shù)據(jù)相比較90%以上都符合限差要求。少數(shù)地物、地貌有明顯錯(cuò)誤或粗差經(jīng)過休測(cè)后，都已經(jīng)滿足了要求。

圖3.11 檢核時(shí)采集的數(shù)據(jù)

3.4本章小節(jié)

從工程的各個(gè)環(huán)節(jié)及達(dá)到的作業(yè)效果可以看出, 內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字化測(cè)圖工程,由于充分應(yīng)用高新技術(shù),使得各級(jí)控制網(wǎng)的成果精度、數(shù)字化地形圖的成圖精度以及整個(gè)工程的作業(yè)效率都優(yōu)于常規(guī)的成圖方法。總結(jié)起來有以下特點(diǎn):

(1)將傳統(tǒng)的逐級(jí)控制方法與現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)手段相結(jié)合,既保證了成果的精度,又保證了作業(yè)的高效率。

(2)即用即測(cè),急用先測(cè),邊測(cè)邊用,高科技成果即刻轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,為城市規(guī)劃提供了科學(xué)可靠的保證。

(3)先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)在諸多方面打破了傳統(tǒng)的觀念與局限,使整個(gè)作業(yè)流程方便快捷,作業(yè)人員得心應(yīng)手。采用的全站儀操作簡(jiǎn)便,觀測(cè)速度快,精度高,可自由設(shè)站,靈活采用多種方法測(cè)量碎部點(diǎn)。作業(yè)人員根據(jù)各自的作業(yè)經(jīng)驗(yàn),針對(duì)實(shí)地狀況,采用不同的方式制作草圖,所繪草圖有詳有略;作業(yè)小組可相對(duì)成片作業(yè),內(nèi)部不存在接邊問題;計(jì)算機(jī)制圖編輯,方便快捷,隨意操作,刪除改動(dòng)不留“痕跡”。

(4)高科技數(shù)字化產(chǎn)品在今后的應(yīng)用、管理、更新、維護(hù)、交換以及資料共享等方面,具有無限的生命力,精度永遠(yuǎn)保持不變,可謂一勞永逸,充分體現(xiàn)出1圖多用的優(yōu)勢(shì),避免了重復(fù)測(cè)量,節(jié)約了資金。由于這項(xiàng)工程采用與國(guó)家平面和高程系統(tǒng)統(tǒng)一的基礎(chǔ)控制系統(tǒng), 1 /500的大比例尺具有足夠的精度,因而其成果為以后的進(jìn)一步應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而且,數(shù)字化圖形數(shù)據(jù)可隨時(shí)更新,修改方便,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,可進(jìn)行交換和共享,是一筆寶貴的技術(shù)、資源財(cái)富。

(5)計(jì)算機(jī)輔助制圖精度高、速度快,線劃圓潤(rùn)流暢,可單色或彩色顯示輸出,具有良好的視覺效果。

(6)打破了內(nèi)外業(yè)的生產(chǎn)界線,從首級(jí)控制到最終成圖,實(shí)行一體化作業(yè),大大減輕了室外作業(yè)的強(qiáng)度,縮短了成圖周期。

(7)打破了分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制的原則。1個(gè)測(cè)區(qū)可1次性整體布網(wǎng)、整體平差,控制網(wǎng)形可以任意混合,所需控制點(diǎn)數(shù)目比傳統(tǒng)白紙測(cè)圖大大減少,圖根控制的加密可與碎部測(cè)量同時(shí)進(jìn)行。

(8)碎部點(diǎn)的記錄要求具有特定的格式,這種格式能被數(shù)字測(cè)圖軟件所識(shí)別,能和數(shù)據(jù)庫(kù)的建立統(tǒng)一起來;碎部點(diǎn)測(cè)量可較多地應(yīng)用自由設(shè)站的方法建立測(cè)站點(diǎn),確定碎部點(diǎn)坐標(biāo)的方法除極坐標(biāo)方法外,還可靈活采用方向交會(huì)法、距離交會(huì)法、直角偏距法、導(dǎo)線法、對(duì)稱點(diǎn)法等諸多方法。根據(jù)測(cè)區(qū)情況,可采用無碼作業(yè)和編碼作業(yè)。

(9)碎部測(cè)量時(shí)不受圖幅邊界的限制,外業(yè)可不分幅作業(yè),由內(nèi)業(yè)成圖時(shí)自動(dòng)進(jìn)行分幅與接邊處理。

結(jié)論

“GPS(RTK)與全站儀聯(lián)合作業(yè)”方法充分地體現(xiàn)了現(xiàn)代測(cè)量產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念———協(xié)同作業(yè)。使用一個(gè)軟件包、在一個(gè)項(xiàng)目中,同時(shí)完成對(duì)RTK 數(shù)據(jù)、后處理的GPS 數(shù)據(jù)和常規(guī)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這樣,用戶在組織施工時(shí),有很大的自由空間,可以是動(dòng)態(tài),也可以是靜態(tài);可以是GPS ,也、可以是全站儀。而對(duì)所有這些數(shù)據(jù)的處理,只需在后處理軟件中就可一次完成。“聯(lián)合作業(yè)”后處理軟件的獨(dú)特設(shè)計(jì),使數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、檢查和處理工作,既能做到高效快捷,又能保證質(zhì)量可靠。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),采用可視化類數(shù)據(jù)庫(kù)文件格式,用戶可以很方便的查詢、編輯或生成各種報(bào)告。“聯(lián)合作業(yè)”方法繼保證了測(cè)量成果準(zhǔn)確性、可靠性,又結(jié)合了GPS 與全站儀作業(yè)各自的靈活性,是一種較新的取長(zhǎng)補(bǔ)短作業(yè)方法,使工作更高效可靠。大家可以試一試。

綜上所述,采用RTK與全站儀聯(lián)合進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖,它不僅可以減少作業(yè)人員和作業(yè)工序,而且可以提高采集數(shù)據(jù)的速度和質(zhì)量,從而有效地提高了工作效率。因此,它是一種行之有效的測(cè)圖方法。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞 地籍；農(nóng)村地籍調(diào)查；農(nóng)村地籍調(diào)查的技術(shù)方案；技術(shù)路線

中圖分類號(hào) F301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2013）011-0214-01

1 農(nóng)村地籍調(diào)查的技術(shù)方案

1.1 農(nóng)村地籍調(diào)查方法

現(xiàn)階段農(nóng)村地籍的重點(diǎn)一方面應(yīng)能確保土地權(quán)屬的管理，保障土地的社會(huì)主義公有制，另一方面要有利于農(nóng)業(yè)用地的保護(hù)和發(fā)展生產(chǎn)。因此在地籍調(diào)查上，主要是對(duì)非農(nóng)建設(shè)用地的保護(hù)的集鎮(zhèn)土地登記和集體所有制土地自然村落――宅居地的權(quán)屬確定。

1.1.1 詳查資料與地籍資料的差異

為弄清在土地利用現(xiàn)狀調(diào)查資料中有哪些可借助于于地籍調(diào)查中，使其不僅能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、快速的目的，而且還有技術(shù)上和法律上的保證，有必要首先弄清楚這兩種資料的差異。

1.1.2 自然村落―宅基地的地籍調(diào)查

1）農(nóng)村宅居地的地籍調(diào)查。農(nóng)村宅居地調(diào)查可將核實(shí)丈量和權(quán)屬結(jié)合進(jìn)行，調(diào)查的同時(shí)添寫地籍調(diào)查表或調(diào)查記錄，相鄰宅基地界線及時(shí)由雙方法人或法人代表指界確認(rèn)并因地制宜設(shè)立界標(biāo)，在調(diào)查表上簽字蓋章，至于在村內(nèi)、外廠礦企業(yè)單位用地仍應(yīng)采用先申報(bào)，后進(jìn)行權(quán)屬調(diào)查，確立權(quán)屬界址點(diǎn)位置，再進(jìn)行地籍測(cè)量。

2）宗地界址邊的勘丈及宗地草囝的繪制。宗地草圖是以權(quán)屬界為主要內(nèi)容的實(shí)地勘丈圖。宗地圖形與實(shí)地大約成比例，在相應(yīng)位置注記實(shí)量的界址邊長(zhǎng)和確定界址點(diǎn)的條件距離及界址邊與實(shí)地相鄰地物的關(guān)系距離。

3）村莊地籍測(cè)量。村莊地籍測(cè)量的方法要考慮具有一定的選擇性和靈活性，同一地區(qū)視其具體情況采用不同的測(cè)量方法。

1.2 方案的實(shí)施

農(nóng)村地籍調(diào)查方案確定以后，就會(huì)用于實(shí)際生產(chǎn)中，在實(shí)際生產(chǎn)中到底如何去實(shí)施以及在實(shí)施中遇到的問題如何去處理，介紹如下。

地籍調(diào)查實(shí)施方案：

1）土地權(quán)屬調(diào)查。①土地的確權(quán)。土地的確權(quán)是指在主管部門的主持下，由權(quán)屬主、相鄰?fù)恋貦?quán)屬主、地籍調(diào)查員或其他必要人員參加的集體依法對(duì)土地權(quán)屬的認(rèn)定，包括權(quán)屬類別和權(quán)屬主的確認(rèn)。②有爭(zhēng)議宗地界線處理方法。農(nóng)民集體所有土地與國(guó)有土地之間的土地權(quán)屬界線，雙方有邊界協(xié)議或正式文件或國(guó)有土地使用者已辦結(jié)土地登記手續(xù)的，其協(xié)議、法定界線、界址等作為確權(quán)依據(jù)。③界址點(diǎn)設(shè)置。權(quán)屬界線走向明顯變化處及2個(gè)以上權(quán)屬界線交叉處，應(yīng)設(shè)置界標(biāo)，并在工作底圖上標(biāo)注界址點(diǎn)。

2）地籍測(cè)量。地籍測(cè)量分為地籍控制測(cè)量和地籍要素測(cè)量。地籍控制測(cè)量是地籍圖件的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，是關(guān)系到界址點(diǎn)精度的帶全局性的技術(shù)環(huán)節(jié)，因此，地籍控制測(cè)量必須做到“精心設(shè)計(jì)、從高到低、分級(jí)布網(wǎng)、嚴(yán)密實(shí)施”。地籍要素測(cè)量必須滿足：①測(cè)出每宗地的界址點(diǎn)、界址線的準(zhǔn)確位置，以及宗地內(nèi)主要建筑物的位置，以滿足地籍圖的要求；②測(cè)出每宗地內(nèi)的建設(shè)用地、農(nóng)用地及未利用地的范圍，以滿足土地利用現(xiàn)狀圖的要求。測(cè)圖者要與調(diào)查者配合，對(duì)每宗地都要進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量。

1.3 農(nóng)村地籍調(diào)查方案的實(shí)例

農(nóng)村地籍調(diào)查在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)該如何實(shí)施，本節(jié)將通過實(shí)例來探討。

1.3.1 測(cè)區(qū)情況

本次調(diào)查的地點(diǎn)是土橋鎮(zhèn)，土橋鎮(zhèn)位于榆樹市的東南邊陲，東與黑龍江省五常市，南與吉林省舒蘭市接壤，是兩省三市六鄉(xiāng)鎮(zhèn)的結(jié)合部。全鎮(zhèn)幅員面積135平方公里，現(xiàn)有九個(gè)行政村，103個(gè)社員小組，人口2.6萬人，耕地面積7600公頃。省級(jí)榆山油柏公路在本鎮(zhèn)通過，村村沙石路，村村通公路，交通便利，四通發(fā)達(dá)。

1.3.2 測(cè)繪資料及利用情況

1）控制測(cè)量資料。原有吉林省測(cè)繪局提供的C、D級(jí)GPS控制點(diǎn)（2005年施測(cè)）做為本測(cè)區(qū)首級(jí)控制的起算點(diǎn)。

2）圖件及其它資料。①由榆樹市國(guó)土資源局提供的1：10000地形圖（1993年航測(cè)），做為本次地籍調(diào)查的設(shè)計(jì)用圖和工作標(biāo)圖。②榆樹市國(guó)土資源局提供的1：1000地形圖（1988年精測(cè)），用于本次地籍調(diào)查的街坊劃分和外業(yè)工作參考圖。③各級(jí)政府頒發(fā)的有關(guān)地籍調(diào)查、測(cè)繪的政策、法規(guī)和有關(guān)文件。④地籍檔案：申請(qǐng)書、權(quán)源文件、地籍調(diào)查表等檔案。

2 技術(shù)依據(jù)

1）GB/T7929-1995《1：500 1：1000 1：2000地形圖圖式》；

2）GB14804-93《1：500 1：1000 1：2000地形圖要素分類與代碼》；

3）《全國(guó)土地分類》國(guó)家土地管理局土資發(fā)[2001]255號(hào)；《試行》

4）《中華人民共和國(guó)土地法》、《吉林省土地管理?xiàng)l例》；

5）CH1002-95《測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定》；

6）CH1003-95《測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》；

7）《吉林省地籍調(diào)查成果驗(yàn)收辦法》；《試行》；

8）本項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)書。

3 地籍調(diào)查的步驟

1）權(quán)屬調(diào)查。2）地籍測(cè)量與勘丈。3）打印數(shù)據(jù)、表格，成果輸出。4）質(zhì)量檢查。5）提交成果。

4 結(jié)論

通過本次對(duì)農(nóng)村地籍調(diào)查的研究，本論文得出以下結(jié)論：

1）本文就農(nóng)村地籍調(diào)查提出了一套比較完善的調(diào)查技術(shù)方案，其中運(yùn)用了比較先進(jìn)的地籍測(cè)量方法，在實(shí)際工作當(dāng)中有重要的指導(dǎo)意義。

2）農(nóng)村地籍調(diào)查工作可按以下步驟來展開：

權(quán)屬調(diào)查――地籍測(cè)量――成果輸出――質(zhì)量檢查――提交成果

基于現(xiàn)行的土地管理存在的問題，將提出一些建議和意見。

1）完善地籍管理制度。

2）實(shí)現(xiàn)地籍管理系統(tǒng)化、信息化以及管理信息的數(shù)字化。

3）提高地籍管理人員專業(yè)素質(zhì)，大力培養(yǎng)專業(yè)型人才。

4）加強(qiáng)群眾對(duì)地籍管理的認(rèn)識(shí) 地籍管理涉及千家萬戶，服務(wù)面向全社會(huì)。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：土地整理 地理信息系統(tǒng) 規(guī)劃設(shè)計(jì) 空間分析

Application ofDigitalElevation model technology

in Land Consolidation Programming

Abstract: This paper introduces the establishing method of the Digital Elevation Model(DEM) based on MapInfo and probe on its application in Land Consolidation Programming. In China, land consolidation has contributed a lot to the realization of the rational disposition of land resource and to the improvement of the land use efficiency and the ecological environment.With the Geographic Information System (abbreviate GIS) development and land consolidation overall development, arrangement of work of technology, how be in an all-round way, a effective one apply GIS technology to the land consolidation, the work quality of improving the land consolidation programming has become the problem that relevant professionals care about and hope to solve gradually.TakingShangrao county of Jiangxi province as an example, the application of GIS technique in land consolidation programming has been discussed in the paper. Though setting-up of the digitized map of project district, is it carry on introduction, manage, operate, analysis, show to geographical spatial datum to realize, can obtain land resource relevant information fast, can realize goal automation statistical and quantity charge to space, make a large amount of a abstract one, isolated data vivid, easy to observe and analysis.

Key words:land consolidation programming； GIS；planning and designing；spatial analysis

本文以江西省上饒縣皂頭等鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土地整理項(xiàng)目作為研究區(qū)，建立了基于GIS數(shù)字高程模型及相關(guān)專題圖，并將它應(yīng)用于該項(xiàng)目區(qū)的現(xiàn)狀分析和規(guī)劃設(shè)計(jì)中，旨在為GIS技術(shù)特別是其數(shù)字高程模型技術(shù)在土地整理專項(xiàng)規(guī)劃中的應(yīng)用做一些有益的探索和嘗試[1][2][3] ][4][5]。

1. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和研究方法

本文試驗(yàn)項(xiàng)目區(qū)位于江西省上饒縣尊橋鄉(xiāng)、皂頭鎮(zhèn)和鄭坊鎮(zhèn)，分為皂頭片、尊橋片、鄭坊片三片。皂頭片位于上饒縣中部，涉及6個(gè)行政村；尊橋片位于上饒縣中部，涉及3個(gè)行政村；鄭坊片位于上饒縣北部，涉及5個(gè)行政村。項(xiàng)目區(qū)附近水利、交通、林網(wǎng)、電力、生態(tài)保護(hù)等基礎(chǔ)設(shè)施較為優(yōu)越。

根據(jù)土地整理規(guī)劃編制需要和論文研究需要收集了項(xiàng)目區(qū)2004土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查資料（EXCEL格式臺(tái)帳數(shù)據(jù)）、上饒縣土地利用總體規(guī)劃圖（1997-2010年）、項(xiàng)目區(qū)涉及地區(qū)1：10000地籍圖掃描文件和1：10000地形圖掃描文件、上饒縣近年來的統(tǒng)計(jì)年鑒。利用MapInfo軟件配準(zhǔn)和數(shù)字化項(xiàng)目區(qū)涉及地區(qū)1：10000地籍分幅圖并利用GIS技術(shù)從圖中自動(dòng)提取部分資料，再將項(xiàng)目區(qū)土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查資料（EXCEL格式）導(dǎo)入MapInfo處理，使空間數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)。利用MapInfo軟件配準(zhǔn)和數(shù)字化項(xiàng)目區(qū)涉及地區(qū)1：10000地形圖，從中提取地形信息（高程點(diǎn)、等高線），運(yùn)用MapInfo軟件制作項(xiàng)目區(qū)數(shù)字高程模型，并以此進(jìn)行分析和輔助規(guī)劃。

2. 項(xiàng)目區(qū)DEM建立

數(shù)字高程模型(digital elevation model，簡(jiǎn)稱DEM)是采用規(guī)則或不規(guī)則多邊形擬合面狀空間對(duì)象的表面，主要是對(duì)數(shù)字高程表面的描述[11]。根據(jù)多邊形的形狀，可以把DEM分為兩種，即格網(wǎng)模型和TIN模型，其中又以TIN模型運(yùn)用的居多。DEM的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠方便地進(jìn)行空間分析和計(jì)算。DEM的方法主要有地面測(cè)量、攝影測(cè)量、立體遙感、地形圖數(shù)字化、GPS、激光掃描、干涉雷達(dá)等多種方法[8]。建立DEM 的方法有多種，但根據(jù)已有等高線地形圖獲取高程數(shù)據(jù)則比較簡(jiǎn)單、快速和可靠，是目前采用的主要方法[10]，而且其精度也能達(dá)劍用戶的要求，性價(jià)比高。

2.1 項(xiàng)目區(qū)圖件掃描與配準(zhǔn)

掃描后的柵格圖需要進(jìn)行糾正，以消除紙張變形所帶來的誤差。一般情況下，采用仿射變換的方式來糾正。配準(zhǔn)地籍圖是土地整理圖件制作的第一步。土地整理中首先需要配準(zhǔn)的柵格圖件是項(xiàng)目區(qū)的1：1萬地籍分幅圖的掃描件，配準(zhǔn)時(shí)通常采用平面直角坐標(biāo)系(non-earth投影) ，控制點(diǎn)選擇公里網(wǎng)格的交點(diǎn)。土地整理圖件制作所需的一部分信息都是從地籍圖上提取的。

2.2地形圖數(shù)字化

等高線矢量化處理。主要包括對(duì)等高線進(jìn)行屏幕跟蹤矢量化、對(duì)等高線標(biāo)賦高程值、對(duì)離散高程點(diǎn)進(jìn)行屏幕矢量化、對(duì)高程點(diǎn)標(biāo)賦高程以及對(duì)這些矢量化產(chǎn)品進(jìn)行編輯、檢查、拼接，并最終生成完整的矢量圖。MapInfo系統(tǒng)提供了比較強(qiáng)大的圖層管理功能，可以按照用戶要求顯示、編輯、選擇、標(biāo)注和保存圖層，圖層的疊加順序信息以工作空間的方式保存。MapInfo是按圖層組織計(jì)算機(jī)地圖的；矢量圖中每個(gè)圖層分別包含了地圖信息的不同方面，多個(gè)圖層按照一定的順序重疊便形成了一幅具有完整信息和空間含義矢量地圖[7]。

2.3空間數(shù)據(jù)內(nèi)插生成DEM

DEM 的內(nèi)插是根據(jù)所采集規(guī)則排列的原始數(shù)據(jù)高程求出待定點(diǎn)的高程。DEM 的建立主要有兩種方法，基于規(guī)則格網(wǎng)的建模方法（GRID）和基于不規(guī)則三角網(wǎng)的建模方法（TIN）[8]。本文以項(xiàng)目區(qū)尊橋片為例說明MapInfo系統(tǒng)下DEM建立的過程。首先，從尊橋片涉及的1：10000地形圖中矢量化等高線和高程點(diǎn)（在現(xiàn)狀圖制作過程中已經(jīng)完成），應(yīng)用MapInfo專裝題圖制作工具中的格網(wǎng)生成器，采取IDW（倒數(shù)距離權(quán)重插值器）插值的方法內(nèi)插生成格網(wǎng)專題圖。選擇需要顯示的圖層疊加在格網(wǎng)專題圖上，然后用“創(chuàng)建3D地圖”命令創(chuàng)建基于此格網(wǎng)數(shù)據(jù)的3D地圖,如圖（1）。

3.DEM的建立及其在土地整理項(xiàng)目中的應(yīng)用

DEM作為地形表面的數(shù)字表達(dá)形式，與傳統(tǒng)地形圖相比，它具有可實(shí)現(xiàn)地形信息多形式顯示；保持地形精度；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化等特點(diǎn) ，已成為空間數(shù)據(jù)分析的重要工具，并被應(yīng)用在數(shù)字流域模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，取得了良好效果[8] 。

對(duì)于丘陵山區(qū)類型的土地整理項(xiàng)目，項(xiàng)目區(qū)地形地貌的分析往往對(duì)規(guī)劃方案的各個(gè)方面都產(chǎn)生一定的影響，而單一依靠對(duì)項(xiàng)目區(qū)地形圖紙圖的判讀難以滿足地形分析的需要。針對(duì)丘陵山區(qū)地貌條件復(fù)雜、直觀性差等難點(diǎn)，利用DEM在空間數(shù)據(jù)分析處理方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行地形分析，則能達(dá)到比較理想的效果，并且可以為該類地區(qū)整理項(xiàng)目中總體規(guī)劃方案確定、工程項(xiàng)目規(guī)劃以及工程量測(cè)算等方面提供輔助決策[9]。

江西上饒縣皂頭等3個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土地整理項(xiàng)目屬于丘陵山區(qū)土地整理項(xiàng)目，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地形比較復(fù)雜，以尊橋片為例，區(qū)內(nèi)分布了很多山丘，總體屬于階地河漫灘地貌，從一般地形資料中無法對(duì)其形成有效地分析，故本文嘗試為該片建立DEM模型進(jìn)行分析。

通過對(duì)項(xiàng)目區(qū)土地整理項(xiàng)目尊橋片三維空間地圖的觀察，可以看出，該項(xiàng)目區(qū)整體成“幾”字形，地勢(shì)起伏不平，中部地區(qū)地勢(shì)最高。為了更好的進(jìn)行土地整理規(guī)劃設(shè)計(jì)，本文依據(jù)地形走勢(shì)將該片區(qū)大致分為A、B、C三個(gè)區(qū)域，如圖（2）所示，分別進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。

從尊橋片土地整理現(xiàn)狀圖和三維地形圖上可以看出，A區(qū)呈南北方向狹條狀，沿西側(cè)有一條級(jí)別較高的尊橋公路，中部有較密集的居民點(diǎn)分布。的灌溉水源較為豐富，南部和北部有許多山澗溪流，中部有上譚水庫(kù)北支渠穿過，灌溉只要依靠自流和引水，渠道設(shè)施比較簡(jiǎn)陋，灌溉質(zhì)量較低。通過仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)A區(qū)東側(cè)比西側(cè)地勢(shì)略高，因而考慮沿東側(cè)修建斗渠，沿西側(cè)公路修建斗溝，再修建一定數(shù)量的灌排兩用農(nóng)渠，形成完整的灌排網(wǎng)絡(luò)，以保證灌溉質(zhì)量和排水通暢。同時(shí)修建和改造連接各居民點(diǎn)的道路，修建田間道、生產(chǎn)路形成道路體系，并且在田間道兩側(cè)修建防護(hù)林。

B區(qū)的北部較為平坦，南部呈山丘地形。考慮北部設(shè)計(jì)為畈田，南部設(shè)計(jì)為梯田，以中間的公路為界。南部的灌溉可以設(shè)計(jì)多條灌排兩用渠直接從上譚水庫(kù)北支渠引水，再在兩側(cè)設(shè)計(jì)斗溝以便排水通暢。北部山丘地勢(shì)較高，引水灌溉比較困難，故考慮在山丘上修建蓄水池，儲(chǔ)蓄山澗水源和降水，并沿等高線設(shè)置渠道，以保證梯田的灌溉。

C區(qū)和A區(qū)較為類似，也呈現(xiàn)狹條狀。區(qū)內(nèi)有一些地勢(shì)較低的洼地，在雨季極易造成積水，影響作物生長(zhǎng)，可以通過局部土地平整改和修筑排水渠道善這一情況。C區(qū)的灌溉水源主要來自上譚水庫(kù)北支渠，在東北部也有一些山澗水源，考慮修建灌排兩用渠直接從支渠中引水并向兩側(cè)灌溉，對(duì)于山澗水源則通過修整原有渠道，提高引水質(zhì)量。

土地整理規(guī)劃前后項(xiàng)目區(qū)灌溉體系對(duì)比圖和道路體系對(duì)比圖，見圖（3）圖（4）。

4. 結(jié)語

隨著GIS應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展和土地整理工作的廣泛開展，如何更全面、更有效的利用GIS技術(shù)輔助土地整理規(guī)劃設(shè)計(jì)，提高土地整理工作質(zhì)量逐漸成為了相關(guān)從業(yè)者關(guān)心和希望解決的問題。本文以江西省上饒縣皂頭等3個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土地整理項(xiàng)目為例，通過分析和研究，探討了GIS技術(shù)在土地整理規(guī)劃中的應(yīng)用思路和方法，取得了一些啟發(fā)。

基于GIS技術(shù)的土地整理圖件制作能為規(guī)劃編制工作帶來極大的便利，主要體現(xiàn)在：。

（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)土地整理相關(guān)數(shù)據(jù)的有效管理。通過GIS技術(shù)支持下的土地整理相關(guān)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合，有利于更好的儲(chǔ)存、查詢、分析、顯示，改變了單一屬性數(shù)據(jù)分析的缺陷，便于生成相關(guān)專題圖件，使決策方案更加合理。

（2）應(yīng)用GIS空間技術(shù)為項(xiàng)目區(qū)土地整理規(guī)劃設(shè)計(jì)提供依據(jù)。DEM分析方法實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目區(qū)地形的可視化分析。從項(xiàng)目區(qū)高程數(shù)據(jù)中插值生成DEM數(shù)據(jù)，利用DEM在空間數(shù)據(jù)分析處理方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行可視化地形分析，并以此輔助決策則能很好地實(shí)現(xiàn)這些要求，并且可以為該類地區(qū)整理項(xiàng)目中總體規(guī)劃方案確定、工程項(xiàng)目規(guī)劃以及工程量測(cè)算等方面提供輔助決策。

綜上所述，本文對(duì)GIS技術(shù)在土地整理規(guī)劃中的應(yīng)用做了一些有益的探索和嘗試。GIS對(duì)信息的表達(dá)形式具有直觀、形象的特點(diǎn)。圖形化的結(jié)果輸出表現(xiàn)方式，比起傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件和報(bào)表形式，更便于決策人員所應(yīng)用，從而也使得規(guī)劃更容易被公眾所接受。

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