地形测量范文

时间:2023-03-21 21:33:00

导语:如何才能写好一篇地形测量,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

地形测量

篇1

关键字:地形测量;地籍测量;权属调查;

中图分类号:P2 文献标识码: A

一、地籍测量的概念

地籍测量是土地管理工作的重要基础,它是以地籍调查为依据,以测量技术为手段,从控制到碎部,精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图,以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。为满足地籍管理的需要,在土地权属调查的基础上,借助仪器,以科学方法,在一定区域内,测量每宗土地的权属界线、位置、形状及地类等,并计算其面积,绘制地籍图,为土地登记提供依据而进行的专业测绘工作。它是土地管理的技术基础。要求分级布网、逐级控制,遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的原则。

二、地籍测量内容

1、根据地块权属调查结果确定地块边界后,参照表10-2设置界址点标志。

2、界址点标志设置后,按照下述“二”中的测量方法进行地籍要素测量。

3、测量内容:包括区划、权属、地类、地形四要素的所有面、线和点状对象,外加等高线和高程注记点。

三、地籍测量的特点

地籍测量与基础测绘和专业测量有着明显不同,其本质的不同表现在凡涉及土地及其附着物的权利的测量都可视为地籍测量,具体表现如下:

(1)地籍测量为土地管理提供了精确、可靠的地理参考系统。地籍测量是一项基础性的具有政府行为的测绘工作。现阶段我国进行的地籍测量工作的根本的目的是国家为保护土地、合理利用土地及保护土地所有者和土地使用者的合法权益,而且借助现代先进的测绘技术为地籍提供了一个大众都能接受的具有法律意义的地理参考系统。

(2)地籍测量是在地籍调查的基础上进行的。地籍测量具有勘验取证的法律特征。无论是产权的初始登记,还是变更登记或他项权利登记,在对土地权利的审查、确认、处分过程中,地籍测量所做的工作就是利用测量技术手段对权属主提出的权利申请进行现场的勘查、验证,为土地权利的法律认定提供准确、可靠的物权证明材料。

(3)地籍测量的技术标准必须符合土地法律的要求,地籍测量技术和方法是对当今测绘技术和方法的应用集成。地籍测量技术是普通测量、数字测量、摄影测量与遥感、面积测算、误差理论和平差、大地测量、空间定位技术等技术的集成式应用。根据土地管理和房地产管理对图形、数据和表册的综合要求组合不同的测绘技术和方法。

(4)从事地籍测量的技术人员应有丰富的土地管理知识。地籍测量工作从组织到实施都非常严密,它要求测绘技术人员要与地籍调查人员密切配合,细致认真地作业。

四、地形测量与地籍测量有何区别。

地形测量:指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定,并按一定比例缩小,用符号和注记绘制成地形图的工作。地形图的测绘基本上采用航空摄影测量方法,利用航空像片主要在室内测图。但面积较小的或者工程建设需要的地形图,采用平板仪测量方法,在野外进行测图。

地籍测量:是以地籍调查为依据,以测量技术为手段,从控制到碎部,精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图,以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。为满足地籍管理的需要,在土地权属调查的基础上,借助仪器,以科学方法,在一定区域内,测量每宗土地的权属界线、位置、形状及地类等,并计算其面积,绘制地籍图,为土地登记提供依据而进行的专业测绘工作。

五、地籍测量方法及精度要求

测量方法:原则上采用数字地面测量,即使用全站仪或其他解析型地面测量仪器,配合棱镜,实地测量测站至待测碎部点的方向、距离和高差,同时输入待测点图式编号及其相关点的连接码,并采集待测对象的主要属性数据。

精度要求:地物(貌)点测定精度

①地物(貌)点分:地物(貌)按点位精度要求分为三类:

A、类地物点。又称主要地物点,指主干街巷或支巷的拐点和巷侧建筑物的明显角点B、类地物点。又称次要地物点,主要指设站施测困难的城镇明显建筑物角点和村庄内明显建筑物角点。C、类物(貌)点。除上述两类地物点的其他地物(貌)点,主要指无法准确定位的地物(貌)点。

②平面精度。地物(貌)点相对于邻近图根点的点位中误差,应不超出表1(表略)的对应规定范围。同类邻近地物(貌)点间的距离中误差应不超出表2的对应规定范围。森林隐蔽等特殊困难地区可按表7.1规定值方宽50%。表1地物(貌)点平面点位中误差(厘米)

③高程精度。地物(貌点)高程精度按表2(表略)等高线间内插点高程中误差要求。表2 等高线间内插点的高程中误

六、关于地形测量与地籍测量的比较

1.要素。地籍测量重点在权属要素(包括权属界线及与之有关地物要素),对于常规地形测量所要求的高程点、等高线、管线等地貌要素无强制要求。地形测量除不表示权属界线、地籍编号等要素外,原则上对地表的所有地物、地貌均应予以表示,可以根据比例尺及用户要求对其取舍。

2.方法。目前的全野外数字成图手段可应用于地形测量、地籍测量。地籍测量因对地貌、管线等要素不做要求,野外碎部采集及内业编辑成图工作量大大减少,但后续的宗地图制作、入库工作的工作量非常大,并且因为入库而对图形的拓扑关系要求很严格,体现在地籍图编辑上就要求严格的做好点、线、面的编辑与检查。

地形测量因为为全要素测量成图,野外采集与内业编辑比较繁琐。但是地形测量到编辑成图为止,基本没什么后续工作(除非建立数据库)。因此,如果在地籍测量的基础上进行地形图的成图,首先删除地籍权属界线、注记,然后进行地形要素的补测,这一步是主要工作量所在(需补测线杆、检修井、高程点、交通附属设施等等)。

3.精度。地籍图的精度优于地形图。如果先测制地形图,必须兼顾地籍图精度要求;如果先进行地籍测量,在补测成地形图,已测要素的精度完全可以保证。

4.应用软件。目前我省进行的城镇地籍测量及入库工作,所用工作软件基本上为武汉中地公司的MapGIS系统(德州为武汉瑞得),地籍测量为了后续工作的无缝衔接而均使用各自的测量成图模块。这些测量成图模块均为我国的研发人员自行开发,与国外很多专业成图软件或在国外软件基础上开发的成图系统相比,在功能与实用性上差距很大。如果只是进行地形测量,在所使用软件方面可以有较大的选择空间;而如果在地籍测量的基础上进行地形成图,或者继续使用原软件,或者将原格式(MapGIS或瑞得图形格式)转为其他成图软件格式。由于国产软件与国外软件的兼容性问题,在不同软件之间的数据格式转换也将增加一些工作量。

综上所述,地籍测量是有关城市发展建设与经济发展建设的一件重要工作,它的内容与地形测量紧密相同,侧重点又完全不同,在技术上有自己独特的地方。了解地籍测量的特色,才能使地籍测量技术进一步进步,满足社会发展的需要。地籍测量的最终成果质量的好坏直接影响地籍信息系统的质量与可靠性。为提高数字地籍产品的质量, 应该在地籍测量的各个时期采取相应措施,确保精度要求。

参考文献:

[1].孝天文.现代地籍测量[M].科学出版社,2002.

[2].梁玉保.地籍调查与测量[M].黄河水利出版社,2011.

篇2

关键词:地形测量 测绘技术 发展趋势

中图分类号: P2 文献标识码: A 文章编号: 0 引言

地形测量学是研究测绘地形图及与其有关测绘工作的理论、方法的应用技术学科。地形测量是为城市、矿区以及各种工程提供不同比例尺的地形图,以满足城镇规划、矿山开采设计以及各种经济建设的需要。

地形测绘是研究地球局部表面形状和大小,并将其测绘成地形团的理论和技术。通过测定小范围地表高低起伏形态和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征点的平面位置和高程,经相应的数据处理、采用一定的测量符号按一定的比例缩绘在图纸上。从而获得与相应地面几何图形相似的地形图,为国家经济建设提供设计与施工的图纸资料。

传统的测绘包括控制测量、地形测量、施工测量、竣工测量和变形监测5个部分。现代测绘技术自动化技术具有自动化程度高、测图精度高、图形属性信息丰富和图形编辑方便等优点。

1 目前地形测量的测绘自动化技术

测绘自动化是集数据采集、处理、传输、显示于一体。随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,测绘技术自动化技术发生了重大变革,3S技术(GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感)及其集成技术成为测绘技术自动化技术的核心。

1.1 GPS技术 GPS(Global Positioning System)称为全球定位系统,是美国20世纪70年代开始研制的,它历时20年,于1994年3月全面建成的利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统,是一种高精度、全天候、高效率、多功能的测绘工具。

GPS定位技术与常规地面测量定位相比,具有抗干扰性能好、保密性强,功能多、应用广,观测时间短,执行操作简便,全球、全覆盖、全天候、高精度的特点。特别是RTK的定位精度可达厘米级,在水上定位得到了广泛的应用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技术开始于90年代初,是一种全天候、全方位的新型测量系统,称载波相位动态实时差分技术,是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式,是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均匀,速度快、效率高,观测时间短,方便灵活,测程不受限制,不受通视条件影响等优点。

1.2 GIS技术 地理信息系统(Geographical Information System-GIS)是利用现代计算机图形和数据库技术来处理地理空间及其相关数据的计算机系统,是融地理学、测量学、几何学、计算机科学和应用对象为一体的综合性高新技术。其最大的特点就在于:它能把地球表面空间事物的地理位置及其特征有机地结合在一起,并通过计算机屏幕形象、直观地显示出来。

GIS具有以下的基本特点:一是公共的地理定位基础;二是多维结构;三是标准化和数字化;四是具有丰富的信息。

地理信息系统对空间地理信息进行处理,准确采集有关的数据,并对地理空间数据和信息进行处理、管理、更新和分析,是采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术的技术系统,对现代测绘技术自动化技术的起重要支撑作用。

目前GIS地理信息将向着数据标准化(Interoperable GIS)、数据多维化(3D&4DGIS)、系统集成化(Component GIS)、系统智能化(Cyber GIS)、平台网络化(Web GIS)和应用社会化(数字地球)的方向发展。

1.3 RS技术 遥感RS(Remote Sensing)起源于20世纪60年代,不直接接触被研究的目标,感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射、辐射和发射辐射),经过传输、处理,从中提取人们感兴趣的信息。遥感包括摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术。遥感技术依其波谱性质,可分为电磁波遥感技术、声学遥感技术、物理场遥感技术。

遥感信息技术已从可见光发展到红外、微波;从单波段发展到多波段、多角度、多时相、多极化;从空间维扩展到时空维;从静态分析发展到动态监测。

RS为GIS提供信息源,GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段(图像处理),GPS作为GIS有力的补测、补绘手段,实现了GIS原始地图数据的实时更新。3S的综合应用是一种充分利用各自的技术特点,快速准确而又经济地为人们提供所需的有关信息的新技术,三者的紧密结合,为地形测量提供了精确的图形和数据。

2 测绘技术自动化技术的发展趋势

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的系统、智能化,测绘技术自动化技术向着3G技术及集成技术自动化、实时化、数字化,数据库和应用软件的开发应用,三维可视化技术以及人工智能化发展。使测绘技术自动化技术能全方位的应用于地形测量中,提高了地形测量的效率和准确性。

2.1 3G技术及集成技术的进一步发展 积极普及3G技术的应用,改进3G技术中存在问题,更新3G及其集成技术测量的方法和手段,加强测量精度和准确性,使3G技术能在地形测量测绘技术领域的应用进一步扩展。

全球数字摄影测量系统在GPS、GIS、RS和3S集成技术中的应用,对数码摄影测量和地形测量更加普及和深化,使测绘技术向电子化、自动化、数字化方向发展。

2.2 测绘软件及数据库的开发与更新 加强地形测量数字化测绘软件的研发,使测绘软件系统更加高效、灵活和功能齐全,使测绘软件技术在地形测量中起到了相当重要的作用。

更新完善信息数据库,将采集的测量数据转换直接进入信息数据库,数据管理查询方便,数据共享,实现全球数据更新和扩展空间基础信息系统的动态管理,实现测量数据的管理科学化、标准化、信息化,实现测绘数据的传输网络化、多样化、社会化,使测绘技术走向自动化,实时化,数字化。

2.3 人工智能和专家系统在测绘技术中的应用 随着计算机技术的发展和测绘技术与相关学科的交叉、综合,人工智能和专家系统在测绘技术中有着广泛的应用前景。计算机利用专家知识模拟人脑思维进行推理,从事智能化的数据、图形处理和信息管理工作,极大地提高工作效率,使测绘技术向自动化、智能化发展。

全球定位系统(GPS)、数字摄影测量系统(DPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和专家系统(ES)这5S技术的发展和相互结合,专家系统在其中发挥着重要的作用,专家系统对整个测量流程进行控制,并执行相应的推理、分析和处理工作,并可实现信息资源共享,实时动态监测诊断,提高效率和质量,是测绘技术通向实时、自动、智能测量系统的关键。

3 结论

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,测绘技术自动化技术发生了重大变革,从传统的测绘技术(例如电子测距仪、经纬仪、水准仪和平板仪)向3G技术、数字摄影测量技术以及人工智能化发展,推动了测绘技术自动化技术的活跃和革新,测绘技术朝着自动化、实时化、网络化和数字化方向发展,使地形测量更快速、简单、精确。

参考文献:

[1]王运昌.地形测量学[M].冶金工业出版社.1993.p2.

篇3

实习时间:200*年,7月23日至8月7日

实习地点:满洲里市乌努格吐山矿区

实习报告人:

指导老师:

地形测量实习报告

目录

一、实习目的...3

二、仪器设备及成图软件...3

三、测区概况及外业数据采集...3

1.测区概况...3

2.外业数据采集...4

1)坐标系统...5

2)技术依据...5

3)数据采集作业过程...5

4)图根点的确定...7

5)特殊地物的测量...7

四、内业电子草图的勾绘...8

五、内业成图...9

1、成图软件介绍...9

2、内业成图方法:...10

1)方法简介...10

2)内业成图具体过程...10

3、地形图的分幅与编号...11

六、实习体会...12

一、实习目的

掌握数字化测图外业数据采集方法与内业作图方法。

二、仪器设备及成图软件

1.全站仪2.GPS3.CASS5.1

三、测区概况及外业数据采集:

1.测区概况

乌努格吐山铜钼矿位于满洲里市南西22km,从满洲里市至矿区有三条草原路,四季畅通,交通十分方便。矿区范围约27km2,行政区划属新巴尔虎右旗(即西旗)。地理座标:

东经117°14′~117°32′;北纬49°22′~49°30′。本区为低山丘陵区,山势走向北东,一般标高为750m;最高约889m,最低约为702m。一般相对高差150m左右。山势平缓、地形开阔。北矿段山脊呈半环形,北东高,南西低,南西为半环形开口处,具有明显的构造剥蚀地貌特征,区内水系不发育,没有形成河流。

矿区处于高纬度地带,属干旱型寒温带,冬季严寒;春季有暴风雪。据满洲里气象站1957-1982年26年资料,年降水量平均为298.2mm,最大448.4mm;最小179.2mm;年蒸发量平均1565.3mm,最大1833mm。气温年平均为-1.2℃,二月份平均气温为-25℃,最低为-42℃;七月份平均气温为21℃,最高为37.9℃。绝对平均湿度5.4mm。冻土最大深度为3.89m。风向多为西南风,风速最大达40m/秒。

矿区地震裂度为6度。

区内没有林木,为草原牧区,近处居民点有甘井子、三队、敖尔金牧场三队,达石莫乡等,人口稀少,多为蒙古族。区域北满洲里市、扎贲诺尔区一带有煤矿、水泥厂、热电厂、白灰厂及食品加工厂等重、轻工业。区内粮食及蔬菜多依赖内地供给。

2.外业数据采集

全站仪为日本拓扑康仪器公司生产拓扑康全站仪,以其性能指标如下:

测角精度2秒

测距精度2+2PPM

本测区为主矿区第二测区,野外测量数据编码以B开头。测区接第一组宽从西向东1公里、长从南向北4.8公里。其区域范围坐标值为:

X:5474202—5478922

Y:519104—520104

区域内有山峰一座,其最高点高程860米,山坡沟壑较多。因在主矿区,测区内探槽较多,测区内有居民地一处,以及相关设施,如牲口棚等。整个测区均为草地覆盖。

1)坐标系统

平面采用北京54坐标系3度带坐标,投影带中央子午线经度为117度。

高程基准:黄海高程系。

2)技术依据

本工程执行国家质量技术监督局2001-03-19的《地质矿产勘查测量规范》。(国家标准GB/T18341-2001);2001-03-05的《全球定位系统GPS测量规范》(国家标准GB/T18314-2001);地形测量图式执行国家质量技术监督局1995-09-15的《1:5001:10001:2000地形图图式》。(国家标准GB/T7929-1995).

3)数据采集作业过程:

本组有一名老师和四名学生组成,老师主要负责草图勾绘和控制点制作,学生负责具体测量。首次作业时由于已知的两个控制点不通视,无法立后视,不能进行数据的校核,故由GPS-RTK确定一点。遵循“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”、“步步有检核”的原则。每次作业顺序为:

1.确定测站点。确定测站点时,要尽量保证大的可视区域,同时还要保证有可通视的已知点。所以,在实际作业时一般将测站点定在较高的坡或山顶,以避免经常迁站。

2.架设仪器。架设仪器时,要保证仪器架稳,一般是将三脚架的腿间距稍微放大些,保证平稳。角度过大将导致全站仪过低,给观测带来不便,同时也影响观测员的行动;角度过小时全站仪放置不稳,存在仪器损害的潜在危险。观测前要进行仪器的校验,对准已知点,以保证数据均为可信数据。

3.立棱镜,测量读数。立镜时要保证镜竿尽量竖直,每个碎布点保持间距35-45米左右。实际碎部点间距大多在35米左右,符合精度要求。全站仪能够自动保存数据,读数较快。一般有两到三人负责立棱镜,其中两人同时立镜。

4.记录。本次外业数据采集作业采用的是无码作业,这种方法的优点是采集数据速度快,缺点是只能是采集数据,无法对数据的性质进行分类记录,所以在观测同时要进行草图的勾绘,如:山脊线、山谷线、探槽等特殊数据就要在草图上记录下来,以便内业作业。一般由一人主测,另一人勾绘草图

5.测站点检验及校和。在测量一定点数(一般为300点)后或迁站时,要进行一次测站点检和。检和方法为:重测某一已知点(一般为后视控制点),检验两次误差是否符合技术要求。如果误差超出范围则所测数据有误。

4)图根点的确定

确定图根时尽量利用已知的国家高级点。也可自行根据实际情况定图根点。本测区内利用高级点2个:

V265474579.284519658.205764.47

V185477041.294519822.423758.715

自行定点16个:

BK15474431.133519934.508766.545

BK25475050.627520056.886795.278

BK35474902.681519523.61782.271

BK45475639.852519876.123859.753

BK55475711.29519899.502860.319

BK65475106.569520093.574797.176

BK75475207.041519672.71795.007

BK85475307.254519708.475804.522

BK95475798.629519761.325858.603

BK105475741.046519594.331835.538

BK115476019.869519809.579829.267

BK125476197.752519628.102816.566

BK135476565.462519699.346776.352

BK145476625.622519652.957769.102

BK155476245.824519449.814792.862

BK165476197.447519093.774735.102

5)特殊地物的测量

第二测区内的主要特殊地物有:居民地、牲口棚、探槽、大车道、铁丝网。

居民地:居民地内主要地物为四点民房,可采用测三点法,草图记录点号。

牲口棚、探槽的测法与四点民房相同。

大车道:大车道的方法为测道路中线,量宽度,记录点号。大车道测量时,在直道是可较长距离测一点,拐点处必测。

四、内业电子草图的勾绘

地貌方面:根据测区实地状况应属丘陵地貌,因此地貌应用2米等高线表示。DTM的建立符合地貌的现实性。绘出的等高线平滑自然,等高线拟合步长为2米,等高线注记均匀。在地势平坦地区,应用散点表示地形的变化,散点分布均匀合理。特殊地貌采用正确的地貌符号进行表示。

本测区内面状地物主要包括:各种房屋。

本测区内线状地物主要包括:大车道、铁丝网。

本测区内独立地物主要包括:探槽、牲畜棚。

测区内除以上地物外无其他地物,地貌也较为简单,因此地形图没加图例说明。

每天外业作业完成后,晚上回来后要进行电子草图的勾绘,以防止手绘草图丢失后给成图造成不便。电子草图的勾绘根据手绘草图将特殊地物地貌点相连,并进行一定的修补。

本测区内主要的地物为探槽。探槽的勾绘方法为:根据草图的记录,将每个探槽的三个点相连,再插入探槽的图例。

探槽图例

测区内其他地物还有四点民房、大车道、铁丝网。

四点民房勾绘方法与探槽相似,连三点再插入四点民房图例。

四点民房图例

大车道与铁丝网勾绘方法:先用Pline线将所有点相连,再将Pline线换成大车道和铁丝网图例表示。

铁丝网图例大车道图例

五、内业成图

1、成图软件介绍

内业成图利用南方CASS5.1软件。其具有如下特点:

CASS5.1在数字化成图方面的技术特色:

1)更加便捷的简码用户方案。

2)更加完善、使用的电子平板。

3)更加底层的骨架线技术。

4)更加直观、便捷的图上比例尺更改。

5)更加直观高效的地物遍及。

6)更加丰富的DTM建模与等高线绘图技术。

7)提供了更多的用户化途径。

8)全面采用ObjectARX开发技术。

9)更加集中的参数设置模式。

2、内业成图方法:

1)方法简介

在外业无码作业数据采集的基础上,内业将利用外业草图,采用南方CASS5.1软件进行成图。成图比例尺为1:2000和1:1000。地貌与实地相符,地物位置精确,符号利用要正确。所成的电子地图进行了严格分层管理,可出各种专题地图的要求。图形格式为DWG格式。

2)内业成图具体过程

1.DAT文件的建立:在Excel文件中首先输入该点的点号,再空一格,在第三格中输入X坐标的值,在第四格中输入Y的值,选择CSV格式进行保存,并将文件的扩展名改为DAT。

2.展点(高程点或点号):在绘图处理的下拉菜单中选择“展点”项的“野外测点点号”在打开的对话框中选择自己所需要的文件,然后单击确定便可以在屏幕展出野外测点及点号。

3.DTM的建立:在等高线的目录下选择由数据文件建立DTM,输入绘图比例1:2000,选择不考虑坎高,回车以后在选择直接显示建立三角网的结果;

4.三角形的修改:在等高线的目录下选择“删除三角形”,“增加三角形”,“过滤三角形”,“三角形内插点”,“重组三角形”的命令,按照提示进行操作可以对三角网进行修改。

5.勾绘等高线:在等高线的目录下选择“勾绘等高线”,输入等高距2米,选择“张力样条拟合”。

6.等高线的修饰(包括修饰与高程注记):在等高线的目录下选择“删除三角网”,修改不正确的等高线,并沿直线注记等高线或单独注记。

7.加图廓的方法:首先利用工程应用查询图框的长,宽;在绘图处理的目录下选择“加任意图幅”,在打开的对话框中输入测图员的姓名、长宽、接图表等与图相关的内容,拾取图的左下角坐标。完成内业地图勾绘。

3、地形图的分幅与编号

根据甲方要求主测区共分9幅图,编号从1至9,图幅名为乌努格吐山矿区地形图(编号),图幅长为1米宽为0.8米。南排土场1幅,图名为乌努格吐山矿区南排土场地形图。西排土场1幅,图名为乌努格吐山矿区西排土场地形图。炸药库1幅,图名为乌努格吐山矿区炸药库地形图。尾矿库两幅,编号为1至2,图名为乌努格吐山矿区尾矿库地形图(编号)。一场区1幅,图名为乌努格吐山矿区一场区地形图。二厂区1幅,图名为乌努格吐山矿区二厂区地形图。生活区1幅,图名为乌努格吐山矿区生活区地形图。尾矿库母坝1幅,图名为乌努格吐山矿区母坝地形图。

六、实习体会

这次暑期实习,没有像往年那样选择康平县,而是不远千里的前往内蒙古区满洲里市,参与到乌努格吐山矿区控制及地形测量的工程当中。相比于以往的教学型实习,真正的工程(实习)显然能够更好的体会所学到的知识。事实也确实是如此,通过这次实习,我真正的体会到了理论联系实际的重要性。测区属于呼伦贝尔草原的一部分,动植物种类较少,地势较为平坦,地貌相对简单,但在这实习的十多天里还是体会到了从未有过的艰辛。现在细细想来,那十多天的经历,虽然艰苦,但却学到了很多,不仅仅是测量的实际能力,更有面对困难的忍耐。

测量学首先是一项精确的工作,通过在学校期间在课堂上对测量学的学习,使我在脑海中形成了一个基本的、理论的测量学轮廓,而实习的目的,就是要将这些理论与实际工程联系起来,这就是工科的特点。测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学,从本质上讲,测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。在信息社会里,测量学的作用日益重要,测量成果做为地球信息系统的基础,提供了最基本的空间位置信息。构建信息高速公路、基础地理信息系统及各种专题的和专业的地理信息系统,均迫切要求建立具有统一标准,可共享的测量数据库和测量成果信息系统。因此测量成为获取和更新基础地理信息最可靠,最准确的手段。测量学的分类有很多种,如普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学。作为测绘工程专业的学生,我们要学习测量的各个方面。测绘学基础就是这些专业知识的基础。

通过这次实习,锻炼了很多测绘的基本能力。首先,是熟悉了全站仪的用途,熟练了全站仪的各种使用方法,掌握了仪器的检验和校正方法。其次,在对数据的检查和矫正的过程中,明白了各种测量误差的来源,其主要有三个方面:仪器误差(仪器本身所决定,属客观误差来源)、观测误差(由于人员的技术水平而造成,属于主观误差来源)、外界影响误差(受到如温度、大气折射等外界因素的影响而这些因素又时时处于变动中而难以控制,属于可变动误差来源)。了解了如何避免测量结果错误,最大限度的减少测量误差的方法,即要作到:(1)在仪器选择上要选择精度较高的合适仪器。(2)提高自身的测量水平,降低误差水平。(3)通过各种处理数据的数学方法如:距离测量中的温度改正、尺长改正,多次测量取平均值等来减少误差。第三,除了熟悉了仪器的使用和明白了误差的来源和减少措施,还应掌握一套科学的测量方法,在测量中要遵循一定的测量原则,如:“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”的工作原则,并做到“步步有检核”。这样做不但可以防止误差的积累,及时发现错误,更可以提高测量的效率。通过工程实践,真正学到了很多实实在在的东西,比如对测量仪器的操作、整平更加熟练,学会了数字化地形图的绘制和碎部的测量等课堂上无法做到的东西,很大程度上提高了动手和动脑的能力,同时也拓展了与同学的交际、合作的能力。

一次测量实习要完整的做完,单单靠一个人的力量和构思是远远不够的,只有小组的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。而这些,就是在测量之外所收获的了。小组成员的合作很重要,实习小组的气氛很大程度上影响实验的进度。在去满洲里之前,所有人的热情都相当高,不仅仅是对测绘的外业感兴趣,更多的是对草原的向往。但在经历了二十多个小时的火车后,我自己的热情已被疲劳所掩盖,虽然第二天不是必须去草原,但我依然坚持上了山,就是想先看看测区是什么样子。坦率地说,在这次实习之前,我甚至连“测区”这样基本的专业词汇都缺乏感性认识。在工程正式开始之后,每个组(全站仪)都有一位老师和四位学生,老师不但要做好小组的管理工作,还要对我们及时指导。在最初几天的新鲜感过后,每天重复而乏味的翻山越岭的体力劳动让很多人怨声载道,说实话,我也是如此。但工程本身的性质又不允许工期的延后,所以不得不继续早出晚归。其实现在想来,也许绝大多数工作都是如此,这更多的只是从未有过的疲劳所带来的压力。由于各种原因,我们组很少能够全员的上山,所以工作进度难免有了些影响,但最终也能够正确地完成了任务,看到了自己的成果。对于测量来说,确实没有一个人的英雄,只有做好合作——包括本小组内部和各小组之间,才能保质保量地完成任务。

在草原上,我们经历了阳光的暴晒,带走了黝黑的皮肤,挺过了狂风和冰雹,全部物品和人员均安然无恙。在工程的最后一天(8月7号),我病倒了。发烧和腹泻让我无法坚持到山上,所以只能休息。没有善始善终,让我很是遗憾。但就整个实习过程来说,此次外业实习的每个步骤都以了然于胸,对于书本上的知识已基本掌握,这样来讲,也就没有太多的遗憾了。从这件事上我了解到,身体对于一个人来讲是多么的重要。

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关键词: GPS RTK;质量控制;地形测量;实例;分析;体会

随着科学技术的飞速发展,GPS技术的广泛应用,使我们的测绘工作涉及的领域进一步增加。近年来GPS RTK技术的开发,使得其在城市地形测绘中的应用越来越广泛,其作业效率高、测量准确,是目前城市地形测量的重要工具。

1 RTK技术概述

GPS RTK技术是一种高效的定位技术,它是利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号,其中一台安置在已知坐标点上作为基准站,另一台用来测定未知点的坐标称为移动站,基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站,移动站根据这一改正数来改正其定位结果,从而大大提高定位精度。RTK正常工作的基本条件:基准站和移动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号;并同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号;基准站和移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号,即移动站迁站过程中不能关机,不能失锁,否则RTK须重新初始化。

2 GPS RTK定位的质量控制

2.1 对坐标参数转换的要求

GPS卫星星历是以WGS-84大地坐标系为根据而建立的,GPSRTK使用的坐标系统是WGS-84坐标系统。

2.2 基准点选择要求

针对RTK定位原理中的两种信号传播的重要性,基准点位置的选择尤为重要,基准点满足GPS观测条件外,还应满足“电磁波通视”即电磁波能从基准站通过直射、绕射和反射等传播方式有效地到达移动站,一般规定基准站应选择在测区中央地势开阔或高层建筑物的楼顶上,周围没有无线电干扰和多路径效应,以利于接收卫星信号和数据链信号。

2.3 校正点选择要求

求参时校正点位的水平残差和垂直残差应小于5cm,当有大于5cm情况时应具体分析,核对已知数据,查看点位周围环境,或用周围已知点位代替。

2.4 点位选择要求

选择点位时应满足GPS观测要求,安排观测时间时应排除点位几何图形强度因子(PDOP)值大的时间段(可以通过卫星预报的信息来查看),经分析出现粗差的时候往往是PDOP值较大的时间段,一般中午时分不易进行RTK测量,或者测量效率很低,所以要早出工,晚收工,利用良好时段进行RTK测量,不仅效率快,而且精度高。

2.5 机内精度设置要求

设置机内精度时保留一定的精度储备,这样可以使收敛较慢的点位观测精度会提高。一般做控制时机内精度指标预设为点位中误差±2.0cm,高程中误差±2.0cm。

2.6 RTK观测架站要求

为减少对中误差和加快初始化收敛,要求RTK观测架站时均置放脚架,观测时间应不少于2min。

2.7 重复观测

进行重复观测来提高点位精度。一般控制点点位需独立测两次,两次间重新求解整周模糊度,做两次收敛,当双观测值的点位坐标差值不大于#5cm,取中数作为最终成果。

2.8 解决盲点

如果导致盲点主要原因是数据链信号接收问题,首先可提高基准站和流动站天线的架设高度,流动站天线可采用长垂准杆架设以保证成果精度。若不行再考虑搬站;如果盲点地区致盲的主要原因是接收卫星状况不良,则应该在盲点周围加测根控制点,以便用全站仪补测。

2.9 加强观测中的校核

通常有以下几种校核方法:

(1)已知点检核比较法:即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点,然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核。发现问题即采取措施改正。

(2)重测比较法:每次初始化成功后,先重测1~2个已测过的RTK点或高精度控制点,确认无误后才进行RTK测量。

这两种方法比较常用,一般情况下规定校核差应不大于±5cm。

3 应用实例

某工业园区须对地形进行修测,园区面积15km2,地势较为平坦,植被覆盖率高,区内少高层建筑,有水泥路贯通全区,交通便利。

(1)平面控制资料:由国土局测绘队提供一等GPS控制点A点、B点,一级导线点N426、N425,其成果可作为测区平面起始依据。其中GPS、A点位于测区南部,GPS、B点位于测区北部,一级导线点N426、N425位于测区西北部。

(2)高程控制资料:由国土局测绘队提供的高程,一级导线点N425、N426,标志均完好,其成果可作为测区高程起始依据。

(3)地形图:省测绘局1994年测量的1:1000地形图,可作为测区首级控制网设计、选点、作业计划的基础图件。

4 外业施测

外业人员在基准站架好仪器即可开始测量了,测量人员背着仪器到每个界址上立杆并记录数据,一般取3s作为一个记录单元,数据平滑采集后取平均值,在记录数据时要求测量人员立点要准确,尽量稳住对中杆,同时画出草图,以便内业整图时提供参考。

4.1 作业方法及步骤

(1)选择好坐标系:采用1954年北京坐标系。

(2)设置好投影参数:中央子午线为117°,X常数用0,Y常数用500000,投影尺度比用1。

(3)设置基准站,基站设在非已知点上,我们选取向阳东边的4层楼楼顶,待基站架设完毕,并已开始单点定位,输入基准站坐标时,按读取键获取单点定位坐标作为基准站坐标。分别到测区的两个已知一级GPS控制点A点、B点上进入碎部点测量,在手簿分别存储到点名A1和A2。

(4)进入“求转换参数”,取出A1、A2坐标,在测量手簿上转换参数计算完毕,并自动存储到“转换参数”中,查看转换参数。

(5)到N425、N426上进行测量,核对是否与已知坐标一致。残差列表如表1所示。

表1残差一览表

经检核可知,转换参数的可信度较高,可以依据该参数进行地形测量。

4.2 内业处理

外业测量存储的rec文件是专用的数据库文件,不可直接用来给成图软件调用,用“测点成果输出”功能可以把rec文件转换为CAD中所需的dat格式。转换后导入CAD软件中,结合外业的草图,从而快速地完成数字化内业成图工作。

5 分析以及体会

本次工程分四块测图区域,分别由两台全站仪和两台RTK移动站进行测量。下面是此工程进行之中的一些体会:

(1)本工程的导线网由RTK测量,由于不是同一天所做,出现了非一天所做的导线点用全站仪进行定向时,误差相对较大的状况。所以我们在布设基准站时,一定要排在同一点上,对中整平一定要保证。

(2)RTK在进行测图时会出现基准站和移动站之间通讯中断的问题。出现这种问题的可能性有几种,如基准站电池用尽、基准站和移动站的数据传输出现问题、移动站所处位置信号较差、测量时间段测区卫星信号较差等等。除去不可抗拒因素以外,我们都应该找出原因,并解决问题。

(3)RTK用来做地形测量,也有其比较适宜的范围、地理条件。在城区范围内由于有高楼阻挡,RTK的卫星信号接收会出现较大问题,经常不能得出固定解,所测出的点的精度也不能完全保证,而在山地等较为空旷的地区用RTK进行测量则能够充分体现其定位精度高、速度快、无须通视、无误差累积等传统测量仪器无法比拟的优势。

(4)流动站利用同一基准站信息可各自独立开展工作,实时提供测点三维坐标,现场及时对观测质量进行检查,避免外业出现返工。GPS测量可以极大地降低劳动作业强度,减少野外砍伐工作量,提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

6 结束语

实践证明,在大面积开阔地区,通过RTK技术进行地形测量有巨大的优势,使得地形测量这项工程变得简单,同时也提高了测量精度。但在障碍物遮挡严重的地区如部分陡峭峡谷,河道等区域不能完全取代传统测量方法,必须结合传统方法。但随着RTK技术的不断发展,RTK技术将会不断克服各种技术难题,其应用前景将更加广阔。

参考文献

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【关键词】RTK测量技术;实际地形测量;特点;意义;应用

随着GPS技术的发展,在实际地形测量中,GPS技术已成为建立平面控制网的一种标准测量方式。GPS不仅能够达到1:1000平面控制测量的点位精度要求,而且误差分布均匀,不存在误差积累问题,完全可以满足大比例尺控制测量的需要。

RTK是实时动态测量系统的英文简称,这是一个数据传输技术和GPS测量技术的有机结合,也是对于GPS测量技术里的一个新突破。以下就RTK测量技术在实际地形测量中的应用进行了分析。

一.RTK测量技术的概述

RTK测量技术对于测量的精确度非常高,目前的RTK精度大多能到达如下精度:水平1cm+1ppm,垂直2cm+1ppm。是目前地形测量里的主要应用的技术。RTK图根点测量流动站观测时应采用三脚架对中、整平,每次观测历元数应大于20个,采样间隔2~5秒,各次测量的平面坐标较差应不大于4cm,大地高较差应不大于4cm,并取各次测量的平面坐标中数和大地高中数做为最终结果。RTK图根点测量平面坐标转换差不应大于图上0.07mm,高程拟合残差不应大于1/12基本等高距。RTK图根点测量平面测量各次测量点位较差不应大于图上0.1mm,高程测量各次测量高程差不应大于1/10基本等高距。

一般的静态测量过程中,通过对于数据进行处理后,对不同的坐标系才能进行相应的转换,因而这个过程相对来说非常繁琐。利用RTK技术来进行测量的话,则只要通过一定的坐标系进行预先的建立,并且得出高程测量和地方平面坐标系在该坐标系的值和换算参数的计算,就可以对于上述两个进行直接的测量。在建立了平面坐标的转换关系后,对于周边高等级已知点也能因此测量出其值。

二、RTK在地形测量中的意义

GPS技术的大力发展,对于区域和城市的地形测量来说,该技术已经成为建立平面控制网测量方式的标准,不单只是高等级的加密网和首级网,连航空摄影和图根点的像控点的测量和测定,都能通过对于GPS技术的采用来实现,并且达到的效果不论是效率和精度都能大大提高,但是仍然还是通过采用全站仪来对于碎部进行测量。伴随着GPS RTK技术应用的普及和广泛,对于地形测量里通常的碎部测量和控制测量都得以舍弃。在条件比较差的RTK接收条件之下,方才采用全站仪来进行配合测量。

RTK技术一般仅需要一人背仪器直接在测区进行碎部点的采集,因而在操作上非常简单,同时还具有用工时间短、灵活采点和工作效率高等特点。就算对于碎部点的点位精度显示出来,也能非常容易令工作人员作出舍弃还是保留数据的正确选择,在数据采集后非常方便对于室内进行处理,通过专业的软件接口就可以传输到计算机里并且进行相应的地形图的编辑和制作等,工作效率得以大力提升。采用RTK的技术,对于地形测量的各种专题图都可以进行施测,在具体的测量中能够有着非常实际的应用价值。

三、RTK测量技术在实际地形测量中的应用

在地形测量中,RTK测量技术受到相关专业人员的认可。以下就RTK在实际地形的测量中的应用进行分析应用。

1、测量碎部点的方式。对碎部点的测量,手持安置流动站天线的对中杆在碎部点上即可。工作人员手持的天线要与杆在碎部点进行对准。通常情况下,选择在空旷的地方得出的测量速度会更快,固定和完成采集一个点的工作时间通常只需要几秒钟。对于地形特征点进行RTK的直接测量, RTK采集的数据转换为数字成图软件以后,坐标点就是所有的测量点,需要在采集时把最基本的草图完成并做好记录,同时还要把观测到的数据转换成相应位置的点位,用符号或线型来进行地形图的绘制。通过RTK的方式对于地形点和地物进行直接的测量,在开阔的地方更能体现出其巨大的优越性,在狭窄的地方也会存在相对的局限性。因为在狭窄的地方,对于建筑物屋角坐标就难以测量,在茂密树林和高低起伏的山区RTK的数据传输受到的干扰更大,需要更长时间的等待,从而对于作业的速度和精度产生极严重的影响。在这样的地区进行测量作业时,就需要通过在开阔地区进行RTK技术测量,再在碎部点坐标采集时使用全站仪的方式相结合,从而保证图形成品的效率和品质。

2、图根控制测量。在实际地形测量方面,一般的控制测量主要有三角测量、导线测量等,这些测量方式都需要在测站之间相互通视。这样的测量技术浪费时间和费用,同时他的精度也不是很准确,在外业测量中不可能知道测量成果的精度。一些静态、快速静态定位测量虽然无需测站之间通视,但在点多边短加密网测量中,太过麻烦,效率低。而采用了RTK技术进行图根控制测量,既可以实时知道定位结果,又可知道定位精度,可大大提高作业效率。对于《城市测量规范》规定2:图根点的精度,相对于邻近的等级控制点的点位中误差,不应大于图上0.1mm,高程中误差不应大于测图基本等高距的1/10。就1:500地形图而言,图根点的点位中误差限差为5cm,高程中误差限差也为5cm。从RTK精度分析可以看出,在15km测程范围内RTK的测量精度是可以满足这一要求的。也就是说,RTK的测量精度对于一般图根控制测量的精度是是非常的够用的,也是很适合一些地形测量的。

3、定位精度和检查的可靠性。对于地形测量中应当引起重视的中心因素,就是对其自身测量的精确程度的高低。一般的情况下,有下列体现检核方法的标准程度:(1) 对于几个坐标点要进行固定,从而加大比较力度。在RTK点存在的情况下,对于已有的RTK点的坐标的重新测量就要进行相关的比较;如若没有这个情况,则需要对于仪器进行重新设置,再通过已测RTK点进行重测并且进行比较,同时辅助以全站仪来对于各个测点之间的高差和距离进行有效的测量,并且通过高差的比较差和对于距离进行反算等方式,来对于检核成果的精确程度进行反复核算。(2)对于部分控制点的坐标,要通过RTK的技术方式进行相关的测量。把已知坐标作为参照物来和它进行相应的比较和检核。在检核检测的过程中,发现问题和弊端就能及时而有效的找出,并且通过正确的措施来加以修改和更正。在反复进行这样的检核检测之后,这样的技术方法一定能因为实践的多次考验,得到更多相关技术和操作人员的认可。在通过验证之后,这样的方法也一定相对可靠,从而可以在实际操作应用中,特别是在这样的技术条件情况下进行大量广泛而深入的应用,最终为RTK技术在地形测量中的应用呈现出更多的优势所在。

结束语

RTK测量技术,是目前一个在地形测量中精确度和效率都比较高的技术,也是当前在地形测量里主要应用到的技术。大量的研究和实践均表明:RTK的测图精度与《规范》的要求很相符合,该技术是人们在测量方面比较认可的一种测量技术。

参考文献:

[1]徐万祥 ,柴本红 ,侯永平 .RTK测量高程精度探讨[J].地矿测绘,2009,(2).

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关键词:作用;特点;区别GPS技术

1 水下地形测量的具体作用

(1)很多大坝在泄洪的过程中会因大坝溢流坝段下游冲刷形成大型的冲刷坑,所以必须对冲刷坑的深度和淤泥厚度进行监测。(2)大坝在建成后会拦截很多淤积物、垃圾、野生植物,这就会对大坝上游造成影响,从而导致大坝运行受到干扰,所以要对大坝上游的淤积变化进行监测。(3)大坝下游的桥梁在泄洪过程中会受到水流冲刷,这样就会影响到水下桥墩的结构安全,所以必须采取措施对桥墩的水下结构进行监控,并及时补救。

2 水下地形测量的特点

2.1 水下地形的完全不可预见性

随着水流的冲刷,水下地形结构往往是千变万化的,所以在测量的过程中不能忽略每一个测点。在测量过程中会因为水流的流动方向造成测量重复和遗漏的现象,所在测量前必须根据比例尺的要求在水下的每个地形点制定好断面方向,并进行均匀布测。如果不能对断面进行布测时可以使用散点法,但要保证比例尺的设定间距。

2.2 常用的水下地形测量方法与同步性

水下地形测量我们经常会用到断面索定位法、交会法、极坐标法、无线电定位法、GPS定位等方法,下面我就针对这些测量方法进行分析。(1)断面索定位法:这种方法比较适用于1:500比例尺水下地形图。当水面的测量面较窄、测深点的密度大时,其他的测量方法是不能满足的,所以当水下地形图确定为1:500时多采用此方法。(2)交会法:和陆地测量一样。水下地形测量也分为前方交会法和后方交会法。(3)极坐标法:这种测量方法需要使用经纬仪在水面配合,如果测量水面较小、无风浪可以使用这种方法。(4)无线电定位法:多用于大江河和海洋的测深定位,目前中种方法是测距精度最高、操作最为方便的方法,同时它受视线和气候的影响最小。(5)GPS定位:这是我们在本文重点讨论的测量方法。

2.3 水下地形点的高程计算公式

陆地测量中可以对地形进行直接的测定,但是在进行水下地形测量时要将水面高程进行刨除,这就形成了以下公式:

H=W-d(H:图上高程 W:相应水位 d:水深)

通过这个公式也反映出水下的地形高程是由水位高程和水深两个部分组成的。

2.4 水下地形测量的同步性

在进行水下地形测量的过程中,水深和水下平面位置是分别进行的,但是由于水流影响水下的地形在不断变化,所以在测量中必须保证水位、水深、水底位置要处于同一时间段,以提高水下测量的精确性。水下地形测量的组要内容包括水下地形平面位置、水深、水位变化。所以保证三者的同步性是提高测量数据精度最有效的办法。

3 水下地形测量的GPS方法

3.1 水下地形测量方法

(1)光学地形测量方法:光学定位法,即光学经纬仪配合测深仪定位法。由于测量时受到通视条件、能见度、气候、测站条件等限制,造成观测精度变低,且同时要进行水位测量,则无法保证水下测量作业的精确度。(2)利用GPS技术在进行水下地形测量的过程中,通常利用一台固定接收机校准已知的坐标点,在利用一台可移动接收机作为运动载体。在操作中利用卫星进行观测,这样使测量精度和速度都得到保证,确保测量作业的全天候。

3.2 GPS具体实施的常用方法和步骤

(1)基准站、流动站组合的动态实时定位(RTK)测量模式。此种模式下的测量精度最高,平面位置精度可达到分米至厘米级,基准站与流动站间的距离一般设置为5km左右,由于电台功率以及遮挡情况的存在,影响数据传输,使得一些测点还是会出现盲区,造成数据中断。(2)基准站、流动站组合的伪距差分实时定位测量模式。此种模式使用单频GPS接收机,平面位置精度一般为1m左右,可满足1:10000比例尺水下地形图的精度要求,基准站与流动站间的距离一般为10km左右,但同样由于电台功率以及周边遮挡的情况,在一些测点处一样会出现盲区,影响数据传输的连续性,造成数据采集的中断。(3)由流动站与永久性运行的跟踪站相连接的伪距差分后处理测量模式。此种模式下的测量精度与第二种方案精度相当,由于采用后处理方式,可得流动站在测量过程中每一观测历元的高精度坐标,不需要在流动站与基准站之间建立数据传输,流动站亦不受电台功率及周边遮挡的影响,不会出现盲区,保证了测量数据的完整性和精确性。

3.3 RTK技术的应用

RTK技术就是使用GPS进行相位差分。在GPS测量中通常以载波相法作为基础数据,对实际地形进行GPS测量。在测量过程中使用叫实际数据和测量结果相互结合,构成了实际地形的基础数据,首先将基准站架设在一个已知控制点上,然后再使用其它的移动测站连接卫星,最为通信传输系统,移动测站通过卫星进行接收和发送数据。当一段地形进行测量后,就将测回内所有的测设点数据进行保存,并通过计算机进行数据分析,得出测设点的数据。

3.4 水下粗差高程点的探测方法

水下地形测量是一种动态测量效益,这与陆地上测量时截然不同的,在水下测量数据受水和大气的双重影响,尤其是水流、水的质量、水下运动体等因素的干扰都要远远强于陆地测量。所以水下测量所得的数据比陆地测量所得的数据更加容易受到干扰造成较大偏差。所以在进行水深值测定时通常应用电能转化器将电能向水底发射,水底反弹的回波又会通过转化器变成电能。通过软件的数据处理和分析后形成完整的数据显示出来。

4 水下地形图的绘制

水下地形图的绘制是通过软件根据时间和测量间隔而进行的。依据北京坐标系换算出大坝坐标系,采用大坝自身坐标系统,以大坝中轴线为X轴,坝左为正、坝右为负,垂直于坝轴线且相交于坝左、坝右分界点的直线为Y轴,下游为正、上游为负,高程使用黄海基准。最后根据计算机记录的定位数据、水深数据、水位数据,通过数据的加载,将测量数据转化成CAD文件,并且根据需要绘制出各种不同的水下地形图。

5 现行技术面临的问题

5.1 水下地形测量技术的优势

通过本文的分析,我们得知水下地形测量技术的应用已经十分成熟,尤其在数据采集和成图技术中已经能达到监控需要,其优点如下:(1)通过GPS技术,我们可以应用相应软件,对测量过程进行控制,并且可以同时对水下坐标值和水深情况进行相应的收集。(2)测量软件系统可以对水深值进行自动平差,使水深值的数据变得更加精确。(3)通过GPS程序的支持,可以绘制出较精确地水下等高线地形图。并且可以根据不同需要调整比例尺。

5.2 面临的问题

在测量中所使用的测量软件都是配合单一的GPS设备所使用的,这使数据的流通分析很麻烦,同时也影响了对数据的分析研究,希望在以后的工作时间中可以不断的进行完善。

参考文献

[1]王守彬,王新洲,刘晓东.GPS-RTK与数字测深集成技术在水下地形测量中的应用[J].测绘信息与工程,2004.

[2]杨飞,马耀昌.GPS在水下地形测量中的应用研究[A].测绘荆楚--湖北省测绘学会2005年“索佳杯”学术论文集[C],2005.

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关键词:地形测量;测绘技术;发展趋势

地形测绘是研究地球局部表面形状和大小,并将其测绘成地形图的理论和技术。通过测定小范围地表高低起伏形态和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征点的平面位置和高程,经相应的数据处理、采用一定的测量符号按一定的比例缩绘在图纸上。从而获得与相应地面几何图形相似的地形图,为国家经济建设提供设计与施工的图纸资料。现代测绘技术自动化技术具有自动化程度高、测图精度高、图形属性信息丰富和图形编辑方便等优点。测绘自动化是集数据采集、处理、传输、显示于一体。随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,测绘技术自动化技术发生了重大变革,3S技术(GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感)及其集成技术成为测绘技术自动化技术的核心。

地形测量学是研究测绘地形图及与其有关测绘工作的理论、方法的应用技术学科。地形测量是为城市、矿区以及各种工程提供不同比例尺的地形图,以满足城镇规划、矿山开采设计以及各种经济建设的需要。

地形测绘是研究地球局部表面形状和大小,并将其测绘成地形团的理论和技术。通过测定小范围地表高低起伏形态和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征点的平面位置和高程,经相应的数据处理、采用一定的测量符号按一定的比例缩绘在图纸上。从而获得与相应地面几何图形相似的地形图,为国家经济建设提供设计与施工的图纸资料。

1、目前地形测量的测绘自动化技术

测绘自动化是集数据采集、处理、传输、显示于一体。随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,测绘技术自动化技术发生了重大变革,3S技术(GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感)及其集成技术成为测绘技术自动化技术的核心。

1.1 GPS技术 GPS(Global Positioning System)称为全球定位系统,是美国20世纪70年代开始研制的,它历时20年,于1994年3月全面建成的利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统,是一种高精度、全天候、高效率、多功能的测绘工具。

GPS定位技术与常规地面测量定位相比,具有抗干扰性能好、保密性强,功能多、应用广,观测时间短,执行操作简便,全球、全覆盖、全天候、高精度的特点。特别是RTK的定位精度可达厘米级,在水上定位得到了广泛的应用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技术开始于90年代初,是一种全天候、全方位的新型测量系统,称载波相位动态实时差分技术,是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式,是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均匀,速度快、效率高,观测时间短,方便灵活,测程不受限制,不受通视条件影响等优点。

1.2 GIS技术 地理信息系统(Geographical Information System-GIS)是利用现代计算机图形和数据库技术来处理地理空间及其相关数据的计算机系统,是融地理学、测量学、几何学、计算机科学和应用对象为一体的综合性高新技术。其最大的特点就在于:它能把地球表面空间事物的地理位置及其特征有机地结合在一起,并通过计算机屏幕形象、直观地显示出来。

GIS具有以下的基本特点:一是公共的地理定位基础;二是多维结构;三是标准化和数字化;四是具有丰富的信息。

地理信息系统对空间地理信息进行处理,准确采集有关的数据,并对地理空间数据和信息进行处理、管理、更新和分析,是采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术的技术系统,对现代测绘技术自动化技术的起重要支撑作用。

1.3 RS技术 遥感RS(Remote Sensing)起源于20世纪60年代,不直接接触被研究的目标,感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射、辐射和发射辐射),经过传输、处理,从中提取人们感兴趣的信息。遥感包括摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术。[6]遥感技术依其波谱性质,可分为电磁波遥感技术、声学遥感技术、物理场遥感技术。

遥感信息技术已从可见光发展到红外、微波;从单波段发展到多波段、多角度、多时相、多极化;从空间维扩展到时空维;从静态分析发展到动态监测。

RS为GIS提供信息源,GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段(图像处理),GPS作为GIS有力的补测、补绘手段,实现了GIS原始地图数据的实时更新。3S的综合应用是一种充分利用各自的技术特点,快速准确而又经济地为人们提供所需的有关信息的新技术,三者的紧密结合,为地形测量提供了精确的图形和数据。[6]

2、测绘技术自动化技术的发展趋势

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的系统、智能化,测绘技术自动化技术向着3G技术及集成技术自动化、实时化、数字化,数据库和应用软件的开发应用,三维可视化技术以及人工智能化发展。使测绘技术自动化技术能全方位的应用于地形测量中,提高了地形测量的效率和准确性。

2.13G技术及集成技术的进一步发展 积极普及3G技术的应用,改进3G技术中存在问题,更新3G及其集成技术测量的方法和手段,加强测量精度和准确性,使3G技术能在地形测量测绘技术领域的应用进一步扩展。

全球数字摄影测量系统在GPS、GIS、RS和3S集成技术中的应用,对数码摄影测量和地形测量更加普及和深化,使测绘技术向电子化、自动化、数字化方向发展。

2.2 测绘软件及数据库的开发与更新 加强地形测量数字化测绘软件的研发,使测绘软件系统更加高效、灵活和功能齐全,使测绘软件技术在地形测量中起到了相当重要的作用。

更新完善信息数据库,将采集的测量数据转换直接进入信息数据库,数据管理查询方便,数据共享,实现全球数据更新和扩展空间基础信息系统的动态管理,实现测量数据的管理科学化、标准化、信息化,实现测绘数据的传输网络化、多样化、社会化,使测绘技术走向自动化,实时化,数字化。

2.3 人工智能和专家系统在测绘技术中的应用 随着计算机技术的发展和测绘技术与相关学科的交叉、综合,人工智能和专家系统在测绘技术中有着广泛的应用前景。计算机利用专家知识模拟人脑思维进行推理,从事智能化的数据、图形处理和信息管理工作,极大地提高工作效率,使测绘技术向自动化、智能化发展。

全球定位系统(GPS)、数字摄影测量系统(DPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和专家系统(ES)这5S技术的发展和相互结合,专家系统在其中发挥着重要的作用,专家系统对整个测量流程进行控制,并执行相应的推理、分析和处理工作,并可实现信息资源共享,实时动态监测诊断,提高效率和质量,是测绘技术通向实时、自动、智能测量系统的关键。

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关键词:数字化地形测量;测绘技术;GNSS技术;摄影测绘技术

中图分类号:P2文献标识码: A

一、浅析数字化地形测量与测绘技术

1.1地面数字测图

地面数字测图也被称为内外业数字一体化测图,主要是指在地面上可以直接进行数字测图作业。它是目前使用范围最广的数字测图方式,并且主要用于比例尺地图比较大的地区或者是测绘资金投入比较大的地区。

因为是实地测量,在进行地面数字测图时,就要借助技术手段来操作,这样可以提高测得数字的精确度,但是这种测量方式对人力、物力和财力消耗较大。所以,在选择这种方法测量时要加强成本控制。

1.2原图数字化

原图数字化测量操作起来比较简单,工具只涉及到计算机、绘图仪和数字化仪及数字化软件,并且成图周期短。如需在某地建立数字地形图,对时间或者是在资金上都有限制,选择此方法是最合理的。它的主要操作有两种方式:扫描矢量化后数字化和手扶跟踪数字化。这两种方式都有优点和缺点,例如,手扶跟踪数字化就比扫描矢量化后数字化的准确度和工作效率低;但扫描矢量化后数字化的精准度是由原图设定的,在使用过程中很容易出现偏差,导致最后的测量精准度比原图的效果差,而且最重要的是,扫描矢量化后数字化只能简单地描绘出白纸成图时地表上的地质和地貌。为了能够更好的测量出数字地形图,并且能够把精确的坐标插入到原有的坐标中,可以通过对坐标数据进行有效调整,同样的,要是在实体测量中增加坐标数量,测量精度也会得到进一步的改善。

1.3航测数字成图

航测数字成图最大的优势在于成图范围广,它采用空中摄影机在空中摄取地面影像,对外业进行判读,在内业建立地面模拟机型并调整,并通过计算机绘图软件直接对模型测量。这种技术的优点在于把室外的作业转移到了室内,操作简单,成像速度快,精准度高,成木低,不受外界因素干扰。但这种技术也存在前期资金投入量大等缺点。

二、数字测绘技术在原图处理中的应用

2.1旅图数字化处理

对原有地图建立各种GIS系统时,就要参照原始地图,并且一定要满足精度和比例的要求,然后使用数字化仪处理数字化工作。现在最常使用的测绘技术是GNSS数据输入,它主要是依据GNSS工具确定地表面图形的准确位置,因为GNSS输入是测定三维空间位置的数字,所以不用做转换,直接就可以输入数据库。此外,还有RTK技术,它是在GNSS的基础上发展起来的,它能够为流动站确定出三维定位。流动站在接收GNSS卫星信号时,同时也采集载波相位观测量,然后在利用OTF技术由基准站得载波相位求解整体的模糊度,最后算出厘米级精准度流动站的位置。采用这种测量技术只依靠数量基准就能够方便快速地确定出控制点、地形点和地界点的详细坐标,在野外中还能自动绘制成电子地图。

2.2 MAPCAD软件的数字化原图作业流程

因为 MAPCAD软件扫描矢量化输入方法具有绘制图像清晰、逻辑方便、容易转换等优点,但在地形图的精准度上对人工跟踪的准确度和输出设备的精准度有严格的要求。工作人员实践操作是否熟练和工作态度是否认真,对人工跟踪精准度起到决定性作用。因此,要在工作人员技能培训上加大力度,严格要求作业人员按照矢量化方案设计工作,以确定图件的精准度和质量在国家规范的数字化测图要求内。

三、GNSS测量技术在数字化地形测量中的应用

因为数字化地形测量的工作内容比较复杂,所以在精准度上和技术上都要有相当高的标准。而GNSS定位技术就是把几何和物理学科相结合,使用GNSS系统空间分布的卫星与地面接收装置实现对物体的多角度定位。目前,GNSS测绘技术中的定位技术主要有:实时动态和静态相对定位两种模式。对于GNSS接收机的安装使用必须要同时接收4颗以上的卫星,才能进行三维定位。而实时厘米级定位精准度,要求同时能够接收5颗甚至是更多的卫星。在理想的情况中,由于GNSS系统中有24颗卫星环绕地球运动并且在一般的情况下水平角要在10度以上,都可以观测到7颗卫星。假如附近有假山或者是大型建筑物遮挡的话,所能看到的卫星就会减少,接收机会也很难定位,所以要利用惯性导航技术。

GNSS技术在数字化地形测量中的应用特点包括:①测量范围宽。GNSS技术在测量范围上没有限制,它可以按照需要设置控制网,简化加密级别,间接地除去联测过渡点。②测量精度高。随着现代化技术不断地更新换代,GNSS技术也在逐渐地走向成熟。目前,生产性作业精度可建立起比常规测量准确度更高的控制网。③在实际应用中,每一个联测点之间不要求通视。④观测自动化程度较高。因为外业用电扭操作,内业用电子计算机处理数据,所以作业时间会大大的缩短,效率也会明显的提高。⑤ GNSS技术测出的成果可以得出三维地心坐标,常常用来测量规定中的平面坐标和高程系统分离情况,主要用在宇航科学等空间科学应用。⑥GNSS技术控制网布置完成后,可以24小时进行观测,并且也可以在天气比较恶劣的情况下作业。

四、数字化地形中的数字摄影测绘技术的应用

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法而进行的。就摄影测量本身而言,从信息科学和计算机视觉科学的角度来看,它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术,也就是在“室内”重建地形的三维表面模型,然后在模型上进行测绘,从本质上来说,它与原来的摄影测量没有区别。因而,在数字摄影测量系统中,整个的生产流程与作业方式,和传统的摄影测量差别似乎不大,但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。

目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业使用专门的航测软件处理,进行的航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点。特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大,如果一个测区较小,它的成本就显得较高。但可以说是今后数字测图的一个重要发展方向,未来社会要求的是可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。并且随着全数字摄影工作站的出现,加上GNSS技术在摄影测量中的应用,使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。

结束语

随着计算机和网络技术的发展,数字化地形测量仪器也在逐渐地往智能化方向发展,从传统的大平板测绘技术到GNSS测绘技术的取代,这是时代技术的进步,也是数字化地形测量的逐渐发展和进一步完善。这样,测绘技术就会朝着自动化、实时化、网络化方向发展,让地形测量更快速、简单、精确。

参考文献:

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[2]胡林福.数字化地形测绘的新发展[J].科协论坛,2008(8).

[3]江振,周雅雯.论我国工程测量技术的发展现状[J].长春理工大学学报,2012(11).

[4]宁津生,王正涛.面向信息化时代的测绘科学技术新发展[J].测绘科学,2010 (9) .

[5]陈然.数字化水下地形测量技术应用研究[J].云南:昆明理工大学出版社,2009(10).

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关键词:水下地形测量;GPS-RTK技术;方法选用;技术分析

Abstract: this paper briefly introduces the measuring the content of the underwater topography roughly, then plane positioning and facade methods of determining the depth location for full explanation, compared to the two aspects of between the advantages and disadvantages of various methods, the selection of specific circumstances, at last, the paper introduces the current situation of the application of advanced technology.

Keywords: underwater topography measurement; GPS-RTK technology; Chosen methods; Technical analysis

中图分类号:[TU198+.1] 文献标识码:A 文章编号:

引言

随着我国经济的迅猛发展,水利水电事业的高速前进,水下地形的测量和绘图工作挑战越来越多,必须全面了解水下测量比较使用的方法,继而根据具体工程情况科学合理运用,这样才能在实际工作中创造最大化的经济效益和社会效益。目前我国水下地形测量存在着部门难题亟待解决,包括水下地形的测量数据处理方法及绘图过程现代化程度较低、地形测量缺乏工作效率且方法较多较杂没有形成体系,本文总结了相关内容以寻找解决方法。

水下地形测量概述

常规情况下的水下地形测量主要包括三方面工作内容,即:平面定位、深度位置测定和水位的观测。第一步工作内容是沿着河道两岸按照一定密度的设计要求建立控制点体系,根据测深的精度要求、瞬时的可能水位差和水位变化模型对测定的影响,确定数量来布设水位站,保证水位站密度满足所需要控制的范围内部内插之后水位的精度要求。第二步运用现代导航软件和GPS等硬件设施进行测深船定位,指挥测深船航行于指定的测量断面中,定时采集导航软件和测深系统所采集的观测数据。最后对所采集的数据进行处理,将实测坐标转换至工程实用坐标、修正测定的声速和水位变化值、改正时间同步情况,然后形成实用的地形图。

平面定位方法

按照规范的相关规定要求,水下地形的平面定位误差必须控制在1.5mm范围,对于平坦的底质可以适当放宽到2.0mm范围内。为了满足定位的精度要求,需要全面的了解常用的几种平面定位方法,按照不同测区范围、深度和流速等情况及测图比例尺寸要求,结合现有技术能力和仪器设备情况,最终加以科学选择。

3.1 前方交会法

该方法适用性较为广泛,对于任何水域水下地形的位置测定都能够进行,在经纬仪方向交会方法和大平板仪方向交会方法中应用较多。经纬仪方向交会方法通过观测方向值来换算解析坐标展点,继而完成绘图,大平板仪方向交会方法则是使用左右两个站点同时集中照准测船标志点,两个站点一个完成测图板另一个完成透明纸绘图,最后内业操作完成控制点定位,图解完成绘图。相比较而言,前者可以避免图解的误差,具有更高的精度,但是对内外业人员要求默契的配合,需要较高实测经验的绘图人员完成。进行前方交会法测定平面位置的时候,常常遇到水域面积较大导致交会方向的长度超越规范规定测区的情况,此时就需要使用三台仪器进行立体交会,下图1即为三个测试点误差分析,图中还展示了同侧不远定位点的测量精度较远离控制区域定位点的精度高。下图2为某河道两岸通过对称的四测站组合式交会点,其可以依据交会角度优劣情况,适当的选取不同的双组交会方向值最终定位。

图1 三个测试点进行前方交会法误差分析 图2 四测站组合式交会点平面位置测定

3.2 六分仪后方交会法

该方法较多的应用在施测范围宽广的水域中,两个观测人员各自手持六分仪站在测船上同步测定角度,再由船上的绘图人员使用三杆分度仪来进行图解定位。该方法操作简单、适用性强,但是因为六分仪和三杆分度仪都存在偏心误差不可避免的劣势,精度不够高,在1:5000及以下小比例尺寸水下地形测量应用中效果较好。

立面深度位置测定方法

进行平面定位的同时需要进行里面的深度位置同步测定,这样才能准确的描述水下地形实际情况和各要素特点。现有规范没有以定值形式规范深度测定误差,其为根据具体的使用方法、感潮水域情况和实际测深情况以设置特定精度的要求。

4.1 回声测深仪深度测定

水深测量的区域面积较大的情况下,回声测探仪可以充分发挥其快捷、方便的优势,精度能够达到实际水深0.5%至1%范围内,对于一般的建设生产要求足够满足,但是其容易受到漂浮物及水生植物的干扰,必须先行解决障碍物,常常采用绳测或者杆测配合来完成。通过适当的侧前和侧后比测及相关的修正手段,可以大大的提高回声测深仪完成的测深精度。首先当水位的变化高于0.1m的情况下要对水位的修正,先进行不同时间不同水位的分级过程线水位测定,接着插曲改正深度数值修正水位。其次是对测量船运动吃水情况的修正,船速及船动对水深测定影响较大,进行修正值保证可以实现实际工作测量的精度要求。最后还需要对测船倾斜的误差进行修正,采取现代化的先进方法予以缺陷弥补。

4.2 测杆测定深度位置

直接将标有分划尺寸的测杆插到水下进行水深的测深方法较为传统,在浅于5m的水域测定较为适用,此外还要求水流速度小于1m/s。由于劳动量太大且受到测杆杆长限制,该方法更多的是配合其他测深方法,以发挥其浅水区域较高的精度特点,尤其是2m深度水域范围内杆测是目前水下地形最有效最精确的测量方法。

多方法综合结合现状

5.1 测深仪结合全站仪水下测深操作

使用全站仪来跟踪水深测量点坐标位置,将棱镜始终保持在测深仪的换能器常量上,测深仪测定换能器到水深点高差,棱镜进行测深点位置二次确认,继而计算高程,最后采用坐标展点发来实现水下地形测量绘图,这就是完整的测深仪同全站仪结合测深的操作流程。该方法适用性好,测船逆行或者顺行都能保证测深精度,另一方面该方法不设置过多的组水尺,避免了中间误差,另外由于换能器处于水下位置,不会受到水面波动等影响。

5.2 测深仪结合GPS-RTK技术测深操作

GPS-RTK技术应用下的测深仪操作首先要合理选择差分参考站,将该站点三维数据输入系统,由系统实时解算流动站三维坐标,继而同步的记录测深仪观测数据,完成水下高程值测定,后期采用成图软件进行内业处理,完成绘图。该方法将RTK数字天线结合进测深仪测量系统之中,简化了操作的步骤,实现了水下高程测量独立操作过程,而且作业的条件要求较低,定位测量精度较高,从而保证了作业的效率,实现了水下地形测量的经济效益和精度要求。

6. 结语

水下地形测量方法多种多样,各自有着独特地优点的同时也都存在不足,必须结合实际工程需要进行方法选择。除了外业测量方面的方法需要综合考虑以外,现在的水下测量软件也存在操作不方便、数据不互通和分析缺乏科学研究等缺陷,需要投入大量的科研工作。

参考文献:

[1] 何府祥.浅析几种常用的水下地形测量方法[J].中国设备工程,2005,(6):20-22.

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【关键词】数字化;GPS 技术;地形测量;测量相关技术

1、引言

随着市政规划和工程建设的需要,地形测量的重要性日益提高,并受到了广泛的关注和重视,近两年来相关测绘技术的发展并先后应用于地形测量也为地形测量的准确性和科学性提供了保障,在此基础上开展GPS技术数字化地形测量应用研究对地形测量有着重要的意义。

2、GPS技术

GPS系统包括3大部分:空间部分-GPS卫星星座;地面控制部分-地面监控系统;用户设备部分-GPS信号接收机。空间卫星系统由均匀分布在地球6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫星构成,卫星每2小时沿近圆形轨道绕地球一周,由星载高精度原子钟控制无线电发射机在“低噪声窗口”四周发射L1、L2两种载波,向全球的用户接收系统连续地播发GPS导航信号。地面监控系统由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的5个监测站、1个主控站和3个注入站构成。该系统的功能是:监控站用GPS接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差,采集气象数据,并将观测数据传送给主控点。主控站接收各监测站的GPS卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入自身的工作状态数据,及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站;控制和协调监测站间,注入时间的工作,检验注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航电文发给了GPS用户系统;诊断卫星工作状态,改变偏离轨道的卫星位置及姿态,调整备用卫星取代失效卫星。注入站接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星用户接收系统主要由以无线电传感和计算机技术支撑的GPS卫星接收机和GPS数据处理软件构成。

3、数字化地形测量的组织

数字化地形测量是工程施工与规划的基础,同时由于数字化地形测量需要较高的准确性和精确性,因而需要良好的组织。具体来说主要包括:

3.1测量工序

地形测量的工序主要分为两个环节:一是控制测量与计算机辅助平差计算;二是碎部数据采集与软件编图成图。两个环节间以数据传输为纽带,即可平行施工又可顺序施工,与传统地形测量相比,减少了大量的中间生产环节。

3.2测量方案

数字化地形测量项目的作业方案根据仪器设备条件确定,仪器设备条件不同,作业方案变化各异,一般可选用静态GPS网作基本控制,导线动态作加密控制,支导线补充测站点,全站仪动态碎部数据采集,进而计算机软件机助成图的作业方案。一定条件下,大比例尺数字化地形测量可以一次性全面布网至测站点,并且可以直接先测图而不受先控制后测图逐级加密等测量原则的约束。

3.3测量方法

在生产工序上,数字化地形测量不一定要遵守先控制、后测图的原则,控制测量、碎部测图可以同时进行,甚至可以是先测图后控制,只是后者需将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站纠正。在控制点点之记的制作上,数字化地形测量不一定要将其作为一个专门工作来进行,可依据最终成图编绘点之记碎部测图在数字化地形测量中只是一个数据采集的过程成图大量的工作已从外业转移到了内业,目前,碎部成图作业方法较多,因人而异。

4、数字化地形测绘过程中的常见问题

4.1 等高线处理不当

由于数字化地形测绘软件中的等高线一般都是根据野外采集的地貌点的高程,采用等值内插法,按基本等高距插绘等值点连成曲线,再按不同的圆滑方法进行圆滑而生成的。在地形测量中,并不是野外采集的所有地貌点之间都能进行等高线内插的,也就是说靠全自动建立的数字地面模型(DTM)有可能失真,因而需要进行必要的人工干预,删除自动组网中那些不能内插等高线的三角边,而要做好这一点,就要靠绘图人员的技术和经验。比如:沟或坎上的点就不能与远离其坡下的点插绘等高线,否则可能会使生成的等高线悬空或穿入地下,使局部地形面目全非。再如等高线不能穿过道路和建(构)筑物,有的需在建立 DTM 模型时就充分考虑,有些应在绘制好等高线后进行局部修剪或删除。如果上述工作不到位,数字地形图是很难真实反映实际地形的。

4.2 野外数据采集不准确、不全面

(1)地形变化处地形点不全面,坎(沟)上有点,下面无点或少点,这造成绘制的等高线可能失真,从而难以准确反映实际地形。

(2)有些线状地物如小沟(特别是暗沟)、电力线、电讯线(或电缆)、各种管线在图内应有始有终,而拾取地形点时往往易忽略,这主要与绘图人员的技术与责任有关。

(3)野外草图绘制不全、不细。野外绘制草图人员是现场跑路最多而且最忙的,技术要求高,虽然是草图,也应按正规图来绘,因为它是最后成图能否满足规范要求的重要依据之一。尤其是地物、地貌的连线关系应与实地一致,测点顺序不能颠倒和记错。同时,现场绘制草图人员还得记清跑尺员省去而图上需要表示的地物的相关位置,都应准确量取并在草图中标注清楚。如果工作不细心,这些都易忽略,造成地形地物不清、不全。

4.3 自检工作不利

相对于常规测图而言,在图纸审核中,数字化成图的过程发现的缺陷要多一些。除了上述问题外,主要是绘图人员的自检工作需加强。如注记或植被符号压线和覆盖地物的现象以及坎(沟)上的高程注于坎下或下面的高程注在上面的现象。还有图式符号使用不正确等,这种现象只要经过仔细自检,应可以避免,而这些问题都与制图人员的责任心有关。

5、GPS技术在数字化地形测量相关技术中的应用

5.1GPS技术在数字化地形测量中的应用

5.1.1常规测量方法的缺陷

测量范围不广。一般性的借助人力或一般机械进行测量的方法,由于其技术含量有限,操作起来不仅耗费人力、物力,而且测量范围有限。搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统,国测、军测、城市控制点往往混杂一起,这就存在系统间的兼容性问题,假如用不兼容的起算点,势必影响测量质量。

5.1.2国家大地点破坏严重,影响测量作业

由于国家基础控制点,大多为20世纪五六十年代完成,经过30多年,有些点由于经济建设的需要被破坏,有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。在这些地区进行路线测量作业,往往在50km以上均找不到导线的联测点。这样路线控制测量的质量得不到保证。

地面通视困难往往影响常规测量的实施。一般地形的控制点要求布设300m范围内。但由于通视的原因,这一条件难以满足,甚至在大范围密林、密灌及青纱帐地区,根本无法实施常规控制测量。

5.2相对于常规的测量方法来讲,GPS测量有以下特点:

5.2.1测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点,使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔,以使接收GPS卫星信号不受干扰。

5.2.2定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm,而红外仪标称精度为5mm+5ppm,GPS测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明,在小于50公里的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在100~500公里的基线上可达10-6~10-7。

5.2.3观测时间短。观测时间短采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30~40min左右,采用快速静态定位方法,观测时间更短。例如使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。

5.2.4提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程。

5.2.5操作简便。GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化,观测人员只需将天线对中、整平,量取天线高打开电源即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。

5.2.6全天候作业。GPS观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受天气状况的影响。

5.3 GPS用于数字化地形测量的特点测量范围广

GPS技术由于由高策低,测量范围可以很大。可按需布设控制网,简化加密级别,省去联测过渡点。测量精度高。随着GPS技术的日益成熟和快速发展,现今,生产性作业精度可达1~Z10-6mm,国外可达零点几10-6mm,可建立比常规测量精度更高的控制网。各个联测点之间不要求通视,不必建造高规标。

观测自动化程度高。外业用电纽操作,内业用计算机处理数据,作业时间短,效率高。测量成果可得三维地心坐标,优于常规测量的平面坐标和高程系统分离状况,有利于宇航科学、导弹发射等空间科学的应用。星座布置完成后,可24h观测,在雨、雾、雪等条件下亦可全天候作业。

6、数字化地形测绘时需注意的事项

(1)测图单元的划分,尽量以自然分界为界,如河流、道路等,以便于地形图的施测,也减少了接边的问题。

(2)能够测量到的点尽量实测,尽量避免用皮尺(钢尺)量取。因为用全站仪所测量的速度远非皮尺量取所能比的,且精度也会高些。

(3)对于一些测量存在困难但又不得不测的,除需要得到甲方的许可外,还涉及到对现行规范的正确解读及作业员对地形表述的领悟能力。当然,至于哪个先测哪个后测可根据实地的实际情况,灵活的调整,同时也要方便测站上观测人员的数字及字母输入。

(4)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,以满足计算机建模均需要,也能更加详尽地反映地貌。

(5)由于数字测图很多工作是在计算机上完成的,所以如何加强检核是每个单位所必须解决的。特别是在测区远离内业地点时,必须有一定的措施。

7、结语

GPS技术是现代科学技术的结晶,它是卫星技术、微电子技术、计算机技术和天文观测技术等高科技尖端技术的综合产物,GPS技术的出现与不断完善将会进一步推进地形测量技术的改进,完善和丰富地形测量方法。

参考文献:

[1]韦成亮.GPS技术在地形控制测量中的应用[J].技术与市场,2011,(08).

[2]屈桂荣.数字化地形测量初探[J].黑龙江科技信息,2010,(21).