数字测图方法与精度分析毕业论文(编辑修改稿)

数字测图方法与精度分析毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

往行人较多 ， 需要各司其职 ， 以确保仪器设备和人员的安全 ； 其次 ， 城区地物复杂 ， 碎部点密集 ， 单靠画草图和事后回忆难度很大 ； 再次 ， 每天采集的野外数 11 据若不及时编辑整理 ， 则内业工作量相当烦琐 ， 且容易出错。 只有实现野外实时成图 ，才能保证高质量和高效率。 在空旷的一般地区测图 ， 可采用全站仪存贮数据 + 草图的 2 人测图方式。 首先 ，从节约成本考虑 ， 此方法外业不需配备便携机 ， 且发挥了全站仪强大的数据存贮功能 ；其次 ， 平均日采点数量比上述方法提高 30%左右 ， 可提高效率 ； 再次 ， 组成 3 人一个组 ( 2 人外业 +1 人内业编辑 ) ， 工种互相轮换 ， 全站仪的使用率可提高 30%左右。 由于地物相对简单 ， 外业画草图和内业编辑工作量也不是很大 , 从经济又高效的原则出发 ，确是一种好方法。 地形图的修补测。 此类项目 中 ， 一般都有原始大比例尺地形蓝图 ,可作为外业数据采集的工作底图。 首先 ， 直接在蓝图上编辑采点号 ， 并对变化区域作适当修改 ， 可以省去许多画草图的时间 ， 达到了事半功倍的效果 ； 其次 ， 由于草图图面较清晰 ( 相对白纸画草图而言 ) ， 相关位置正确 ， 给内业编辑带来了极大方便 ； 再次 ， 对人员的技术要求不是很高 ， 只须掌握一般测量知识即可。 （ 3）数字测图的软硬件选配 软件开发要以人为本 ， 界面友好 ， 易操作 ， 实用性强 ， 尽量不要改变原有的操作习惯。 在这一点上 ， 南方 CASS 测图软件做得较好 ， 因此 ， 它在浙江地区的用户较多 ， 使用范围也较广。 由于数字测图软件的功能十分强大 ， 一般作业时 ， 只使用了全站仪的测距 + 测角功能 ( 包括坐标计算存贮功能 ) ， 所以 ， 对于专业测绘队伍来讲 ， 全站仪的功能大大浪费了 ， 所以建议厂家生产面向专业测绘队伍的“半站仪”来满足测绘行业的特殊需求。 （ 4）数字测图的质量检查 众所周知 ， 对于大平板测图来讲 ， 质量检查的重点放在数学精度、地理精和图面整饰上 ， 而数学精度则是评定图幅质量的关键。 但随着数字测图技术的广泛运用 ， 这一工艺方法的改进 ， 使成图精度提高了一个等级 ， 按照《城市测量规范》的要求 ， 数字图的数学精度已不再是主 要问题 ， 相反 ， 对作业设计、地形图的分层 ( 代码 ) 检查、多于数据删除等方面提出了更高的要求 ， 因此 ， 各级检查员的技术素质急需进一步提高 ， 以适应数字测图发展的要求。 （ 5）数字测图的发展趋势 12 当前 ， 航测数字测图所使用的影像数据是由航摄底片经扫描而来 ， 影像经摄影处理和扫描后 ， 已损失了相当一部分的信息 ， 并不是真正意义上的数字影像数据。 随着高分辨率数字航摄仪在民用航空摄影中的应用 ， 将直接由航摄数字影像取代扫描数字影像 ，从而为航测数字化生产提供良好的数据源。 工测全野外数字测图系统有待于进一步完善。 虽然数字测图系统已能 满足普通用户的测绘生产需求 ， 并基本代替了平板测图 ， 占有了极大的市场份额 ， 但是由于它的输出功能单一 ， 缺少与其它地理信息系统的数据转换 ， 因此 ， 在城市地理信息数据库建设方面有较大的障碍 ， 数据不能一步到位。 笔者认为面向 GIS 数据采集、建库的一条龙生产体系已不再是一句套话 ， 它将成为未来衡量数字测图系统技术要求的重要标准之一。 当前 ， RTK 技术的应用还只局限于控制测量方面 ， 但随着硬件价格的下降 ， 其优越的价格性能比日益突现。 基于 RTK 技术 ( 代替全站仪 ) 的数字测图软件将受到青睐 ， 这一技术的实现 ， 将进一步提高数字测图的 生产效率 ， 成为仪器和技术更新换代的又一里程碑。 13 2 数字测图 随着科学技术的发展 ， 地形图被更加广泛的应用于各行各业之中 ， 而随之被广泛应用的同时 ， 对它的需求也从过去只需图纸转变为同时需要电子文档。 这就使得人们用过去传统测图方法测得的图纸上需增加一道程序 ， 即把图纸扫描矢量化。 但是 ， 随着测量科技的发展 ， 全站仪的出现 ， 野外数字采集逐渐被推广 ， 地形图的测绘又进入了一个新的台阶。 基于全站仪测记法的数字测图方法 测记法数字测图对图根点位及高程精度的要求 为了满足成图精度 ,图根点精度 必须满足要求。 《城市测量规范》规定图根点相对图根起算点的点位误差及高程中误差为： m极限 = 177。 0. 1M（ M为测图比例尺分母 ) Hm 限 = 177。 0. 1 h ( h 为成图基本等高距 ) 则图根点点位误差及高程中误差为 : m极 = m 极限 /2 = 177。 M /mm (M 为测图比例尺分母 ) (1) Hm = Hm 限 /2 = 177。 h /m ( h 为成图基本等高距 ) (2) 大比例尺数字测图对图根点点位及高程精度的要求 由式 (1) 、 (2)可分别计算出一般地区 1∶ 500, 1∶ 1000, 1∶ 2020地形图图根点精度要求如表。 表 一般地区 1∶ 500, 1∶ 1 000, 1∶ 2 000 地形图图根点精度 mm 测记法数字测图的实施 （ 1） 全站仪控制测量及误差分析 14 在数字测图工作中 ,控制测量的工作与传统的控制测量相比 ,应该更简便。 当然 ,在新的规范中 ,对这一方面的要求没有多大的改动 ,但根据本人的实际工作经验及积累 ,有一些限制 条件是可以放宽的 ,特别是图根控制。 随着 GPS 技术的发展成熟及全站仪的普及 ,三角测量现在已基本上淡出了控制测量这个平台。 所以对大多数的人员而言 ,无疑大大地减轻了工作的强度。 去掉了三角测量的种种枷锁的限制 ,取而代之的是更为灵活的 GPS 网及导线 (网 )测量。 以往控制测量必须在测图以前完成 ,而现在则可同时进行 ,甚至提前测图后搞控制。 测图时可先采集外业观测数据 ,内业采用假定起算数据 ,并编辑图形。 待控制成果出来后 ,再改正起算数据并重算 ,从而将整个图形轻而易举地改正过来。 数字化测图在数据记录、存储、处理和成图的全过程不损 失任何精度 ,数字化图的精度完全体现外业测量的精度。 ① 全站仪采集数据的平面误差 常用的全站仪的标称精度为 5″、 5 + 5 179。 10D,则数据采集误差 1m 为： 2221 BSC MMMm  其中 CM 取相邻导线点相对点位中误差对细部点坐标值的影响 ,取 2 cm； 对于 SM 、BM ,考虑到半测回测角、一次测 距读数及实际测量误差来源的复杂性 ,以全站仪的标称精度的 2 倍作为相应的中误差 ,即 : SM = 177。 2 179。 (0. 5 + 0. 5 179。 S / km ) BM = 177。 2 2 179。 5 179。 S 179。 100 000 /ρ 则 1m = 177。 24825 SS  当 S = 0. 1 km 时 , 1m = 177。 2. 4 cm。 当 S = 0. 2 km 时 , 1m = 177。 2. 7 cm； 当 S = 0. 5 km 时 , 1m = 177。 4. 2 cm. 由上述数据可以看出用全站仪采集数据的测量误差比较小 ,并且数据采集的误差受距离长短影响较小。 采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高 ,只要采取 一定的措施 ,重要二地物相对于邻近控制点的精度控制在 5 cm 内是可以做到的。 ② 全野外数据采集的高程误差： 15 2222222 )/()co s(s i n frlash mmmmaSmam   其中 S 为斜距 ,α为垂直角。 仪器高、镜高可以量至毫米 ,对Α h 的影响可略去不计 ,大气折光影响的误差 fm ,可以利用计算机 ,借助相应的程序或软件进行改正计算。 那么 2222 )/()c o s(s i n ash maSmam  当使用全站仪观测时 ,mS =5mm +5 179。 10D 较小 ,再乘 sinα的系 数后对高程误差的影响甚小 ,此项 略去 ,则： /co s ah mam  当α 5176。 时 , acos ≈ 1, hm = 177。 S178。 /am ,取 am = 25″；当 S = 100m 时 , hm = 177。 cm；当 S = 200m 时 , hm =177。 cm；当 S = 500m 时 , hm = 177。 （ 2）碎部测量 数字测图中 ,碎部测量的主要方法为极坐标法 ,在实测得多数碎部点的坐标后 ,可利用软件提供的相应方法来取得其余各点的坐标 ,再辅以软件中的相应功能 ,得到最后的图形。 具体方法可采用草图法 ,即外业草图加上室内交互编辑。 这是很多单位所采用的方法 ,地形测绘小组由 2 人组成 ,一人观测并在全站仪上作记录 ,一人跑尺并绘草图 . 该方法比较直观 ,劳动强度低 ,但提高了内、 外业的工作效率。 ① 数字化测图野外测量的步骤 步骤 1:在测站上安置仪器 ,整平 ,对中 ,量取仪器高； 步骤 2:打开电源开关 ,建立文件名 ,然后建站 (在建站过程中 ,需输入点号、测站点名、仪器高、后视点名 ,若是进行坐标测量 ,在提示输入测站坐标及后视坐标时将其相应的坐标输进去 ,若是进行原始数据测量 ,将其坐标都输为零 ) ,瞄准后视点置零； 步骤 3:用照准仪瞄准碎部点花杆上的棱镜 ,按测距键测出距离 ,在按存储键将数据存进仪器中 ,然后再进行下一个碎部点测量 ,直到测完本站可观测所需的碎部点的范围 ,就可搬到下一站 . ② 数据采集 全站仪测得的原始观测数据可直接储存在仪器中 ,一般原始数据格式有 16 两种 :一种是水平角、天顶距、斜距；另一种是三维坐标。 二者都必须有按顺序累加的点号。 由于利用内存记录的数据有着多层保护 ,具有较高的可靠性 ,不易丢失数据 ,测站上观测、记录合二为一 ,变被动为主动。 要注意不规则的地物应尽量能多测一些点 ,因为在传统测图中 ,细小的变化可通过手工来完成 ,但计算机的模拟是无法真实地反映出这些实际变化的。 测等高线时 ,除了测量特性线外 ,还应尽量多测一些加密的点 ,以满足计算机 建模的需要 ,也能更加详尽地反映出地貌。 ③ 绘制草图 全站仪只能采集单点数据 ,而地物的一些属性、地物间的相互关系等还必须人工记录在草图上 ,草图是室内的数据处理和图形编辑的重要依据。 故数字化测图中绘制草图是必不可少的。 数字化测图工作中 ,司尺人员担负着室内绘图的工作 ,是测图过程中的主要人员 ,所以对于地物 (貌 )的综合取舍等要心中有数 ,并且应在跑尺前确定好跑尺的线路 ,尽量避免走冤枉路。 草图上的内容必须正确、清楚、规范而完整。 即所有注记、点位相对关系、线条符号等必须符合实际 ,图面清晰美观 ,图式符号运用规范 ,重要的信息应及时而完整地记录下来。 草图上的内容一般包括测站信息和测站地形略图。 测站信息包括测图日期、测站点、定向点、仪器高、本站碎部点起点号和止点号、点号加常数、增设测站点号 ,以及镜高、编码、坎比高等项的错误改正信息等。 这些信息通常置于草图左上角。 测站地形略图通常绘在草图右下侧 . 略图中的地物线条符号不必按比例 ,但其相对关系要正确；点号要正确清楚 ,而且不能重复也不能遗漏。 点号较大 (超过两位数 )时 ,最好记下点号加常数 ,以免数字太多 ,既容易出错 ,又影响图面清晰度。 编辑成图 （ 1）平 面图形的生成和编辑 把存储在仪器中的野外测量数据通过传输线及程序下载到计算机中 ,转换成与 CASS成图软件相符格式的坐标文件 (若是进行坐标测量 ,可不必转换 ) ,调入 CASS 成图软件 ,确定所需要的比划尺 ,根据软件里的图例符号和野外绘制的草图把地物描绘出来 (地物的编辑也可采用编码法编辑方式 )。 一般成图软件需要两个必不可少的文件 ,即已知控制点文件和原始数据文件。 控制点文件内容包括点名、编码、三维坐标等 ,其中包括测区内各等级的控制点和图根控制点 . 原始数据文件已经生成 ,将其与控制点文件置于同一工作目录下即可。 有了这 两个文件 ,只要在软件环境中运行自动成图功能 ,即可自动展点。 连线 17 时应根据草图 ,需进行大量的编辑工作 ,编辑的内容主要有 :补充连线操作 ,修改其编码和线型；完成大量的几何作图操作 ,如求交会点、垂足、对称点 ,做圆和平行线等。 所有的汉字注记内容和注记位置；必要的单点输入等。 这是数字化测图内业工作的重点 ,需花费较多的精力和时间。 （ 2）等高线的生成和编辑 除了平面图形 ,地形图上还应该有等高线。 等高线的生成一般在平面图形编辑结束后进行。 为此 ,应首先生成数字地面模型 (DTM) ,数字地模一般为紧贴地面的三角网。 构成三角网时可 分区域进行 ,应先确定构网区域、等高线不应跨越的地形特性线和一些封闭区域 ,如分水线、合水线、坡坎上下封闭线、建筑物封闭线等 .然后运行构网功能 ,自动构网 ,生成等高线。 野外采点时应保证地形点有足够的密度 ,疏密适当而且有代表性 ,否则 ,在构网前应适当内插地形点。 三角网不合理时应及时修改 ,再生成等高线。 等高线不合理时 ,再修改三角网或拉伸裁剪等高线 ,直至合理为止。 这种作业模式优点比较突出 ,内业成图和外业采集数据分开 ,外业人员只需按一定的方法采集数据 ,。