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留言内容：数字化测图技术要点分析--《神州》2012年27期
数字化测图技术要点分析
【摘要】：随着科学技术的高度发展,地形图测绘图解法成图向自动化、数字化、信息化方向发展是历史的必然。本文以全站仪野外数据采集和内业数字化成图为重点,对其关键技术进行详细探讨。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：P231.5【正文快照】：
引言目前数字测图技术正处于蓬勃发展的时期,已初步形成一种新的学科体系,随着科学技术的高度发展,地形图测绘图解法成图向自动化、数字化、信息化方向发展是历史的必然。以下主要以全站仪野外数据采集和内业数字化成图为重点,对其关键技术进行详细探讨。一、全站仪测图程序1
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测绘新技术在工程测量中的应用
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　　摘要：工程测量贯穿于工程施工的各个阶段，工程测量工作是各个阶段中基础控制工作。随着测绘新技术的兴起与发展，其在工程测量中的应用得到广泛使用。本文主要论述了各种测绘新技术，以及在工程测量中的应用探索。
　　关键词：测绘新技术 工程测量 应用
　　工程测量工作是确保工程施工质量的重要前提。现代的工程市场竞争越来越激烈，为了能够保证施工企业继续生存与发展，开始对各种测绘技术进行研究，并应用到测量工作中去，旨在推动测量工作顺利进行，并促进新技术的推广。本文从应用的角度出发，论述了各种测绘新技术在测量工作的应用。
　　一、工程测量中新技术的应用
　　1.数字化技术
　　数字化技术又包括两种技术：地图数字化技术和数字化成图手段。
　　（1）地图数字化技术就是将工程测量中要使用到的地图进行数字化技术处理。在建立GIS系统时，对原来的地图进行数字化技术处理，这使得建库工作量加大。随着工作量的加大，工程测量中的每个部门都要加大对其人力和物力的投入力度。对于一些现有的实体图纸地图，若其精确度和尺寸比例能够达到要求，就可以利用专业化的数字仪器设备将其变为数字化输入到计算机系统中去，再经过专门的编辑和修改将其生成相对应的数字地图。在当前的现今数字化设备中，主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类。针对那些比例尺寸较大的地形图，大部分扫描矢量化软件可以实现自动化，将地图中的多边形信息进行信息提取，然后对提取的信息进行数字化处理，处理出来的信息具有高效、保真的效果。
　　（2）数字化成图技术已经成为很多测绘单位的主要测量手段。数字化成图是指将那些通过传统的测量模式得到的底图进行数字化处理。与传统的技术相比较，数字化成图技术能够保证工程测量工作所得数据具有较高的精确度，同时耗费人力资源少，也便于保管。数字化成图技术主要有两种模式：内外业一体化和电子平板。内外业一体化是对外业数据进行采集的方法，使用的主要设备有全站仪和电子手薄等，内外业一体化具有高度精确、分工明确的特点，它便于测量工作人员均匀分配，成图效率比较高。
　　2.全球卫星定位技术
　　全球卫星定位技术历经20年的发展，在20世纪90年代末得到全面建成。通过对卫星运行的跟踪，并将信号进行交换和处理，通过设备自动生成观测文件，从而提供准确的测量。它是新一代的卫星导航系统。GPS的发展与改进，在工程测量工作中得到广泛应用。
　　实时动态技术以GPS为基础逐步发展起来，它能够为工程测量提供实时性的定位结果，并且在一定范围内甚至能达到厘米级的准确度的测量定位。实时动态技术是将GPS接收机安装在确定点上对卫星进行观测，将采集的载波测量信息通过基准站的电台发射出去。流动站在对其测量的同时将载波相位观测量进行模糊度调整。实时动态技术仅仅依据一些相关基准控制点就能够高度精确地、快速地对地形点和界址点进行测定，利用专门的软件在野外就可以快速生成电子地图，在很大程度上推动了工程测量工作的顺利进展。
　　3.地理信息技术
　　地理信息是涉及到了计算机、环境、管理和测绘遥感等众多技术学科的一门新兴的学科。地理信息技术集多学科的技术于一体，被充分应用到了实际工作当中。地理信息技术容纳了地理信息数据的存储、管理和分析以及结果输出等众多技术优势，此外，它还具有强大的空间提示、辅助决策以及预测预报等功能。因此，地理信息技术是一个正在快速发展的较为成熟的新兴产业。地理信息技术为测量工作提供了一个准确、快捷标准化的专业信息系统，对工程测量工作发挥了重要作用。
　　4.数字摄影测量技术
　　数字摄影测量技术的基本原理是数字影像和摄影测量，主要应用了计算机技术、数字影像处理技术等众多学科方面的理论知识与方法。摄影测量技术是针对那些面积较大、尺寸比例也较大的地图工程测量。它可以提供数字、影像等多种形式的工程测量需使用的地图产品。GPS技术与摄影测量技术相结合，推动了测绘新技术数字化的发展，摄影测量技术的地图产品为基础地理信息提供了精确的数据资源。
　　5.遥感技术
　　遥感技术的快速普及，得益于它本身具有的优点，即大面积观测、数据的时效性和综合性等优点。具有较高分辨率的遥感卫星将会成为地理信息工程测量工作的重要技术方法，各种比例尺寸的地形图都能够通过遥感影像来获得。这为工程测量中对地形图的信息掌握提供了快捷高效的方法。
　　6.“3S”集成技术
　　“3S”指的是GPS、GIS和RS三种工程测量技术。通过将这三种技术进行结合，可以取长补短，充分发挥三者的最佳作用，三者之间的作用是相互的。GPS和RS为GIS提供了区域及空间定位信息。而GIS通过对信息进行分析对GPS和RS获取的信息进行综合整理，“3S”技术为大型工程提供了大量的信息数据，促进了测绘技术的进一步发展。
　　二、测绘新技术的应用对工程测量的意义
　　伴随着测绘新技术的快速发展与应用，现代工程测量工作也迈入了新的发展阶段。测绘新技术的引入，使得工程测量工作更加自动化、数据化和精确化。此外，测绘新技术要求我国的专业测量工作人员要不断加强知识文化和信息科学的学习，以及加大对测量技术设备的投资，企业应加强对人才的培养，以此保障工程测量工作的顺利进行。
　　总结：
　　随着科技的发展与进步，尤其是测绘新技术的兴起，使得工程测量工作进入一个更高水平的层次，对传统的测量工作进行了技术上的改革，使其能够更好地适应社会的发展。通过上文中对几种测绘新技术在工程测量中的应用分析，可以帮助许多施工企业在以后的测量工作中取得更加良好的成果。同时，测绘新技术的应用提高了测量人员的知识技能，推动了工程测量工作不断向新方向发展。
　　参考文献：
　　[1]王超,雷成威,郑伟.浅论测绘新技术在工程测量中的应用[J].山西建筑,2010(26).
　　[2]蒙毛息.工程测量中测绘新技术的探讨与应用[J]. 技术与市场, 2011(06).
　　[3]何昌华.浅谈测绘新技术在工程测量中的应用[J].建材与装饰(中旬刊),2008(03).
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双经纬仪激光对点代替无棱镜全站仪在大比例尺数字化测图中的应用 李思齐1
吴小军2 （1潞安矿业集团五阳煤矿，山西长治 中国矿业大学（北京），北京 100083） 摘要：本文介绍了在对矸石山进行数字化测图时，利用两台同精度经纬仪采用激光对点来进行测量，代替了无棱镜全站仪进行大比例尺数字化测图，同时对实测数据进行精度计算，证明该方法能够符合测量精度要求，从而安全、高效的完成测量任务，同时也为我们提出了一种在野外艰苦的环境（面对悬崖、峭壁或者人难以到达的地点）下采用较低端的仪器来完成数字化测图的新手段，对我们实际测量有一定的启发意义。 关键词：数字化测图
无棱镜全站仪
Abstract: In this paper, we take the hillock digitalization as an example, to digital mapping points with two the same precision laser, and compared the result with digital mapping with the no prism total station. At the same time, we calculate the data of actual measurement precision to improve this way could meet the accuracy requirement, and could finish the work safely and efficiently. On the other hand, we come up with a new measure to complete the digital mapping in the wild hard environment (such as facing the cliff, the place where people is impossible to reach ) with the limited instruments, which could be some reference value in field surveying. Key words:
Digital mapping
No prism total station
Spatial forward
Theodolite 引言： 近年来，地裂地陷、地表塌方、山体滑坡、泥石流等各种灾害频繁发生，给人类带来了巨大的财产、生命的损失。与此同时，人们不得不对环境问题、生态问题日益关注，环境保护问题便被提到了人们的议事日程之中，倍受人们的重视。矿山的开采对人类的影响也是相当严重的，他造成水土污染、矸石山堆积、地面塌陷、当地生态环境严重破坏等问题，给人们的现实生活产生了很大的不利因素。如何减少在矿山开采的过程中的环境的污染与生态破坏，采取积极的措施，加大对已破坏的环境、生态问题进行有效的治理已成为矿山开采者的[1]必须履行的责任。 本文针对在为矿山矸石山复垦治理中产生的实际问题为实例，讲述了在对煤矿的矸石山的数字化测图时，采用普通的全站仪替代无棱镜全站仪对矸石山进行数字化测图并生成大比例尺地形图，为矸石山的复垦提供一手的资料。通过现场的实时测量并分析验证相关数据，得出结论，在进行大比例尺数字测图时，用全站仪代替无棱镜全站仪能够满足精度要求，从而实现安全、简捷、低成本的完成了测量任务，具有较好的工程效果。 1、测图的背景： 矸石山是有较多的碎小的矸石堆积而成的山，其表面很不稳定，容易垮落，坍塌，在对其进行数字化测图时，若按照传统的全站仪碎部采点的方法进行，跑尺人员直接登上矸石山，这是非常危险的。鉴于此种特殊情行，应该采取无棱镜全站仪进行测图，这是比较安全的，可是无棱镜全站仪价格比普通全站仪要贵，采用无棱镜测图无形中就加大了测量的成本，同时采用无棱镜全站仪进行测量时其测量精度与大气条件、所测距离、反射角及反射条件、反射物稳定性要求比较的高，同时耗电量大造成很多的不利影响，这些外在的因素无形中降低[2]了测量的精度、增大了测量的难度。 现从客观现实条件出发，首先，不因新购无棱镜全站仪带来费用的增加的条件下，同时综合考虑安全性、测量精度和测量成本等因素，现采用两台经纬仪同时测量，运用前方交会的原理，来完成对矸石山的地形图的测量，这样既解决了测量中的人员的人身安全问题，又节约了测量的成本，同时经过验证也能够保证测量的精度要求。 2、测量的步骤及原理 2.1施测步骤：首先是设置控制点。在要测量的矸石山一周设置若干个测量控制点，为后面的碎部测量提供首级控制。在设置这些控制点时，注意要将其布设成一个闭合的导线环，来实现导线的精度和自我检测，同时保证至少相邻三个点可以通视；为了便于碎部点的采集，在矸石山地形地貌变化较大的地方，尽量多布设控制点，地形变化不大的地方可以适当的减少控制点。 接下来是碎部点采集。在两个已知控制点A、B上分别架设两台型号、精度一样的经纬仪，用红色激光灯打在要测量的碎部点P上（如果条件允许，在光线较暗或者夜间进行效果更佳，同时，在进行测点时，根据前方交会的要求，构成三角形的形状尽量为正三角形，至00少交会角应大于30并小于150，以保证测量精度），两台经纬仪同时对该点进行观测（观测时两个仪器同时瞄准红色激光灯打在矸石上的点），并记录下来其角度α和β及垂直角γA和γ。 B碎部点采集时仪器的换站顺序。在完成A、B这两个控制点上所有的碎部点的采集后，保持B站的仪器不动，把A站上的全站仪搬到C站，再进行B、C两点之间的碎部点的采集，方法同A、B两点之间的测量方法相同。测量完毕，保持C站仪器不动，把B站的仪器搬到D站上，如此反复搬动仪器进行碎部测量，直至测完矸石山上所有的特征点。
如图1-1 施测过程示意 2.2测量原理：该测图方法的基本原理等同于前方交会的基本原理，即在已知控制点上设站观测水平角，根据已知点坐标和观测角值，计算待定点坐标的一种控制测量方法。 如图1-2所示，根据已知点A、B 的坐标（XA，YA）和（XB，YB）,通过平面直角坐标系反算，
如图1-2 前方交会 可以获得AB边的坐标方位角α和边长S，由坐标方位角α和观测角α可推算出ABABAB坐标方位角αAP，由正弦定理可得AP的边长S。由此 AP ，根据平面直角坐标系正算公式，即可求得待定点P的平面坐标，即 ?xP?xA?S?cos?AP
（1-1） ?y?y?S?sin??PAAP当A、B、P按逆时针编号时，?AP??AB?? ，将其代入上式，得 xP?xA?SAP?cos(?AB??)?xA?SAP?(cos?ABcos??sin?ABsin?) yP?yA?SAP?sin(?AB??)?yA?SAP?(sin?ABcos??cos?ABsin?) 顾及 ?xB?xA?SAB?cos?AB ??yB?yA?SAB?sin?AB则有 SAP?sin??x?x???xB?xA??cot???yB?yA??A???PSAB?
（1-2） ??y?y?SAP?sin???y?y??cot???x?x??PAABA??B?SAB?由正弦定理可知： SAP?sin?sin?sin??sin?1?sin??? SABsinPsin?????cot??cot?将上式代入1-2，并整理即可得到 xA?cot??xB?cot???yB?yA???xP?cot??cot??
（1-3） ??y?y?yA?cot??yBcot???xB?xA?PA?cot??cot??式1-3即为前方交会计算公式，通常也将其称为余切公式，这就是平面坐标计算的基本公式[3-4]之一，在平面坐标计算中占有很重要的地位。 高程的计算方法同上面一样，以A点为出发点计算P点高程时， 计算如下：HPA?iA?SPAtan?A?HA
（1-4） 式中：iA―A点仪器高； SAP―A点到P点的距离，上面已经算出； HA―A点的高程；γA―A点到P点的垂直角。 若以B点为出发点计算P点高程时， 计算如下：
HPB?iB?SBPtan?B?HB
（1-5）式中：iB―B点仪器高；SBP―B点到P点的距离，上面已经算出； HB―B点的高程；γB―B点到P点的垂直角。 2.3、精度的评定 测量规范中，对点位高程中误差有明确规定：《城市测量规范》要求四等网最弱相邻点的相对点位中误差不得超过5cm, 四等以下最弱点点位中误差在1:500图中不得超过5cm、, 小于1:500图不得超过10cm , 图根点相对于图根起算点的点位中误差不得大于图上0.1mm, 各等水准网最弱点高程中误差不得超过2cm, 图根点相对于图根起算点的高程中误差, 不得大于测图基本等高距的十分之一。 高程精度评定：由A、B两点计算P点的高程值得HA、HB，根据中误差公式:MH?20L(mm)，式中，L――两点之间的距离（M）。 计算出P点中误差MA、MB，若HA、HB分别与H,=，，HA+HB2做差（P点高程未,知，近似设两次测量平均值为真实值），所得HA、HB均小于MA、MB，认为H为P点高程值，高程精度符合要求。 平面坐标的精度评定：在完成A、B点测测量后，将A站搬到C站上，再次对准P点测量，如图1-3所示。
如图1-3 精度检核 先按三角形ABP由已知点A、B的坐标和观测角α1、β1计算交会点P的坐标xP',yP'，再按三角形BCP由已知点B、C的坐标和观测角α2、β2计算交会点P的坐标xP\,yP\，若两组坐标的较差e在允许限差之内（对于这种大比例尺出数字化测图，其精度按照图根控制测量要求，两组坐标较差的限差可按不大于两倍测图比例尺精度来规定，即 ????e??x'P?x\P???y'P?y\P??2?0.1?M?mm?
（1-5） 22式中M为测图比例尺分母），则取两组坐标的平均值为P点的最后坐标。 设前方交会的图形如图1-4所示，
2点前方交会 A、B为已知点， P为交会点，α、β为观测角，∠APB为交会角，计算P点坐标的余xAcot??xBcot???yB?yA??x??Pcot??cot??切公式为：
（1-6） ?y?yAcot??yBcot???xB?xA?P?cot??cot??在考虑起始点误差的前提下，对上式进行微分得： 三亿文库包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、外语学习资料、中学教育、各类资格考试、高等教育、行业资料、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、双经纬仪激光对点代替无棱镜全站仪在大比例尺数字测图中的应用(修改)98等内容。　
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