GPS測量、電子版制圖技術研究與應用

張森林

摘要：隨著《測繪法》的頒布實施及測繪業科技水平的迅速發展，用傳統的手工作業方法進行測繪已不能滿足要求，如何快速準確地進行測繪，已成為我們面臨的重要任務。

關鍵詞：GPS測量；制圖；數字化

近年來，隨著Gps、全站儀及電子計算機的普及，地形圖的成圖方法正在逐步地由傳統的白紙法成圖向數字測圖方向發展。測繪行業在計算機技術的不斷滲入下，已打破了傳統的模擬測繪方法，數字化測圖技術占領了主導地位。其成圖成果數字地圖具有更規范、精度高、綜合應用性強等特點，而且對于各用圖單位進行規劃、設計計算、生產單位（礦山）綜合管理等方面有極大的優越性，較好地滿足了現代化管理的需要。

我院經高速調研后，于2004年8月引進eTrex VentureTm手持Gps、2009年購置了美國光譜（EPOCHTM35）RTK一套、南方測繪cas6.0版軟件，軟件與計算機、全站儀、掃描儀組成數字測繪系統，全部實現了Gps、全站儀測量、計算機繪圖。

該系統的建成與應用，結束了為期30年之久的傳統手工繪圖，使測繪從外業數據自動采集到內業數據處理、繪圖以及圖形、數據管理實現一體化、自動化、規范化、信息化。該系統不但滿足地形、地籍圖測量還能繪制礦山各類圖紙，對煤礦每日掘進巷道進度及時展繪、另外還能方便地繪制幢、屋、戶圖形以及房屋相關的地形地物圖形，自動計算面積，進行共用建筑面積分攤的計算，生成各類面積統計表，滿足在辦證過程中對相應圖形的查看、輸出等工作。尤其是軟件帶有屏幕矢量化功能，能對圖像進行處理得到矢量數據的仿射糾正，對我院2004年開始測繪工作以來的120張平面圖進行掃描矢量化，使舊圖得到了合理利用，測地形圖50多公傾，為我院創造了良好的經濟效益和社會效益。本文就結合我公司該系統的使用情況，對數字化測圖技術的應用做以介紹。

一、系統的主要功能

（一）Gps：全球定位系統（Global positioning System-Gps）是美國從本世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經過近10年我國測繪等部門的使用表明，Gps以全天侯，高精度、自動化、高效益等特點，贏得了廣大測繪工作者的信賴，并成功的應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動觀測、工程變形監測、資源勘察、地球運力學等多種學科，從而給測繪領域帶來一場深刻的技術革命。

1、Gps系統能提供連續，實時的三維坐標，不受天氣影響。單機定位精度優于10米，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。

2、Gps定位原理是：衛星不間斷的發送自身的星歷參數的時間信息，用戶接收到這些信自后，經過計算求出接收機的三維位置。

（二）全站儀：具有經緯儀和測距儀的特點，又能測三角高程，測量精度較經緯儀高。在測地形圖時所測數據自動記錄在全站儀中，并可將所測數據傳送到計算機上，完成數據的無縫連接。

（三）cass軟件

1、數字測繪系統的核心部分為cass軟件，該軟件是Auto CAD2002、Auto CAD2004平臺開發而成，將圖形與數據有機地結合，集成了Auto CAD圖形繪制、圖形編輯功能以及數據庫數據管理、計算功能，是一個專用的圖繪制及數據管理系統。軟件能自動生成房屋、樓梯、院落、道路、管線、樹木、地形等高線等，并可自動標注尺寸、面積等。經圖形整飾，可生成符合《測量規范》的平面圖。并可自動生成可視立體圖。

二、系統的運行環境

（一）軟件環境：WinXP、AutoCAD2002—AutoCAD 2007

（二）硬件環境及配置

計算機、全站儀、手持測距儀、CONTEXAO幅面掃描儀，任一幅面的打印機

三、系統的特點

（一）多功能，實用性強

由cass6.0軟件組成的測繪系統，技術先進，功能齊全，圖覆蓋數字地形、地籍、管線測量中的測圖、數據統計功能。外業數據采集方式多，可以用全站儀內存、電子手簿或手工記錄，根據個人作圖習慣，靈活繪圖。打破了常規作圖方式，方便了作業人員。繪圖速度大大提高。

（二）圖形分析解決。面積計算準確

該系統遵循現行國家標準、行業標準GB/T17986《測量規范》。在面積自動計算的基礎上自動生成各類面積統計表，如建筑面積、道路面積、綠地面積等、排列成表。面積計算速度之快是手工計算無法比擬的，工作效率得到了極大提高，滿足了高速測圖、設計發展的需要。

（三）操作方便，簡單易學

系統是由Auto CAD2002—Auto CAD2007平臺開發的，只要懂計算機和測圖知識的人員能很快學會，系統界面友好，全中文菜單，充分發揮了計算機的先進性，提高了工作效率。

四、系統應用情況

（一）對傳統的模擬圖進行掃描矢量化

我院自2004年開始測繪工作以來，已測繪地形平面圖50多公傾，建筑面積達105萬平方米，是一筆巨大的知識財富。在使用數字測繪系統的基礎上，為很好地利用這筆財富，我們提出三個方案：A：使用掃描儀進行舊圖掃描矢量化；B：使用全站儀在外業測繪時直接控制到分幅圖上，再進入計算機。 C：對舊圖進行掃描矢最化，靈活萬便、效率高、見效快、實用性強、成圖精度高。

（二）進行內外業一體化數字測圖

該數字測繪系統內外業一體化測圖方法有三種：A：電子平板方式采集數據，現場成圖；B：外業記錄測量數據并編碼，用cass6.0軟件批量處理數據并自動繪圖；C：外業記錄測量數據，畫草圖不編碼，用cass6.0軟件交互編圖功能制圖。

根據單位自身條件，我們采用后兩種方法測繪圖：

A：編碼測圖：

B：草圖法測圖：

“草圖法測圖”與“編碼法測圖”相同，但不要求記錄測點編碼，而輔以人工繪制測點草圖來描述測點的屬性和相互關系，草圖上需標測點的自然編號（流水號，既測點數據通訊至計算后，測點數據文件中的自然順號，不是測點點號）.過程如下：

在以下兩種方法測圖過程中，使用我院尼康DTM—310型全站儀強大的內存，在內業完成數據通訊后，成圖地物屬性清楚，點位精度高，方便快捷。

（三）礦山測量數據的保存及制圖

我礦區各礦井經幾十年掘進、開采，測量數據繁多，又為紙質保存，查閱困難，利用歷史資料手工制圖速度慢、精度差，給礦山的進一步開采帶來很大困難。利用word、cass軟件可很好的保存歷史資料和精確高效的繪制圖紙。方法如下：

a、將歷史資料在word中保存

b、歷史資料制圖

b2將上面表格另存為csv格式（如下）

1，，80508.929，67982.53，1518.2

2，，80547.313，67959.883，1518.4

3，，80558.57，67980.996，1519.1

4，，80591.226，67978.984，1519.4

5，，80580.1，67956.512，1519.1

6，，80526.744，67935.082，1518.8

b3將csv格式文件復制到（）dat文件中（cass專用格式文件），另存為dat文件（如下）

1，，80508.929，67982.53，1518.2

2，，80547.313，67959.883，1518.4

3，，80558.57，67980.996，1519.1

4，，80591.226，67978.984，1519.4

5，，80580.1，67956.512，1519.1

6，，80526.744，67935.082，1518.8

B4在cass中采用，繪圖處理→定顯示區→繪圖處理 展高程點 即可將坐標數據在幾分鐘之內精確的展繪在圖中。

五、光學經緯儀測量、手工制圖與Gps、全站儀測量、電子版制圖對比

六、系統應用體會

（一）測繪使用數字化測圖技術，很好地適應了現代化管理的需要，使平面圖測繪更為直接、方便一改過去手工測圖費工、費力、出圖慢的情況，極大地提高了工作效率。

（二）測繪使用數字化測圖技術，較好地滿足了測繪頻繁的變更特性，保證了圖紙的現勢性。

（三）測繪使用數字化測圖技術，使測繪內、外業成一體化工作模式。在外業采集數據時，測量的精度有保證，消除了人為的各種誤差來源，而且省略了讀數、計算、展點繪圖等工序，減輕了測站人員的勞動強度，外業工作效率大大提高。

（四）測繪使用數字化測圖技術，成圖成果可以存在光盤上，也可以通過繪圖機繪在所需的圖紙上，線條、線劃粗細均勻，注記、字體工整，圖面質量整齊劃一。

（五）測繪使用數字化測圖技術，能大大提測圖的精度，使平面圖準確性、法定性更強。

（六）測繪使用數字化測圖技術，在一定的軟件硬件條件下，在技術上很容易滿足GB17986《測量規范》要求，并且能能動性地提高測繪人員的綜合技術水平，提高工作效率，節約測量、制圖費用。

七、結束語

現在計算機已進入家庭，信息、網絡已成為現代社會的特征。在已有的計算機、全站儀（或半站儀）、RTK、手持測距儀、繪圖儀等硬件基礎上，我院選擇cass6.0數字成圖軟件實現了數字化測圖的現代化，僅2004年至今已測地形圖50多公傾，成圖矢量化120多張。創造經濟價值21萬元、節約人工100多工日。前景廣闊，優勢顯著。我公司使用的數字化成圖系統cass6.0，第一次將靖遠煤業集團有限責任公司的地形圖測繪從手工測繪改變為數字化測圖。數字化測圖也是測繪行業測圖、制圖的發展趨勢。