数字化测图在工程测量中的运用

数字化测图在工程测量中的运用内容摘要：

选择较高墙壁近处安置仪器。 以盘左位置瞄准墙壁高处一点 p(仰角最好大于３０度 )，放平望远镜在墙上定出一点m1。 倒转望远镜，盘右再瞄准 p点，又放平望远镜在墙上定出另一点 m2。 如果m1与 m2 重合，则条件满足，否则需要校正。 校正时，瞄准 m m2 的中点 m,固定照准部，向上转动望远镜，此时十字丝交点将不对准 p点。 抬高或 降低横轴的一端，使十字丝的交点对准 p点。 此项检验也要反复进行，直到条件满足为止。 以上四项检验校正，以一、三、四项最为重要，在观测期间最好经常进行。 每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。 经纬仪的视准轴误差和水平轴倾斜误差 ①仪器的视准轴不与水平轴正交所产生的误差称为视准轴误差 .产生视准轴误差的主要原因有 :望远镜的十字丝分划板安置不正确、望远镜调焦镜运行时晃动、气温变化引起仪器部件的胀缩 ,特别是仪器受热不均匀使视准轴位置变化 .视准轴偏离了与水平轴 正交的方向而产生视准轴误差 c , 规定视准轴偏向垂 直度盘一侧时 ,c 为正值 ,反之 c 为负值 .Δ c = c/cosa(a 为观测时照准目标的垂直 浙江水利水电专科学校 10 角 ),式中可知 ,Δ c 的大小除与 c 值有关外，还随照准部目标的垂直角 a的增大而增大，当 a = 0 时 Δ c=0. Lˊ = L Δ c Rˊ =R+Δ c A = 1/2(L+R) 视准轴误差 c对盘左、盘右水平方向观测值的影响大小相等，正负号相反，因此，取盘左、盘右实际读数的中数就可以消除视准轴误差的影响．这个结论只有当 c值在盘左、盘右观测时间段内不变的条件下才是正确的，为防止由于仪器晃动引起视准轴位置的变化，规定在一测回内不得调焦． L R = 2 Δ c 当观测目标的垂直角 a 较小时， cosa ≈ 1,故 Δ c ≈ c,LR=2c 国家规范规定，一测回中各方向２ c互差对于 J1 型仪器不得超过９＂，对于 J2型仪器不得超过１３＂；２ c绝对值对于 J1型仪器应小于２０＂，对于 J２型仪器应小于３０＂． ②水平轴倾斜误差 仪器的水平轴不与垂直轴正交，所产生的误差称为水平轴误差．仪器左、右两端的支架不等高、水平轴两端轴径不相等都会产生水平轴倾斜误差．垂直轴垂直，水平轴不与其正交而倾斜了一个 i 角这个 i角就是水平轴倾斜误差，规 定水平轴在垂直度盘一端下倾， i角为正值，反之 i角为负值 .Δ i = itanɑ式中ɑ为观测时照准目标的垂直角， Δ i 与 i 角有关，随ɑ角增大而增大，当ɑ＝０时，则 Δ i ＝０ Ｌ－ R =2Δ c+2Δ iLR=2c/cosɑ+2itanɑ当照准目标的垂直角超过177。 ３186。 时，该方向的２ c值不与其他方向的２ c值作比较，而与该方向在相邻测回的２ c 值作比较，而与该方向在相邻测回的２ c 进行比较，从同一时间相邻测回间２ c值的稳定程度来判断观测质量的好坏． 数字化测图野外作业 野外数据采集方法 GPS 法 即通过 GPS 接受机采集野外碎部点的信息数据； 航测法 航空摄影测量和遥感手段采集地形点的信息数据； 浙江水利水电专科学校 11 大地测量仪器法 即通过全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器实现碎部点野外数据采集。 目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采集数据。 （ 1）、图根加密： 由于采用光电测距，测站点到地物、地形点的距离即使在５００米以内也能保证测量精度，故对图根点的密度要求已不很严格，视测区的地形情况而定．一般以在５００米以内能测到碎部点为原则．通视条件好的地方，图根点可稀疏些；地物密集、通视困难的地方，图 根点可密些（相对白纸测图时的密度）．等级控制点尽量选在制高点．控制测量主要使用导线测量，观测结果（方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等）自动或手工输入电子手簿，或电子计算机，并且结算出控制点坐标与高程．对于图根控制点，还可采用＂辐射法＂和＂一步测量法＂。 辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用坐标法测量方法，按全圆方向观测方式一次测定几个图根点．这种方法无须平差计算，直接测出坐标．为了保证图根点精度，一般要进行两次观测。 一步测量法就是将图根导线与碎部测量同时作业．即在一个测站上，先测导线的数据，接着 就测碎部点．这是一种少安置一轮仪器、少跑一轮路，大大提高外业工作效率的测量方法。 当在一个测区内进行等级控制测量时，应该尽可能多选制高点（如山顶或楼顶），在规范或甲方允许范围内布设最大边长，以提高等级控制点的控制效率。 完成等级控制测量后，可用辐射法布设图根点 ,点位及点之密度完全按需要而测设，灵活多变。 （ 2）、碎部测量 野外数据采集包括两个阶段，即控制测量和地形特征点（碎部点）采集．实施数字测图前必须先进行控制测量．布设控制网应遵循的原则：分级布网，逐级控制；应有足够的精度；应有足够的密度；应有 统一的规格． 控制测量取得合格成果后，即可进行下面的碎部点的采集．但在出测前必须做好准备工作．在进行碎部测量时，对于比较开阔的地方，在一个制高点上可以测完大半幅图，就不要因为距离“太远”（其实也不过几百米）而忙于搬站，对于比 浙江水利水电专科学校 12 较复杂的地方，就不要因为“麻烦”（其实也浪费不了几分钟）而不愿搬站，要充分利用电子手簿的优势和全站仪的精度，测一个支导线点是很容易的。 在测量的过程中，碎部点的取舍和测量至关重要，测点过密，造成成图密集，不该要的要了；测点过少，没有把握地形的基本要素，因此对于碎部点的确定，就注意 以下几点。 1. 建筑物比较方正的可只需测出三点，第四点可由计算机来完成，这就更要求草图绘制人员的事先观察，有些建筑物可能看起来较方正，其实是不规则的多边形，则需要全部实测点位。 ，因为在传统测图中一些细小的变化可通过手工来完成，但计算机的模拟是无法比较真实的反映出这些实际地形的。 3. 对于一些重要的无法通视的观测点，应通过一定的位移来替代观测或者需要通过举高支杆来观测，这样的点要在草图上详细注记。 第三章 数字测图系统 数字测图系 统 数字测图系统是以计算机为核心，在硬件江恩软件的支持下，对地形空间数据进行数据采集、输入、处理、输出及管理的测绘系统，它包括了硬件和软件两部分。 （ 1）数字测图的硬件系统：包括采集测量数据的仪器设备全站仪、 GPS（ RTK）、计算机、绘图仪、扫描仪以及其他输入输出设备。 用全站仪在测站进行数字化测图，称为地面数字测图。 由于用全站仪直接测定地物点和地形点的精度很高，所以，地面数字测图是几种数字测图方法中精度最高的一种，也是城市大比例尺地形图最主要的测图方法。 若测区已有地形图，则可利用数字化仪或扫描仪将其数字化，然后，再利用数字测图系统将其修测或更新，得到所需的数字地形图。 对于大面积的测图，通常可采用航测方法或数字摄影测量方法，通过解析立体测图仪或数字摄影测量系统得到数字地形图。 浙江水利水电专科学校 13 （ 2） 数字测图的软件是数字测图系统的关键，一个功能完善的数字测图系统软件，应集数据采集、数据处理、图形编辑与修改、成果输出与管理于一身，且通用性强、稳定性好，并提供与其他软件进行数据转换的接口 地面数字测图系统模式 地面数字测图系统模式主要有两种，即数字测记 法模式和电子平板模式。 （ 1）数字测记法模式为野外测记，室内成图，即用全站仪测量，电子手簿记录，同时配以人工画草图和编码系统，到室内将野外测量数据从电子手簿直接传输到计算机中，再配以成图软件，根据编码系统以及参考草图编辑成图。 使用的电子手簿可以是全站仪原配套的电子手簿，也可以是专门的记录手簿，或者直接利用全站仪具有的存储器和存储卡作为记录手簿。 测记法成图的软件也有许多种。 （ 2） 电子平板模式为野外测绘，实时显示，现场编辑成图。 所谓电子平板测量，即将全站仪与装有成图软件的便携机联机，在测站上 全站仪实测地形点，计算机屏幕现场显示点位和图形，并可对其进行编辑，满足测图要求后，将测量和编辑数据存盘。 这样，相当于在现场就得到一张平板仪测绘的地形图，因此，无需画草图，并可在现场将测得图形和实地相对照，如果有错误和遗漏，也能得到及时纠正。 数字测图图形信息的采集和输入 各种数字测图系统必须首先获取图形信息，地形图的图形信息包括所有与成图有关的资料，如测量控制点资料、解析点坐标、各种地物的位置和符号、各种地貌的形状、各种注记等。 对于图形信息，常用的采集和输入方式有以下几种： 地面 测量仪器数据采集输入 应用全站仪或其他测量仪器在野外对成图信息直接进行采集。 采集的数据载体为全站仪的存储器和存储卡，例如，全站仪 SET2020 即配备相应的存储器和存储卡；也可为电子手簿，如 GRE GRE4 等；或为各种袖珍计算机及便携机，如PCE500 等。 采集的数据可通过接口电缆直接送入计算机中。 人机对话键盘输入 对于测量成果资料、文字注记资料等，可以通过人机对话方式由键盘输入计算机之中。 浙江水利水电专科学校 14 数字化仪输入 应用数字化仪对收集的已有地形图的图形资料进行数字化， 也是图形信息获取的一个重要途径。 数字化仪主要以矢量数据形式输入各类实体的图形数据，即只要输入实体的坐标。 除矢量数据外，数字化仪与适当的程序配合也可在数字化仪选择的位置上输入文本和特殊符号。 对原有地形图，可用点方式数字化的形式。 点方式为选择最有利于表示图形特征的特征点逐点进行数字化。 扫描仪输入 对已经清绘过的地形图，可以利用扫描仪进行图形输入，由专门程序把扫描获得的栅格数据转换为矢量数据，以从中提取图形的点、线、面信息，然后再进行编辑处理。 采用激光扫描仪扫描等高线地形图是最有效的方法，因为 等高线地形图绘制精细，并且有许多闭合圈而没有交叉线，故用激光扫描仪扫描时，只要将激光束引导到等高线的起点，激光束会自动沿线移动，并记录坐标，碰到环线的起始点或单线的终点就自动停止，再进行下一条等高线的数字化。 其最大优点是能很快地扫描完一条线，几乎是一瞬间就完成扫描。 同时，扫描得到的数据直接变成符合比例尺要求的矢量数据。 仪器联机输入 利用大比例尺航摄相片，在航测仪器上建立地形立体模型，通过接口把航测仪器上量测所得的数据直接输入计算机；也可以利用数字摄影测量系统直接得到测区的数字影像，再 经过计算机图像处理得到数字地形图及。