地面大比例尺數字化測圖應用研究

包 欣

安徽理工大學測繪學院，安徽省淮南市 232001

地面大比例尺數字化測圖應用研究

包 欣

安徽理工大學測繪學院，安徽省淮南市 232001

在分析了大比例尺數字測圖的特點、作業方法和基本作業過程的基礎上，介紹了天津師大數字校園數字化測圖的作業流程，進而探討如何將數字化成圖軟件南方CASS及先進的數字化測量儀器和技術（如GPS接收儀、全站儀等以及相應測量軟件配套）組成完整的測繪數字化成圖系統應用于實踐，如何將這套系統運用到實際工作中以取得更多更好的測繪成果。

大比例尺；方法；作業流程；數字化成圖系統

引言

大比例數字測圖，是隨著全站儀的發展而衍生的一種測圖方法，是以計算機為核心，在輸入輸出設備的支持下，對地形空間數據進行采集、輸入、成圖、繪圖、管理的測繪系統[1]。與傳統的白紙測圖相比，該技術有著明顯的優點，由于野外測量自動記錄，自動解算等特點，使數字測圖自動化效率高，同時數字測圖成果可以配合各類軟件的性能，方便地進行各種功能處理，繪出各類相應專用圖，實現了數據資源的共享[2]。此技術已被廣泛應用到測繪生產實踐中，大大地提高了測繪作業的效率和精度。

研究通過介紹天津師大校園數字化測圖的作業方法，探討如何將數字化成圖軟件及先進的數字化測量儀器和技術組成完整的測繪數字化成圖系統應用于實踐，同時完成天津師范大學校園數字化測圖工作。

1 具體施測

天津師范大學主校區位于天津市西青區，是天津市屬重點院校。為了建立數字校園，需要測繪校區1：500比例尺地形圖，其測圖面積約2.5km-1（南北寬2.1km，東西寬1.2km）。

1.1 控制網設計

導線測量的外業工作包括踏勘選點、建立標志、量測等。點位選擇直接影響到測量的精度，因此在選點之前，應收集測區已有的成果資料，初步設計控制網布設路線和控制點的位置，在實踐中主要遵循以下原則[3]：方便儀器安置且通視良好；點位便于設備安置和施測，周圍無遮擋；考慮儀器與人的安全問題，避免選在道路中央；點位均勻，控制整個測區。

通過對測區的考察和分析，根據控制點選取及控制網布設原則，我們采用平面直角坐標系，運用導線網中的閉合導線[4]，對控制網進行設計，選定了12個點位。

1.2 具體施測

大比例尺數字測圖分為控制測量、圖根控制測量、野外數據采集、內業編輯成圖四大環節，測圖作業采用先控制后碎部，先整體后局部的方法[5]。但為了充分發揮全站儀的優越性，研究采用圖根控制測量與碎部測量同步進行的方法，以提高作業效率。

1.2.1 平面控制測量

在施測過程中，首先要根據選點原則進行踏勘選點，選定點后，各等級控制點需埋設永久性標記，點位統一編號，對于重要的導線點，應繪制草圖。

常規的導線測量外業是采用經緯儀測角，用測距儀或鋼尺測量導線邊長，獲取導線點的平面坐標，但采用全站儀后，平面控制測量的外業工作由過去測角、量邊轉為直接測量導線點的坐標，它既加快工程進度又能有效控制工程質量[6]。

1.2.2 圖根控制測量及碎步測量

測量過程中，利用全站儀的“數據采集”功能進行測量其步驟為[7]：

(1)創建測量坐標文件：創建測量坐標文件，并把已知測站點和后視點的坐標存入該文件，測量下一導線點過程中調用該文件完成測站點和后視點的設置，測量完成后的坐標和點號自動生成并存入該文件。

(2)將全站儀安置于測站點，考慮氣象改正和棱鏡常數改正，進行設站。

(3)創建測量數據文件：通過調用文件或輸入文件名，創建測量數據文件作為當前文件，存儲測量數據。

(4)設置測站點及后視點。

(5)待測點測量：完成上述設置后即可執行“測量”命令, 通過角度或斜距或坐標等不同的執行命令，存儲不同的數據內容。

(6)碎步點測量：根據測站上的一個已知方向與碎步點之間的水平角和測站點到碎步點的距離，確定碎步點的位置，存儲到測量坐標文件中。依此類推，直至所有待測點測量完畢。

測量數據主要應用于天津師范大學數字校園建設，因此根據實際需求，對地物進行合理取舍，具體參照“規范”和“圖式”

[8]。

2 數據處理

導線測量的最終目的是要獲取各控制點的坐標，通過外業記錄的點位測量信息和繪圖信息，可以獲取計算坐標的各個數據項：水平角、豎直角、斜距或丈量的距離、交會的角度和距離。通過專業評差軟件提取所需的數據項，調用有關函數計算各控制點坐標，并存入坐標文件[9]。

圖形數據主要利用南方CASS成圖系統進行處理，內容包括：對采集的碎部測量數據進行分類、排錯、解碼、坐標計算等，形成碎部點文件，根據圖形信息將這些離散的碎部點連接起來，構成線、面、區域，并確定相應地物，將屬于同一地物的各個測點進行排列和處理，形成圖形文件，借助圖形編輯功能對顯示圖形進行圖形編輯、修改、注記等，最后形成正式的碎部點文件和圖形文件[10]。

3 結語

通過對采集過程的研究，可以發現大比例數字測圖具有很多優點：全站儀觀測導線，可直接得到地面點的平面近似坐標，在成果處理時應用近似坐標按間接平差法，直接在已經測得導線點的近似坐標上進行改正，避免了傳統平差法的方位角及坐標增量的推算和改正；同時傳統附和導線測量需要兩條已知邊，作為方位角的檢核條件，而全站儀導線間接平差，只需要一條已知邊和一個已知點，這將優于經緯儀導線測量方法；數據處理運用南方CASS軟件可同時編輯多幅圖形，圖形間可復制實體圖形帶屬性，可輕松編輯、修改復雜地物；在數據的轉換和存儲過程中，由于圖件的各類要素均由繪圖儀自動繪制,減少了人為主觀因素的影響；同時，數字化地圖內容和各種信息以數碼形式存儲在計算機以及外部的存儲介質中，便于保管、處理和應用，且沒有精度損失[11]。

測繪數字化成圖技術使用了全球衛星定位系統技術和全站儀進行控制和碎部測量，利用數字化地形成圖軟件南方CASS和先進的繪圖儀或打印機進行成圖和繪制各種成果表格。研究將此套成圖系統應用于天津師大數字校園數字化測圖，取得了較好的測繪成果的同時也完成三維數字校園前期數據測量工作，為三維數字校園的實現奠定基礎。

[1]楊德麟.大比例尺數字測圖概述[J].測繪通報，1997，（9）：34-36.

[2]李鳳麗.大比例尺數字測圖初探[J].山西科技，2004，（6）：61-62.

[3]周世明.大比例尺數字化測圖得實踐與探索[J].地礦測繪，2005，21（2）：42-43.

[4]楊正堯.測量學[M].北京：化學工業出版社，2005：104-112.

[5]胡華科，陳清平，楊計生.面向GIS的校園地形圖更新測繪技術設計[J].嘉應學院學報，2006，24（6）：78-81.

[6]高井祥.數字測圖原理與方法[M].徐州：中國礦業大學出版社，2001：140-157.

[7]聶讓.全站儀導線測量平差研究[J].東北鐵路，1998，21（3）：94-97.

[8]黃林.論導線測量粗差的判斷[J].地礦測繪，1996,(02)：33-34.

[9]高井祥.數字測圖原理與方法[M].徐州：中國礦業大學出版社，2001：140-157.

[10]王向東.全站儀和南方CASS軟件在測繪地形圖中的應用[J].新疆有色金屬，2009，（S1）：61-64.

[11]王丹.大比例尺地形測量新技術的發展及其前景[J].工程勘察，1999，（01）：47-51.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.040

包欣，安徽理工大學，研究生，地圖制圖學與地理信息工程。，