集全站仪和GPS(RTK)联合数字测图

集全站仪和GPS(RTK)联合数字测图 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 关键词：RTK　全站仪　数字测图　CASS5.1　地形测量　GPS 论文摘要：数字测图是在测量工作中利用电子计算机技术将野外数据采集系统与内业机助制图系统相结合,其目标是实现信息采集处理的数字化、自动化、信息化。数字测图可以缩短作业时间,减轻劳动强度,提高成果精度。数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出3部分组成,数字测图作业模式中测记式数字测图应用最为广泛。大比例尺数字测图正以其测图精度高，成图速度快等优势逐步的取代传统的，以平板仪为主的模拟测图。与传统的模拟测图相比，数字测图的质量控制关键点 第1章 绪 论 1.1 前言 目前在我国，获取数字地图的主要方法有三种：原图数字化，航测数字成图，地面数字测图[1]。但不管那种方法，其主要作业过程均为三个步骤：数据采集，数据处理及地形图的数据输出（打印图纸、提供软盘等）。这里我们主要讲述一下地面数字化。 在没有合乎要求的大比例尺地图的地区或该地区测绘经费比充足，可直接采用地面数字测图的方法，该方法也称为内外业一体化数字测图，是我国目前个测绘单位用得最多的数字测图方法。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，重要地物相对于邻近的控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。但它所耗费的人力、物力与财力也是比较大的。 随着测绘科学技术的发展,传统的测图方法正逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。GPS - RTK(以下简称RTK) 与全站仪联合进行数字化测绘地形图就是一种行之有效的新方法。 RTK与全站仪联合测绘地形图,可以优劣互补。如果仅用全站仪进行数字化测图,就必须建立图根控制网,这样须投入大量的时间、人力、财力;如仅用RTK测图,可以省去建立图根控制这个中间环节,节省大量的时间、人力和财力,同时还可以全天侯地观测。由于卫星的截止高度角必须大于13°- 15°,它在遇到高大建筑物或在树下时,就很难接收到卫星和无线电信号,也就无法进行测量。如果用RTK与全站仪联合测图,上述弊端就可以克服。即在进行地形测量时,空旷地区的地形、地物用RTK测之;村庄、城市内的建筑物、构筑物用RTK实时给出图根点的三维坐标,然后用全站仪测之。这样可以大大加快测量速度,提高工作效率。 随着GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善, GPS 得到越来越广泛的应用。同时,全站仪也因其数据采集自动化程度高、大大释放劳动力等优势,成为勘测、 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、施工和管理不可或缺的测量工具。但随着工程质量要求的不断提高,测量用户已不再局限于只使用GPS 或全站仪中的一种,在实际测量工作中,同样一个工程中GPS 的测量成果常为全站仪所用,全站仪测量值又常作为检校GPS 作业的依据。用GPS 完成控制比用常规仪器要快得多。它不要站间通视,也无需庞大的作业队伍,精度高、作业快、费用省、应用灵活。一些先进的接收机和天线技术把外业观测时间压缩到最短的同时,仍能获得最优的数据,在灵敏度、可靠性、抗干扰能力方面都有优异的表现。静态、快速静态通过载波相位差分可以达到很高的精度(10-6D～10-8D) 。R T K 技术能实时提供观测点的三维坐标,并达到厘米级的精度。它的普及极大地拓展了GPS 的使用空间,使GPS 从只能做控制测量的局面中摆脱出来,而开始广泛运用于工程测量。现在商用R T K 接收机可实现20 Hz 高速独立采样与输出,整周未知数初始化时间仅需8 S , 并提供独立检核,内置锂电池可支持1 个工作日连续作业。全站仪是一种兼有电子测距、电子测角、计算和数据自动记录及传输功能的自动化、数字化的三维坐标测量与定位系统。面对多层次的需求,各种精度等级、各种功能类型的仪器也纷纷面世。尤其是以无棱镜测量、自动目标识别、自动跟踪等代表新技术潮流的功能将使工作得以更高效、精确地完成。如今,已被广泛应用于控制测量、地形测量、地籍与房产测量、施工放样、工业测量及近海定位等方面。随着电子全站仪、GPS(RTK)及电子计算机的普及，及它们在测量仪器中的比例逐渐增大，它们在数字地形图、地籍图的应用也在日趋广泛。地形图的成图方法正在逐步的由传统的白纸法成图像数字测图方向发展。特别是我国的东部沿海发达地区，数字测图几乎占据了大部分的地形图测绘市场。在地形测量中, 传统的方法是经纬仪配合小平板仪的方法, 在小平板仪上进行展点, 再通过手摇数字化仪得到数字化图, 由于受到人为操作误差的影响, 误差可达到0.12 mm 以上, 对大比例尺的地形图的精度影响比较大。随着GPS（RTK）系统的不断改进, 已经达到了比较满意的精度要求, 可以满足常规测量的要求, 尤其对于开阔的地段(主要是田野、公路、河流、沟、渠、塘等) 直接采用全球卫星定位系统中的实时动态定位(RTK) 测量模式进行全数字野外数据采集。对于树木较多或房屋密集的村庄等, 采用RTK 测定图根点, 通过全站仪的采集碎部点。 基于此, 我们在实践中尝试利用RTK 配合全站仪进行野外数据采集, 然后在CASS5.1 环境下进行数字化成图, 结果显示该 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 是可行的。但是受到仪器数量的限制，有些学生对全站仪和GPS(RTK) 在数字成图中使用的机会较少，甚至对此只是一般性的了解。所以通过本课题的完成，能够使这些学生掌握好全站仪与GPS(RTK)集和数字成图，为今后承担测图工程奠定坚实基础。 1.2 本章小结 综上所述,采用GPS(RTK)与全站仪联合进行数字化测图,它不仅可以减少作业人员和作业工序,而且可以提高采集数据的速度和质量,从而有效地提高了工作效率。因此,它是一种行之有效的测图方法。 下面就数字成图的几个方面谈一些个人体会。但其中定有不符仅及谬误之处，万望各位老师，专家指出，提出意见并给予指导。 第2章 仪器及软件 2.1 GPS(RTK)简介、系统组成及其基本原理 2.1.1 GPS(RTK) 简介 RTK(Real Time Kinematic) 实时动态测量系统,它是集计算机技术、数字通讯技术、无线电技术和GPS 测量定位技术为一体的组合系统;它是GPS 测量技术发展中的一个新突破。RTK 定位精度高,可以全天侯作业, 每个点的误差均为不累积的随机偶然误差。 实时动态测量的基本思路是: 在基准站安设一台GPS 接收机,对所有可见GPS 卫星进行连续的观测,并将观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站(流动站); 在流动站上, GPS 接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理实时地计算并显示出流动站的三维坐标及精度。 2.1.2 GPS(RTK) 系统的组成 GPS(RTK) 系统由基准站、若干个流动站及无线电通讯系统三部分组成。基准站包括GPS 接收机、GPS 天线、无线电通讯发射系统、供GPS 接收机和无线电台使用的电源(汽车用12 伏蓄电瓶) 及基准站控制器等部分。流动站由以下几个部分组成: GPS 接收机、GPS 天线、无线电通讯接听系统、供GPS 接收机和无线电使用的电源及流动站控制器等部分。用框图表示参见图2.1： 图2.1 RTK-GPS 系统结构图 2.1.3 GPS(RTK) 的基本原理 GPS 系统包括三大部分:地面监控部分、空间卫星部分、用户接收部分,各部分均有各自独立的功能和作用,同时又相互配合形成一个有机整体系统。对于静态GPS 测量系统, GPS 系统需要二台或二台以上接收机进行同步观测,记录的数据用软件进行事后处理可得到两测站间的精密WGS -84 坐标系统的基线向量,经过平差、坐标转换等工作,才能求得未知的三维坐标。现场无法求得结果,不具备实时性。RTK 实时相对定位原理如图2.2 所示： 图2.2 RTK 实时相对定位原理 图2.3 GPS(RTK)数据流程如图 基准站把接收道的所有卫星信息（包括伪距和载波相位观测值）和基准站的一些信息(如基站坐标天线高等) 都通过无线电通讯系统传递到流动站，流动站在接收卫星数据的同时也接受基准站传递的卫星数据。流动站完成初始化后,把接收到的基准站信息传送到控制器内并将基准站的载波观测信号进行差分处理,即可实时求得未知点的坐标。数据流程如图2.3 所示： 2.2 全站仪简介、系统组成及其基本原理 2.2.1 全站仪的分类 八十年代末、九十年代初，人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡，将全站仪分成两大类，即积木式和整体式。 积木式(Modular)，也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪既可分离游客组合。用户可以根据实际工作的要求，选择测角、测距设备进行组合。     1. 粗瞄器 2. 内装倒向光装置（选件） 3. 垂直微动螺旋 4. 电池 5. GEB111电池盒垫块 6. 电池盒 7. 目镜 8. 调焦环 9. 螺丝固定的可拆卸仪器提把 10. RS232串行接口 11. 脚螺旋 12. 望远镜物镜 13. 显示屏 14. 键盘 15. 圆水准器 16. 电源开关 17. 热健 18. 水平为动螺旋       图2.4 　莱卡全站仪的重要部件图 整体式(Integrated)，也称集成式，它是指电子经纬仪和测距仪做成一个整体，无法分离。 九十年代以来，基本上都发展为整体式全站仪。随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用，全站仪出现了一个新的发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪，使得全站仪这一最常规的测量仪器越来越能满足各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。 2.2.2 全站仪简介、系统组成 此次论文实地操作部分主要使用的是莱卡TC405型全站仪。其简介、操作说明及组成部分的详细内容可参考其使用说明书，再这里就不做赘述了。其重要部件如图2.4： 2.2.3 全站仪的基本原理与功能 全站仪是一个由测距仪、电子经纬仪、电子补偿器、微处理机组合的一个整体。测量功能可分为基本测量功能和程序测量功能。基本测量功能包括电子测距、电子测角（ 水平角、垂直角）； 程序测量功能包括水平距离和高差的切换显示、三维坐标测量、对边测量、放样测量、偏心测量、后方交会测量、面积计算等。特别注意的是只要开机，电子测角系统即开始工作并实时显示观测数据；其它测量功能只是测距及数据处理。它可以同时测量空间目标的距离和角度数据，直接得到三维坐标数据。全站仪测图的基本流程如图2.5： 图2.5 　全站仪测图的基本流程 2.3 CASS软件的介绍 2.3.1 测绘软件的选择 对于一个测绘单位而言，数字测图的一个重要的问题是选择好适合于本单位使用的测绘软件。因为往往的这个单位用起来很好的软件，到了别的单位却不一定适用，所以每个单位对于软件的选择问题应具体问题具体分析，不能人云亦云。 衡量一个成图软件的标准，首先要看该软件是否适合本单位的实际情况；二要看其可操作性，是否界面友好，简便易学等等；三要看其提供的功能是否适合于本单位。 目前各个测绘单位所使用的成图软件，可谓五花八门，林林总总。但基本上为两种类型，一是系统（单位）自行开发的，另一种是由专门的测绘软件开发商开发，而以商业目的的提供给广大用户使用的，也是个测绘单位用得比较多的。在本文中所讲到的是后一种软件。 现在市场上的测绘软件用得最多的主要有三种：一是以清华山维公司与清华大学土木系联合开发的测霸EPSW（Electronic Planetable Surveying and Mapping system）系列；二是武汉瑞得测绘自动化公司的RDMS系列；三是广州南方测绘仪器公司与广州开思公司的CASS系列与SCS系列。下面简单早已下比较分析。 对于已经熟悉AUTO CAD的用户而言，CASS系列与SCS系列是一个不错的选折，因为它们基于AUTO CAD平台开发的，AUTO CAD的所有功能它都可以用，而AUTO CAD则是世界上大家所共认的绘图平台，其编辑功能是有目共睹的。 CASS与SCS的功能差不多，各有所长与所短。CASS的服务可以说是一个电话随叫随到，而SCS的服务在近段时间内是无法与其相提并论的。它们均提供三种作业方式：电子平板方式、原图数字化方式及内外业一体化。再CAD的基础上，开发了许多功能，如量算定点、图形复制、绘制多功能复合线等。除此之外，还提供了地藉表格会制与图纸管理等功能。对于那些即想用电子平板方式作业，又能在市内编辑成图的单位而言，可以选它。 当然这些软件功能会随着时间的推移而逐步完善。对这些软件的认识也只是本人的一管之见。 2.3.2 CASS软件开发的背景 目前市场上的数字成图软件较多，CASS软件便是其中之一。该软件是南方测绘仪器有限公司在AutoCAD2002上开发的新一代数字化地形地籍成图软件， 它彻底打通了数字化成图系统与,GIS的接口，是信息产业部门认可并普遍使用的通用软件，可实现地形地物数据的自动输入、处理、分析、显示、输出，其市场占有率较高。 2.3.3 CASS软件安装要求 1.硬件环境 CASS软件安装环境要求：CPU主频在赛扬433以上；内存在64MB以上；硬盘存储空间至少200MB以上的剩余空间；显示驱动至少256色、800x600的分辨率；支持Windows的显示适配器；鼠标或其他指点设备。 2. 软件环境 CASS软件的系统安装平台为Windows NT4.0、Windows 9X/me/2000/XP，AutoCAD2002/ AutoCAD2000/ AutoCAD R14。 3. CASS的主要功能介绍 CASS的安装应该在安装完AutoCAD2002并运行一次后才可进行。CASS操作界面主要分为3个部分：顶部下拉菜单、右侧屏幕菜单和工具条。共有11项下拉菜单，右侧屏幕菜单可选择相应地形图图式符号。每个菜单项均以对话框或命令行提示的方式与用户交互应答，操作灵活方便，简单易学。几乎所有的CASS命令及AutoCAD2002的编辑命令都包含在顶部的下拉菜单中， 如文件管理、数据处理、图形编辑、工程应用等命令。 2.4 本章小节 以上是本人对这几种测量仪器及数字化测图软件简单的认识及分析，还不很成熟，希望各位老师、专家提出意见与指导。 第3章 GPS(RTK)与全站仪联合数字测图的实施 3.1数字测图的外业工作的实施 3.1.1作业技术依据 《全球定位系统城市测量技术规程》(CJJ 73 — 79) ; 《城市测量规范》(CIJ 8 —99) , 《1 ∶500 , 1 ∶1000 , 1 ∶2000 地形图图式》; GB/ T7929 —1995 。平面基准采用1954 年北京坐标系;高程基准采用1956 年黄海高程系。 3.1.2 GPS(RTK) 配合全站仪的施测过程介绍 首先要确定作业的先后流程, 该测区我们制定的作业流程图如图3.1： 图3.1　RTK 配合全站仪的施测流程图 3.1.3测区的基本情况： 本测区位于黑龙江工程学院院内，交通较为便利，测区地势较为平坦, 测区内树木较多给测量工作带来一定的困难。测区布设4个已知的三等GPS控制点，作为测区平面控制的起算点。 3.1.4 控制测量 1.控制测量分类 地形测图控制测量是为测绘地形图而建立平面和高程控制网的测量工作，内容分为基本控制（又称等级控制）和图根控制。基本控制是整个测区控制测量的基础。图根控制是直接为地形测图服务的控制网。基本控制网的建立要根据测区面积的大小,以满足当前需要为主,兼顾远景发展。一般先建立控制全局的首级网，然后再根据需要加密，也可一次建立足够密度的全面网。平面控制网可采用测角网、测边网或边角网，建成区多采用导线网。在已建有国家或当地平面控制网点的测区内进行测量时，应与之进行联结。当已建网精度能满足需要时，直接利用加密或进行必要改算后加密；当精度不能满足需要时，可选用一点的坐标及一条边的方位角作为起算数据建立独立网。同样要在整个测区内建立高程控制网，应用水准测量方法施测并与附近国家或当地水准点进行联测，以取得统一的高程系统。 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淡出了控制测量这个舞台。所以对大多数的人员而言，无疑大大的减轻了工作强度。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。在文本中，仅就图根测量及图根加密作一探讨。 现在各测绘单位所使用的电子全站仪的精度一般为6″、3+5ppm以下，加上是电子自动读数，所以他的实际精度要较其标准精度高，相对于光学经纬仪而言，就更具有优势。 众所周知，在传统测图中，地面点平面位置的误差受下列误差的影响： 1. 图根点的展会误差M展 2. 测定地物点的距离误差M距 3. 测定地物点的方向误差M刺M绘 4. 地形图上地物点的刺点误差M刺 5. 清绘时所造成的误差M绘 综上所述，地形图上地物点平面位置的误差可用3.1式表示： M2物=M2展+M2距+M2向+M2刺+M2绘+M2物 （3.1） 以1:1000比例尺，最大视距为100米为例，根据经验，有下表： 表3.1 地面点平面位置的误差 误差（mm） M展 M距 M向 M刺 M绘 M物 数值 0.18 0.39 0.18 0.20 0.08 0.51               而在数字测图中，因为是计算机自动展点，所以图根点与地物点的展绘误差可忽略不计，看作0。则剩下的M距、M向。取方向中误差为标称精度的3倍极限，因为是半测回测角，所以方向的误差为6x2x3=17″，去碎部点至测站的距离为300m，则M向=17/206265x300=0.024m，测距仪的标称精度3+5ppm。顾及测量中棱镜不到位等各项因素的影响，取经验值0.020m。则该实测的该平面点相对于图根点的误差为0.032m。 由上可见，在视线良好的情况下，由于全站仪相对于经纬仪测角、测距精度的提高及计算机的应用，测量碎部点的距离可以放大，图根点的密度可以作相应的降低，边长可以放宽至100到300米。对于支站，也可以不受2站的限制，根据本人的实践，支3到4站的精度还是可以达到要求的。当然，在城市密集建筑区和通视不好的条件下，顾及以后地形图修测或工程放羊的要求，图根点的密度应增加。 2.GPS(RTK)点的选择及GPS控制网的布设 考虑测区范围较小,依据全球定位系统测量规范及GPS点位布设的要求，本次布网以E 级GPS 控制网作为测区的首级控制。该网布设了4个E级GPS控制点，分布在测区的边界的主干道上。本GPS 控制网以同步环为基本单元,采用边连接方式。将两个已知点和两个待定点联结成如图3.3的网型： 图3.2 GPS网型 3.GPS的外业观测 采用三台南方GPS接收机按照规范和要求已静态方式进行同步观测。观测时按照观测前做好的观测 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 利用对讲机相互联络, 同时开机并认真及时地逐项填写测量手簿中的各项内容。 4.GPS基线向量的解算 GPS 基线向量的解算采用南方公司提供的随机软件进行。对当天采集的数据在当天晚上及时地传输到计算机中, 并检查外业记录和输入点号、点名。检查测前和测后天线高是否有变, 取其均值输入天线高, 对同步环、异步环闭合差及复测基线进行检查, 以便发现不合格成果。根据情况决定淘汰、重测或补测, 该网各条基线均符合精度要求。 5.GPS 平差计算及检核 GPS 控制网的平差计算也采用南方公司提供的随机软件进行。三维无约束平差采用WGS84 椭球, 参考坐标系采用WGS84 坐标系。根据基线解算成果, 首先进行三维无约束平差, 然后以G16和G17两个三等已知GPS 点的平面坐标和高程作为该网的起始数据进行三维约束平差。 6.高程检测 在测图前, 们用RTK对两个已知的水准点进行检测，G16点的已知高成为100.00m检测值为100.01；G17点已知高程为99.99m检测值为100.01m与已知值相比较，均在限差范围内，说明利用RTK 进行图根高程测量精度是可靠的。 7.图根控制测量 观测待定点之前我们设置机内精度，我们设置机内精度指标预设位点位中误差+2.0cm，高程中误差+3.0cm 。观测时注意点位几何图形强度因子，每个控制点观测两次，双观测值的点位坐标差值≤+5cm ，取中数作为最终结果。为了科研需要，所有控制点均施测水准高程（外围三等内部四等），所以我们在观测时随时检查点的RTK高程。在数字测图时，对所有的控制电（包括E级点）进行了RTK观测。经过比较后可以看出，平面精度完全可以满足城市一等要求，待定点举起算点（基准点）超过1公里时，RTK观测高程百分之九时可以满足四等要求（作业半径小于6公里），RTK高程完全可以满足图根点和地形测图的需要。 3.1.5 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，可以用软件中的方向交会、距离交会、十字尺测量法或两算定点等方法来取得其余各点的坐标，在辅以软件中的偏移、拷贝、延伸等功能，得到最后的图形。 在本次地形图测绘中，没有专门进行图根控制测量这一环节，而是利用RTK实时动态定位功能随时为全站一测图提供图根点。 按照《城市测量规范》中地形测量的要求进行地形图的碎部测量。测量方法是全站型电子速测仪与动态全球定位系统GPS —RT K 联合进行地形要素的自动采集和存储,并通过成图软件进行机助成图。对于开阔的地段(主要是田野、公路、河流、沟、渠、塘等) 直接采用全球卫星定位系统中的实时动态定位(RT K) 测量模式进行全数字野外数据采集。实地绘制地形草图,对于树木较多或房屋密集的村庄等采用RTK 给定图根点位,利用全站仪采集地形、地物等特征点,实地绘制草图,回到室内将野外采集的坐标数据通过数据传输线传输到计算机,根据实地绘制成草图,经人机交互编辑后由计算机自动生成数字地图。 3.1.6外业操作的一些注意事项 1.在地形测图中, 对全球卫星定位系统基准站的要求[10]： (1)应将基准站架设在测区的中央, 并远离高压线和无线电发射塔50 m 以上。根据已知点进行点位校正和检核RTK的可靠性。 (2)基准站上的仪器应精确对中, 严格整平, 整平精度偏差不超过半格, 对中不超过1 mm 。 (3)接收机接收卫星的高度角应设置为15°。 (4)基准站天线高度应在3 个方向上量取3 次, 互差 3 mm , 取其平均值作为基准站的天线高度, 取至mm 。 2.在地形测图中对流动站的技术要求： (1) 卫星高度角≥13°。 (2) 观测卫星个数不 5 颗。 (3) 流动站应在基准站控制转换范围以内, 距离基准参考站 10 km 。 (4) 每次观测前, 应先对已知点或已测点进行检测, 直到满足精度要求后再继续测量。 (5) RTK 固定时才能进行测量。 (6) 测点相对图根点的相对中误差不得 图上012 mm (实地20 cm) (7)运用RTK 给定图根点时, 应尽量选择通视良好, 且易于仪器搬运和操作的图根点, 因此平房以及十字交通路口是比较理想的图根点选择的位置, 切记给定后视点作为检测。 3.全站仪的简单操作流程： (1) 整平对中, 对中偏差不得超过1 mm ; (2) 启动全站仪, 进入文件管理界面, 建立文件名, 并选择该文件在文件下存储; (3) 以后视点为检核点进行检核, 偏差在限差范围内方可进行点收集, 否则查明原因, 符合限差要求方可采集数据; (4) 采集碎部点数据信息。 注意事项 (1) 一个测站应一个方向观测, 切勿盘左盘右不分; (2) 一个测站仪器如有碰动需重新对中整平检核; (3) 勤建测站名以便于文件管理和查询。 4.绘制草图的一些技巧及注意事项 绘图员应有一定的方向感, 有一定的图形比例控制能力。RTK 给定图根点后, 绘图员在实地可先画出大致需要采集点的草图, 并控制好比例。绘制草图时遵循上北下南, 要善于使用多色笔标识, 准确描述地物间拓扑关系, 使用特定的符号, 以易于内业操作。比如一块旱地, 可以在中间画出旱地符号(或注记文字) 即可清楚表示出地形特点。采集数据时也要注意一些技巧, 对于不便观测的四点房, 采用两点加宽度的采点方法, 这样用计算机自动生成, 所得的房屋既符合精度, 又很美观。注意一些散点的采集, 如电线杆, 采集时一块图一块图的检查, 以免漏测。采用两人跑尺, 可以大大的提高外业的速度, 需注意每测好一点应及时用对讲机进行核实, 以保证点图对应不出错。 3.2数字测图的内业工作的实施 3.2.1数据传输、区分及数据格式 1.RS -232C接口           尽管现在一些先进的全站仪和GPS 接收机配置了如USB 接口、IR 红外接口和 图3.3 数据传输界面 数据存储卡等方式进行数据存储和通讯。但将测量数据存储在全站仪和GPS 接收机自带的存储器中,通过RS -232C 接口与个人计算机进行数据传输仍是目前使用最多的一种方法。 在使用RS -232C 标准插头实现连接之前, 用户必须根据已有的DTE 及DCE 的具体说明,做好匹配的调整工作。对数据线上所传输的数据格式、RS -232C 标准并没有严格的规定。所传输的数据速率是多少、有无奇偶校验位、停止位为多少、字符代码采用多少位等问题,应由发送方与接受自行商定,达成一致的 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 。大多数全站仪使用6 针接口与个人计算机进行通讯。下面我们一本次测图所使用的莱卡TC405型全站仪为例，说明全站仪与PC机之间的连接。GPS 接收机与PC 机通讯的原理也是这样。请注意仪器使用的接口类型与引脚定义方式要查一下,有些仪器厂商会使用非标准接口类型和定义方式, 一般会在仪器操作手册附录里说明。 2.数据通讯 简单的数据通讯可以采用“超级终端来实现,“超级终端”是微软随操作系统一起发布的一个进行串口通讯的工具。操作系统是Win2000 或WinXP 的“超级终端是标准配置,在Win95 和Win98 下要用系统安装盘安装一下。打开方式是:开始—→程序—→附件—→ 通讯—→ 超级终端,打开之后会弹出对话框，让你输入一个名称,输入一个有意义的名字保存下来,这样以后直接打开它就行了,然后是选择通讯口,一般是COM1 或COM2 最后是选择通讯参数,记住一定要和全站仪中通讯参数相一致。 实际上莱卡厂商提供了一起与PC机进行数据传输的软件，如图3.3，莱卡数据传输界面： 将莱卡TC405型全站仪与PC机连接好后，进入莱卡数据交换软件界面，进入通 讯设置对话框，设置成与全站仪中通讯参数相一致如图3.4；按确定键回到主界面， 图3.4　通讯参数设置对话框 然后进入数据交换管理器，选择通讯端口，然后选者要保存的数据保存到文件夹，在 图3.5 使用莱卡软件数据上传 此时会弹出对话框选择保存数据的格式。选择的格式要与全站仪上传的格式一致。然后现在PC机上按确定键，再在全站仪按确定键，以保证上传的数据无遗漏。如图3.5： 3.据格式 全站仪数据输入PC 机后以ASCII 码文件形式保存。可以根据数据位及提示符区分并显示出来, 莱卡数据传输软件有这一功能,一般在数据下载之后自动完成。使用莱卡数据传输软件上传的数据还不能直接应用到CASS5.1软件上。需要将数据格式转换成CASS5.1软件的接受的格式。CASS5.1软件接受的是*.dat各式的文件。数据的格式为：点号，编码，y坐标，x坐标，高程。 图3.6 莱卡软件上传的数据 图3.7 数据转换(a) 其数据转换过程，首先将莱卡数据传输软件下载的数据保存为*.txt格式文件如图3.6； 图3.7 数据转换(b) 然后用Microsoft Excel打开文件进行编辑，将x、y数据列对换位置，以及设置列宽和小数位保留位数如图3.7，保存为*.txt格式文件；然后打开文件进行编辑，将数据列之用“，”间隔，保存为*.dat格式文件如图3.8： 4.南方软件数据下载 根据南方软件(CASS)功能可以直接将莱卡全站仪采集的数据展点到南方软件 图3.8 转换后的数据 中。其主要过程为：将全站仪通过数据传输线与计算机连接,打开全站仪开关进入屏幕菜单选择“通讯”功能,改变通讯设置与计算机的测量软件匹配如图3.9,下载全站仪数据。下载的数据直接转换成CASS专用各式的坐标数据。 图3.9 南方软件数据传输通讯设置 3.2.2数字测图内业工作的实施 1. 绘制坐标格网 进行CASS参数设置中的图框设置，使用绘图处理菜单中标准图幅或任意图幅命令来绘制图廓。按要求输入绘图比例尺及相应图框参数即可得到图框。 2. 选择测点点号定位成图法 移动鼠标至右侧屏幕菜单区之“测点点号”项，按左键，选中点号坐标数据文件名后，按“打开”,即可完成读点工作。 3. 控制点展绘 点击绘图处理菜单中的“展野外测点点号”，点击对应的坐标数据文件名，按“打开”，便可在屏幕上展出野外测点的点号。 图3.10 CASS5.1界面菜单 4. 地形地物绘制 使用工具栏中的各种工具进行局部放大以便编辑，根据所测地物点的点号及野外作业时绘制的草图，到右侧屏幕区选择相应的地形图图式符号来绘制地物。一般绘图顺序为：先绘各种控制点、道路、水渠、河流等，使图有个大致轮廓；其次绘房屋、独立地物、植被、管线设施等。为避免非法操作或突然断电造成数据丢失，工作中要保持经常存盘的习惯。系统中所有地形图图式符号都是按图层来划分的。CASS5.1中的地形地物所在图层是自动生成的，因此不能随意修改图层名，否则将导致地物编码信息错误或丢失；也不可随意修改地物的图层属性。 所有表示测量控制点的符号都放在“控制点”层，所有表示独立地物的符号都放在“独立地物”。如果需要在点号定位的过程中临时切换到坐标定位，可以按“P”键，这时进入坐标定位状态。想回到点号定位状态时再按“P”键即可。陡坎、水渠、围墙上的小触角生成在绘图方向的左侧。出现错向时可用线型换向功能修改。 5. 高程点展绘 点击“绘图处理”菜单下的“展高程点”，弹出数据文件对话框，选取目标文件，按“打开”，命令区提示：“注记高程点的距离（m）：”直接回车，表示不对高程点注记进行取舍，全部展出来。具体情况根据绘图比例尺及地形可选30~40m。再将标高注记与地形地物相重叠的移动一下，使显示更清楚。 绘等高线必须先将野外测的高程点建立数字地面模型(DTM)，然后在数字地面模型上由计算机自动勾绘出高精度等高线。 6. 文字注记 注记文字，用鼠标点击右侧菜单的“文字注记”项，依提示输入文字高度、注记内容、注记位置，完成文字注记。关闭“ZDH”图层，对图纸进行全面整饰，绘图工作即可完成。 7. 绘图输出 点击“文件”菜单下的“绘图输出”项，对“打印设备”“打印设置”各项选择设置后，可通过“完全预览”和“部分预览”查看出图效果，满意后按“确定”即可出图。 3.2.3内业操作应注意的问题： 下载外业数据文件, 用Excel 或Word 处理成符合CASS 的格式文件, 注意保存时应为*.dat 格式。在CASS5.1环境下展点。内业处理时, 是否拟合看情况而定, 两点距离较大时拟合效果较好, 两点距离较小时拟合会使绘出图形不遵循原来的地物、地貌, 差异很大, 需灵活采用。当然内业者应熟练掌握AutoCAD 的基本功, 对CASS 中每种地物、地貌能迅速调用, 确保每天所测的外业当天内业能处理完成, 发现问题及时与外业联系解决。 3.3对数字地图进行质量检查和质量评定 3.3.1数字化测图质量评价的内容与特点 根据数字地图的特点和用途；衡量其质量的指标体系应该在传统纸质地图的基础上加入新的内容，下面分析数字化测图质量评价的内容与特点。 1. 数字化测图质量评价的内容 数字化测图实现了地形图的数字化、信息化，测量结果是以计算机可识别的数字代码系统来反映地表各类地理属性特征。因此，数字化测图质量评价除与模拟法测图质量评价具有相同的评价内容外，还具有其特有的评价内容。主要包括： (1)地物分层的合理性； (2)地物属性代码选择的正确性； (3)闭合图形的封闭性； (4)结点的匹配精度； (5)图形拓扑关系的正确性； (6)地物各层是否有重复的要素； (7)地物各层是否有混层现象； (8)图形编辑的完整性； (9)各层颜色选择的正确性； (10)数据文件名称，数据格式，数据组织的正确、完整性； 2.数字化测图质量评价的特点 数字化测图是利用先进的仪器，通过测量获取可供传输、处理、共享的数字地形信息，即获取以计算机磁盘为载体的数字地形图。数字化测图实现了测量的高精度， 测量精度在成图过程中无损失，利用计算机软件成图，可以做到符号、文字、注记等符合规范要求，等高线通过自动拟合处理光滑美观，实现了图面的规范化。数字化测图质量评价的特点： (1)数字化测图依据野外记录室内编辑成图,容易发生漏测、记错现象，数字地形图的质量检查应重点检查地物要素测量是否齐全，属性注记是否与实际相符合。 (2)等高线的勾绘依据野外测点的分布，对于经验不丰富的立尺人员，有些地貌关键点位容易被漏测，易造成等高线失真，数字化测图的质量评价应重点检查等高线是否反映客观实际。 (3)数字化测图实现了信息分层管理，不同层颜色不同，数字化测图的质量评价应重点检查数字地图分层是否合理，地图信息是否有混层交叉现象，地形要素在同层是否有重复要素。 (4)数字化测图利用先进的仪器进行测量，测量精度高，测点点位精度在数字化测图的质量评价中则是处于次要地位，但仍是必要的检查内容。 (5)数字化测图是GIS数据库的重要信息源,拓宽了地形图的应用范围.因此,数字化测图的质量评价应重点检查闭合图形的封闭性、结点的匹配精度、图形拓扑关系的正确性。 (6)数字化测图是以计算机可识别的数字代码系统来反映地表各类地理属性特征，数字化测图的质量评价应重点检查地物的属性代码选择的正确性，数据格式、数据组织的正确性。 (7)数字化测图的图幅分幅是计算机自动完成的，接边精度高，在数字化测图质量评价中处于次要地位，但图名、图幅接合表仍是必要检查内容。 (8)数字化测图改变了传统的测量模式，允许图根控制和碎部测量同时进行；GIS测量技术的使用，也改变了传统的控制测量模式与要求，因此，控制测量在数字地形图质量检查中处于次要地位，但仍是必要的检查内容。 总之，数字化测图改变了人们对传统地形图的认识。因此，数字化测图质量评价应根据数字化测图质量评价的特点，建立逻辑严密、易于操作、科学合理的质量评价指标体系。 3.3.2数字化测图质量评价指标体系 1. 影响数字化测图质量评价的因素分析 衡量数字化地形图产品质量的指标主要有位置精度、属性精度、逻辑一致性、完备性等，这些指标可作为一级评价指标。而每一个一级评价指标又由许多指标决定其好坏，为了便于建立定量化的数字化地形图评价模型，把一级评价指标再进一步细分，形成二级评价指标。 数字化测图的外业、内业的工作内容和工作程序决定了数字化测图质量评价工作是一项技术性强、影响因素多的工作。虽然影响数字化测图产品的因素众多，其中有些因素是主要因素，有些是次要因素，评价数字化测图产品的质量不可能考虑全部的影响因素，只需分析影响数字化测图质量的可能存在的因素，然后进行分析，综合取舍，合理确定评价指标，使其具有代表性和可操作性，这是非常重要的。 根据数字化测图的工作内容与特点,从7个方面(见表3.1列出影响数字化测图产品质量的可能因素,共计41项（略）可能有些因素还未列出， 如果在数字化地形图评价时全部考虑这些影响因素，指标权重难以确定，为减少确定评价指标过程中主观因素的影响，需要利用层次分析法进一步筛选评价指标，以便建立科学合理、便于操作的数字化测图质量评价指标体系[11]。 表3.1 数字化测图质量评价指标体系 第三层 评价指标 第二层 评价指标 第三层 评价指标 C1 工作基础 B1 技术实力 A1 是否具有测绘许可证，测绘许可证的等级 A2 投入生产项目的技术人员职称结构 A3 投入生产项目的仪器设备的数量、先进性 B2 技术准备 A4 测量技术方案的设计是否合理 A5 采用的作业方法是否先进 A6 技术保障措施"后勤保障措施是否到位 C2 产品质量 B3 资料的规范性 A7 控制测量的资料是否完整"齐全 A8 规定上交成果文档资料的正确"规范性 A9 仪器检验资料是否齐全，是否符合有关规范的规定 A10 数据文件名称"数据格式"数据组织的正确"完整性 A11 测量工作技术总结报告的完整性 A12 自检报告资料的完整性 B4 数学精度 A13 数学基础 A14 平面控制测量成果精度 A15 高程控制测量成果精度 A16 地物点相对临近图根点的精度 A17 地物点之间的相对位置精度 B5 属性精度 A18 地物测绘取舍是否合理 A19 地物属性代码选择是否正确 A20 地物符号使用是否规范 A21 等高线是否反映地面实际地形 A22 地形点的密度是否满足要求 B6 逻辑精度 A23 地物的分层是否合理!是否有混层现象 A24 闭合图形的封闭精度 A25 结点匹配精度 A26 图形拓扑关系的正确性 A27 地物各层是否有重复的要素 B7 整饰质量 A28 图廓整饰质量 A29 属性注记质量 A30 图形编辑质量 A31 线划质量 A32 符号质量       2. 数字化测图质量评价指标的筛选 利用层次分析法对影响数字化测图质量评价的41 项因素进行筛选，（计算过程省略）最后确定32项评价指标，见表3.1： 3.数字化测图质量评价指标分层 经过系统分析，数字化测图质量评价指标总计32项，按评价指标的相近性综合成七大类别，其中技术实力、技术准备是反映测绘生产单位工作基础的指标；资料的完整性、数学精度、属性精度、逻辑精度、整饰质量是反映测绘成果的指标。为便于确定指标权重和建立模糊综合评价模型，将评价因素分层，建立多指标多层次的评价指标体系。具体评价指标体系见表3.1为方便起见，第一层的评价指标用A编号，第二层的评价指标用B编号，第三层的评价指标用C编号。 本文建立的数字化测图评价指标体系，主要分两大模块，即工作基础评价和产品质量评价。这两个模块的评价可以独立进行，也可以综合评价，根据实际需要确定。工作基础模块可用于测绘工程招标阶段对生产单位资格的评价，在验收阶段用来衡量 测绘生产单位的综合实力，作为对生产单位提供数字化测绘产品质量评价的参考。表3.1中的多指标多层次数字化测图质量评价指标体系，全面地反映了数字化测图的特点，逻辑严密，具有较强的可操作性、实用性。 4. 数字成图、质量检查与评定 在本次数字测图基本完成后,又对此次测图的2/3的地物、地貌点与图根控制点进行了联测，采集的数据如图3.11原数据相比较90%以上都符合限差要求。少数地物、地貌有明显错误或粗差经过休测后，都已经满足了要求。 图3.11 检核时采集的数据 3.4本章小节 从工程的各个环节及达到的作业效果可以看出, 内外业一体化数字化测图工程,由于充分应用高新技术,使得各级控制网的成果精度、数字化地形图的成图精度以及整个工程的作业效率都优于常规的成图方法。总结起来有以下特点: (1)将传统的逐级控制方法与现代测量技术手段相结合,既保证了成果的精度,又保证了作业的高效率。 (2)即用即测,急用先测,边测边用,高科技成果即刻转化为生产力,为城市规划提供了科学可靠的保证。 (3)先进的测量技术在诸多方面打破了传统的观念与局限,使整个作业流程方便快捷,作业人员得心应手。采用的全站仪操作简便,观测速度快,精度高,可自由设站,灵活采用多种方法测量碎部点。作业人员根据各自的作业经验,针对实地状况,采用不同的方式制作草图,所绘草图有详有略;作业小组可相对成片作业,内部不存在接边问题;计算机制图编辑,方便快捷,随意操作,删除改动不留“痕迹”。 (4)高科技数字化产品在今后的应用、管理、更新、维护、交换以及资料共享等方面,具有无限的生命力,精度永远保持不变,可谓一劳永逸,充分体现出1图多用的优势,避免了重复测量,节约了资金。由于这项工程采用与国家平面和高程系统统一的基础控制系统, 1 /500的大比例尺具有足够的精度,因而其成果为以后的进一步应用打下了坚实的基础。而且,数字化图形数据可随时更新,修改方便,随着网络技术的发展,可进行交换和共享,是一笔宝贵的技术、资源财富。 (5)计算机辅助制图精度高、速度快,线划圆润流畅,可单色或彩色显示输出,具有良好的视觉效果。 (6)打破了内外业的生产界线,从首级控制到最终成图,实行一体化作业,大大减轻了室外作业的强度,缩短了成图周期。 (7)打破了分级布网、逐级控制的原则。1个测区可1次性整体布网、整体平差,控制网形可以任意混合,所需控制点数目比传统白纸测图大大减少,图根控制的加密可与碎部测量同时进行。 (8)碎部点的记录要求具有特定的格式,这种格式能被数字测图软件所识别,能和数据库的建立统一起来;碎部点测量可较多地应用自由设站的方法建立测站点,确定碎部点坐标的方法除极坐标方法外,还可灵活采用方向交会法、距离交会法、直角偏距法、导线法、对称点法等诸多方法。根据测区情况,可采用无码作业和编码作业。 (9)碎部测量时不受图幅边界的限制,外业可不分幅作业,由内业成图时自动进行分幅与接边处理。 结论 “GPS(RTK)与全站仪联合作业”方法充分地体现了现代测量产品设计理念———协同作业。使用一个软件包、在一个项目中,同时完成对RTK 数据、后处理的GPS 数据和常规测量数据进行处理。这样,用户在组织施工时,有很大的自由空间,可以是动态,也可以是静态;可以是GPS ,也、可以是全站仪。而对所有这些数据的处理,只需在后处理软件中就可一次完成。“联合作业”后处理软件的独特设计,使数据的导入、检查和处理工作,既能做到高效快捷,又能保证质量可靠。数据的存储,采用可视化类数据库文件格式,用户可以很方便的查询、编辑或生成各种报告。“联合作业”方法继保证了测量成果准确性、可靠性,又结合了GPS 与全站仪作业各自的灵活性,是一种较新的取长补短作业方法,使工作更高效可靠。大家可以试一试。 综上所述,采用RTK与全站仪联合进行数字化测图,它不仅可以减少作业人员和作业工序,而且可以提高采集数据的速度和质量,从而有效地提高了工作效率。因此,它是一种行之有效的测图方法。 参考文献 [1]高井祥.数字测图原理与方法[M].徐州：中国矿业大学出社,2001. 尤秋阳.GPS RTK技术在地籍测量中的应用[M].武汉：测绘信息与工程出版社, 2003. 莱卡测绘仪器有限公司.徕卡TPS400系列全站仪操作手册[Z].哈尔滨：莱卡哈尔滨服务有限公司，2000. 广州南方测绘仪器公司与广州开思公司.CASS软件使用说明[Z].广州：广州开思公司，2002. 邵俊昌,李旭东.Auto CAD object ARX 2000开发技术指南[Z].北京：电子工业出版社, 2000. 国家质量技术监督局.全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T18341-2001)[S].北京：北京测绘出版社，2001. 国家质量技术监督局.城市测量规范(CIJ 8-99)[S].北京：北京测绘出版社,1958. 国家质量技术监督局. 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