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地形圖測繪論文8篇

時間:2023-03-17 17:59:27

緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇地形圖測繪論文,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!

地形圖測繪論文

篇1

關(guān)鍵詞:數(shù)字化測圖,城市建設(shè)

 

數(shù)字化測圖不同于傳統(tǒng)的模擬法測圖,在測量實(shí)踐中應(yīng)正確認(rèn)識與掌握數(shù)字化測圖的特點(diǎn)。論文格式,城市建設(shè)。根據(jù)數(shù)字化測圖的特點(diǎn)和多年在野外工作的經(jīng)驗(yàn),和同志們交流一下想法,僅供參考。

在控制測量中,使用GPS測量時,除必要的測量起算數(shù)據(jù)外,盡可能要自已知檢測點(diǎn),檢測合格后,再把檢測點(diǎn)加入控制網(wǎng)作為已知點(diǎn)進(jìn)行平差計算,這樣要以有效檢測測量精度,防止測量錯誤。使用全站儀進(jìn)行碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集時,應(yīng)嚴(yán)格注意輸入測站點(diǎn)與后視點(diǎn)。如果測站點(diǎn)與后視點(diǎn)錯號(點(diǎn)號與位置均認(rèn)識錯誤),實(shí)踐證明無法檢測出來,造成內(nèi)業(yè)處理上的不便。數(shù)字化測圖內(nèi)業(yè)圖形編輯主要依靠外業(yè)記錄,外業(yè)測量時,記錄員應(yīng)詳細(xì)記清測點(diǎn)點(diǎn)號、點(diǎn)的屬性、連線關(guān)系,必要時繪制草圖。否則,內(nèi)業(yè)處理時,容易造成錯亂。數(shù)字化測圖等高線的勾繪完全取決于野外的測點(diǎn),因此在地貌測繪時,立尺員應(yīng)合理選擇地貌特征點(diǎn),并認(rèn)真了解觀察地形,復(fù)雜地區(qū)應(yīng)簡單繪制地形草圖,以便使勾繪的等高線更加符合測區(qū)情況。由于數(shù)字化測繪相對于傳統(tǒng)平板測圖具有精度高、作業(yè)效率高、勞動強(qiáng)度小等顯著經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢,加之近年來數(shù)字化測繪設(shè)備價格的持續(xù)下降,規(guī)劃、設(shè)計等用圖單位普遍采用計算機(jī)設(shè)計而要求提供數(shù)字化測繪成果等因素,測量單位普遍采用野外數(shù)字化測繪完成大比例尺地形測量工作。數(shù)字化測圖已基本淘汰傳統(tǒng)的平板儀測圖技術(shù),成為占主導(dǎo)地位的技術(shù)方法。而是數(shù)字化時代對測繪成果應(yīng)用方法變革的必然結(jié)果。它引起了一些更深層次的問題,目前對其重要意義尚認(rèn)識不足,現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范、測繪產(chǎn)品價格體系均有與之不適應(yīng)的地方,并就此提出自己的看法:

數(shù)字化測繪對作業(yè)人員的操作技能要求降低,業(yè)務(wù)培訓(xùn)應(yīng)有新的側(cè)重 ,數(shù)字化測圖是采用全站儀直接測取碎部點(diǎn)坐標(biāo)和高程,計算機(jī)編輯成圖的技術(shù)方法。論文格式,城市建設(shè)。數(shù)字化測圖按作業(yè)方法可分為編碼和無碼兩種,編碼方法在測點(diǎn)時必須按碎部點(diǎn)的類型及相互間聯(lián)系輸入特征編碼以便事后編輯成圖。操作儀器的作業(yè)員不僅要熟記編碼,還要時刻觀察地形才能正確輸入,因此,這種方法對操作人員的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)均有較高要求。就處理碎部點(diǎn)間關(guān)系而言,實(shí)際上與平板儀測圖無異。無碼方法則不需輸入任何編碼,而是代之以棱鏡處作業(yè)員繪制草圖記錄所測點(diǎn)之位置、點(diǎn)號及與其它點(diǎn)的聯(lián)系。測站照準(zhǔn)目標(biāo)測取數(shù)據(jù)后,只需向棱鏡處作業(yè)員報告碎部點(diǎn)點(diǎn)號而已,測站與棱鏡間聯(lián)絡(luò)較少,測圖工作實(shí)際上主要在棱鏡處進(jìn)行。由于測點(diǎn)時不需觀察地形,因而測量速度很快,一臺儀器可觀測二至三個棱鏡,相當(dāng)于兩三個平板測圖組,外業(yè)測圖效率很高。作業(yè)時,繪制草圖的作業(yè)員在棱鏡處現(xiàn)場繪制,簡單而不易出錯,只需熟悉地形、地物表示方法即可勝任;而觀測員操作全站儀測點(diǎn)精度很高,數(shù)據(jù)傳輸又是自動進(jìn)行,避免了人為的錯誤和讀數(shù)誤差;內(nèi)業(yè)編輯則是計算機(jī)展點(diǎn),對照草圖應(yīng)用繪圖軟件的各種編輯工具成圖,等高線自動完成,輕松快捷。從理論上講,數(shù)字圖中碎部點(diǎn)精度與作業(yè)員操作技能關(guān)系不大,正常情況下已達(dá)到圖根點(diǎn)的水平,測量誤差可忽略不計。論文格式,城市建設(shè)。所以在數(shù)字化測繪條件下,對作業(yè)人員的操作技能要求大大降低,進(jìn)一步提高成圖質(zhì)量只能靠提升作業(yè)人員的理論水平,即由"測得準(zhǔn)"轉(zhuǎn)到"如何測,如何表示"上來。為適應(yīng)這種新的形勢,今后測繪技術(shù)人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)重點(diǎn)要從熟練、準(zhǔn)確的技能訓(xùn)練轉(zhuǎn)移到地形、地物的正確表達(dá),計算機(jī)繪圖理論、不同使用目的下地形圖的不同取舍等更深層次的內(nèi)容上來。

比例尺的概念將淡化,而代之以具體的測繪要求,傳統(tǒng)的平板測圖由于一定幅面內(nèi)地形符號的負(fù)載及表現(xiàn)能力的局限,不得已分為各種比例尺。而且為了地形圖使用時量算方便,大比例尺實(shí)際上主要是1:500、1:1000兩種。由于紙質(zhì)地形圖上同樣長度的距離誤差,代表的實(shí)際長度不同,所以不同比例尺地圖不光細(xì)致程度不同,精度也不同,相互間很難轉(zhuǎn)換,常常造成重復(fù)測繪?,F(xiàn)在數(shù)字化測圖仍沿用傳統(tǒng)平板儀測圖的要求劃分比例尺,用來確定測繪細(xì)部的細(xì)致程度和定義繪圖輸出時點(diǎn)狀符號大小,及部分線狀符號(坎、斜坡等)的長短、間隔寬窄等??紤]到輸出紙質(zhì)地圖并不是數(shù)字化測圖的最終目的,數(shù)字化圖的使用主要在計算機(jī)上進(jìn)行。而在計算機(jī)中地形元素之間距離、方位關(guān)系由其坐標(biāo)決定,圖形縮放時圖上數(shù)據(jù)與實(shí)地數(shù)據(jù)關(guān)系換算自動完成,無所謂比例尺,精度也不因圖形縮放而異。所以除點(diǎn)狀字符及部分線狀符號大小定義不同外,不同比例尺數(shù)字地圖間差別僅僅是細(xì)致程度不同而已。目前各地經(jīng)濟(jì)建設(shè)蓬勃發(fā)展,地形、地貌變化很快,新測的地形圖很快就會失去現(xiàn)勢性。考慮到數(shù)字化地圖采用不同地物、地形類別分層存儲,并且具有無級縮放顯示,地圖符號負(fù)載量限制相對較小,精度與比例尺無關(guān)等優(yōu)勢。所以可以設(shè)想,應(yīng)淡化比例尺的概念,用圖單位根據(jù)實(shí)際用途提出具體的測繪內(nèi)容,不再涉及比例尺大小。而測繪單位也不再根據(jù)測量規(guī)范按比例尺所限定的測繪內(nèi)容,花費(fèi)人力、物力測繪數(shù)量眾多、存在時期短,從用戶的角度來看沒有什么意義地形、地物。這對提高作業(yè)效率、節(jié)省經(jīng)費(fèi)都是一個很有實(shí)際意義的問題,值得有關(guān)方面研究。

在數(shù)字化測繪條件下,作業(yè)人員的操作技能已不是決定成圖質(zhì)量的重要因素。數(shù)字化測繪精度很高,地形圖的質(zhì)量主要取決于碎部點(diǎn)位的確定,地形、地物的合理表達(dá),作業(yè)人員根據(jù)地形圖的使用目的所作出的正確取舍等因素,作業(yè)人員技術(shù)培訓(xùn)應(yīng)與之相適應(yīng)。

在數(shù)字采集、實(shí)地記錄、內(nèi)業(yè)編輯的工作結(jié)合上多下功夫,目前測繪單位已普遍采用數(shù)字化測圖的條件下,已不能適應(yīng),值得認(rèn)真審視。在內(nèi)業(yè)圖形編輯時,各類地物符號應(yīng)嚴(yán)格按照地形圖圖式要求進(jìn)行編輯。繪圖軟件中地物符號一般按控制點(diǎn)、居民地、獨(dú)立地物、交通設(shè)施、管線設(shè)施、水系設(shè)施、地貌土質(zhì)、植被園林、境界線分類,在此基礎(chǔ)上,每大類又包含許多項(xiàng),共計大約670多項(xiàng)。論文格式,城市建設(shè)。因此,在外業(yè)測量記錄時要準(zhǔn)確,在內(nèi)業(yè)圖形編輯時,根據(jù)地物的類別選取對應(yīng)的地物符號進(jìn)行編輯,以滿足數(shù)字化成圖的規(guī)范要求。圖形編輯應(yīng)遵循“不清不繪”的原則,對記錄不清的暫時不編輯,經(jīng)外業(yè)檢查后再進(jìn)行編輯處理。論文格式,城市建設(shè)。圖形編輯應(yīng)遵循“邊編輯邊注記”的原則。論文格式,城市建設(shè)。對于在測區(qū)來說,野外采集的信息很多,為避免錯誤,每編輯完一個完整的地物,應(yīng)及時加上必要的符號和文字注記,如獨(dú)立樹,應(yīng)注記樹的類別等。數(shù)字化測圖在分組測量時,各組測量的數(shù)據(jù)編輯完成后,應(yīng)將整個測區(qū)拼接起來,認(rèn)真檢查各組測圖的銜接情況,檢查處理后,現(xiàn)考慮整個測區(qū)地形圖分幅的問題。數(shù)字化地形圖內(nèi)業(yè)圖形編輯完成后,應(yīng)利用繪圖機(jī)繪出樣圖,到實(shí)地進(jìn)認(rèn)真的檢查。檢查內(nèi)容主要包括地物有無漏測、屬性注記是否與實(shí)際相符、陡坎的走向、電力線和通訊線的連線關(guān)系、等高線是否反映實(shí)際等等。對內(nèi)業(yè)處理中有疑問的地方應(yīng)重點(diǎn)檢查。實(shí)踐證明,實(shí)地檢查是數(shù)字化測圖必不可少的重要環(huán)節(jié)。

篇2

關(guān)鍵詞:三維技術(shù);數(shù)字地形圖;測繪工程

1.引言

地形圖是對客觀存在的特征的一種科學(xué)的概括(綜合)和抽象。由于其客體是一個豐富多彩、千姿百態(tài)的三維空間實(shí)體,所以,人們一直在探討一種既能全面、準(zhǔn)確和直觀地反映這個實(shí)體,又能在其上面方便地進(jìn)行分析、規(guī)劃和設(shè)計的“地形圖”。隨著數(shù)字地形圖的廣泛應(yīng)用,為了便于進(jìn)行空間方面的量測和分析,人們對它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求,為此,在借鑒二維數(shù)字地形圖和數(shù)字地面(或高程)模型優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,克服二維數(shù)字地形圖在空間表示和應(yīng)用方面的不足,提出了測繪三維數(shù)字地形圖的想法。

本論文主要結(jié)合三維技術(shù),將三維技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字地圖測繪方面,以期從中找到合理有效的三維數(shù)字地圖測繪技術(shù)的應(yīng)用方法與經(jīng)驗(yàn),并以此和廣大同行分享。

2.三維數(shù)字地圖概述

三維數(shù)字地形圖具有如下特征:

①它既能反映制圖區(qū)域內(nèi)地球自然表面的高低起伏,又能反映其上地物立體形狀。

②它是用三維離散點(diǎn)表示地形或地貌以及地物空間立體形態(tài)的矢量地圖,在反映地物的平面位置或大小與豎直方向的高程或高度(所謂高度就是地面上空一點(diǎn)沿鉛垂線到地面的距離)時,都是按1:1或同一比例尺表示的。

③它在反映空間地理信息時都是比較精確、細(xì)致和詳細(xì)的,用比例尺(或空間分辨率)的概念表示就是大比例尺(或高分辨率)的,如1:500(或0.05米)、1:1000(或0.1米)和1:2000(或0.2米),且通常都是小區(qū)域的。

④它只能是數(shù)字或電子形式的,不能是紙質(zhì)的。

三維數(shù)字地形圖是基于抽象符號的三維空間數(shù)據(jù)顯示和可視化表達(dá),它對客觀世界的表達(dá)更完整準(zhǔn)確,它以立體造型技術(shù)向用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象,可以全面準(zhǔn)確的反映地理實(shí)體的空間特性,不僅能夠表達(dá)空間對象間的平面關(guān)系,而且能描述和表達(dá)地面的高程和地物的高度,極大地提高了數(shù)字地圖的空間表現(xiàn)能力和量測水平,從而提高了地圖的空間認(rèn)知能力和空間分析能力。所以,我們可以將其應(yīng)用于許多工程項(xiàng)目當(dāng)中去,尤其在復(fù)雜地形里更會體現(xiàn)其應(yīng)有的價值,它包括查詢?nèi)我馓卣鼽c(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程即三維坐標(biāo),測量或查詢?nèi)我鈨蓚€特征點(diǎn)之間的傾斜距離、水平距離、高差、坡度、水平方位角和空間方位角;計算或查詢電線、公路、鐵路、灌渠等線狀地物的空間長度等三維量測;以及空間兩點(diǎn)的通視分析,燈光照射范圍分析等三維分析。這給各種工程規(guī)劃和設(shè)計帶來了許多方便,而且其效果是立竿見影的。另外,以三維數(shù)字地形圖為基礎(chǔ)制作各類三維影像地圖或進(jìn)行三維空間數(shù)據(jù)的可視化,可以使它們更加逼真、更加準(zhǔn)確。就像二維數(shù)字地圖是二維GIS的基礎(chǔ)一樣,三維數(shù)字地圖也是三維GIS的基礎(chǔ)。因此,三維數(shù)字地圖是三維空間數(shù)據(jù)顯示和管理技術(shù)――虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和三維GIS的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ),研究三維數(shù)字地圖將有力地推動虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和三維GIS的發(fā)展。

3.三維數(shù)字地圖測繪關(guān)鍵技術(shù)探討

3.1 三維空間數(shù)據(jù)的實(shí)時獲取

(1) 衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)

衛(wèi)星定位和全站儀集成的技術(shù)將是未來測量技術(shù)發(fā)展的一個方向。傳統(tǒng)的控制測量是一件十分辛苦的事,特別是在地面測量控制點(diǎn)缺乏,地標(biāo)不明顯的時候,測量工作格外困難。GPS定位無需仰仗地面控制點(diǎn),只要在沒有遮蔽的情況下,幾乎不受地形、地物、天氣的限制,抗干擾性能好,實(shí)時定位速度快,所以使用GPS作為控制測量的工具,大大改善了傳統(tǒng)測量的不便。事實(shí)上,GPS已成為我國控制測量的主要手段,在精密工程測量中也得到了廣泛應(yīng)用。從GPS技術(shù)出現(xiàn)之時起,科研人員就在不斷地探索希望能夠提高GPS的定位精度并拓寬其應(yīng)用的領(lǐng)域。差分GPS技術(shù)的出現(xiàn),大大提高了原有GPS的精度。隨著定位精度的進(jìn)一步提高,此后又產(chǎn)生了實(shí)時動態(tài)測量技術(shù)(Real Time Kinematic,RTK)用來滿足廣大用戶實(shí)時、高效的需求。但是GPS RTK的應(yīng)用受制于城市中衛(wèi)星信號接受不足以及高程異常的缺陷,在獲取地物的高度值h時有一定難度。

(2) 激光測量技術(shù)

隨著激光技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,激光測量技術(shù)已經(jīng)從靜態(tài)的點(diǎn)測量發(fā)展到動態(tài)的實(shí)時跟蹤測量再到三維立體量測領(lǐng)域。上個世紀(jì)末期,美國的CYRA公司和法國的MENSI公司率先將激光技術(shù)應(yīng)用到3D測量領(lǐng)域。它通過采用高速激光掃描測量的方法,大面積、高分辨率地快速獲取被測空間對象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)(x ,y, z),為快速構(gòu)建目標(biāo)物體的三維模型提供了一種全新的技術(shù)手段。由于其具有快速性,不接觸性,穿透性,高密度、高精度,實(shí)時、動態(tài)、主動性,數(shù)字化、自動化等等諸多優(yōu)點(diǎn),其廣泛的推廣應(yīng)用會像GPS一樣引起測量技術(shù)的又一次革命。

3.2 地圖特征要素的提取

要實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字地形圖的測繪,關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)對地形圖建筑物等三維物體的數(shù)字建模,而如何有效獲取地形圖的特征要素,無疑是提高三維數(shù)字地形圖模型的精度的最直接有效的方法。提高三維數(shù)字地形模型建模的精度,有兩種最有效的方法:

(1)改善原始數(shù)據(jù)的精度,原始數(shù)據(jù)中地形采樣點(diǎn)的分布、密集程度都會直接影響到三維數(shù)字地形的精度,可以通過在原始數(shù)據(jù)中增加高程控制點(diǎn)的方法來改善其精度。

(2)特征地形要素的提取,通過采集或者原有的數(shù)據(jù)提取的地形表面的點(diǎn)、線特征數(shù)據(jù)(包括地形特征點(diǎn)、谷脊線、斷裂線以及構(gòu)造線等),然后將這些特征地形要素數(shù)據(jù)加入到原始高程控制點(diǎn)數(shù)據(jù)中參與建模的整個過程,可以更加真實(shí)、逼真的反映地形信息。在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于新地形采樣點(diǎn)的加入或者目標(biāo)對象的動態(tài)變化例如道路改建、地表深陷或隆起等,就需要提取新的特征地形要素即插入新的采樣點(diǎn)或者刪除已變化的采樣點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對三維數(shù)字地形圖的動態(tài)修改和更新。

三維規(guī)則格網(wǎng)模型Gird在表達(dá)特殊地形方面有更大的優(yōu)勢例如陡崖(坎/岸)、凹陷、隆等地形起伏明顯的地方,不用像二維數(shù)字地形圖一樣用二維符號來表示,而用三維規(guī)則格網(wǎng)地形模型就直觀的顯示,一目了然,省略了符號表示的復(fù)雜和不直觀性。

4.結(jié)語

三維數(shù)字地形圖在工程應(yīng)用中有著的重要地位和廣泛前景,是一種較新的三維繪圖技術(shù),目前正處于初始探討研究階段,本文開展了三維數(shù)字地形圖測繪技術(shù)理論和方法的研究,詳細(xì)探討了三維數(shù)字地圖測繪實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)問題,對于今后進(jìn)一步提高三維數(shù)字測繪地形圖技術(shù)的應(yīng)用具有較好的借鑒和指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn):

[1] 郭嵐,楊永崇.三維數(shù)字地形圖及其應(yīng)用的研究[J].測繪通報,2002,(2):57-62.

[2] 郭嵐,楊永崇,唐紅濤.地理信息的三維表達(dá)理論與技術(shù)的研究[J].工程勘察,2009,37.

篇3

摘要:本文通過對《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》(GB/T 20257.1-2007)的解讀,并指出了該《圖式》的特點(diǎn)及存在的不足,并提出了個人的觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:地形圖 圖式 變化及特點(diǎn) 不足

abstract:This article is base on the understanding of The first part of the National basic scale map,1:500,1:1000,1:2000 map style, to indicate It's unique characteristic and what It's lacking, bring forward my personal views. Keywords: digitise, Topographic maps,Schema, Application.

1.引言

地形圖指的是地表起伏形態(tài)和地物位置、形狀在水平面上的投影圖。地形圖圖式是地形圖上表示各種地物和地貌要素的符號、注記和顏色的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),是測繪和出版地形圖必須遵守的基本依據(jù)之一,是由國家統(tǒng)一頒布執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。

改革開放三十年,中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)處在高速發(fā)展階段。原有的《1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》GB/T 7929—1995已不適應(yīng)現(xiàn)代測繪的發(fā)展,2007年中國國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會及相關(guān)部門頒布并實(shí)施《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》。新版《圖式》的出發(fā)點(diǎn),著眼于數(shù)字化地形圖的出圖及入庫,拋棄了手工繪圖,便于識圖,增加了現(xiàn)代化城市建設(shè)中地物符號,同時對各類符號的應(yīng)用給予詮釋。頒布至今已有四年,在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及測繪生產(chǎn)中起到主要的作用。但在應(yīng)用過程中,同時也發(fā)現(xiàn)了新《圖式》的不足。

2.解讀

新版《圖式》,在符號的標(biāo)識上,添加了如醫(yī)院、展覽館、電影院等公共機(jī)構(gòu)地物符號,圖文并茂,易于識圖。調(diào)整并規(guī)范了《圖式》符號的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),提高了在應(yīng)用領(lǐng)域的兼容性。

2.1新版《圖式》的變化及特點(diǎn)

(1)新版《圖式》規(guī)定的顏色除了單色外,同時可采用CMYK 印刷色彩模式;95版《圖式》對于地形圖顏色規(guī)定采用藍(lán)曬、單色或黑棕綠三色印刷。

(2)新版《圖式》在符號的尺寸及符號間相互關(guān)系上更趨于嚴(yán)謹(jǐn),便于出圖。

(3)新版《圖式》在符號與注記上共分為九個類別:測量控制點(diǎn)、水系、居民地及設(shè)施、交通、管線、境界、地貌、植被與土質(zhì)、注記。與原有的95版《圖式》在符號與注記進(jìn)行相比,將95版《圖式》的工礦建(構(gòu))筑物及其它設(shè)施劃歸到居民地及設(shè)施,將地貌和土質(zhì)拆分開,土質(zhì)劃歸到植被與土質(zhì)分項(xiàng)。

(4)增加、刪除及更改了部分符號。

①.導(dǎo)線及圖根控制點(diǎn)做了相應(yīng)調(diào)整,天文控制點(diǎn)標(biāo)注更加詳細(xì)。

②.居民地及設(shè)施分項(xiàng),新《圖式》中圍墻中間是用方塊來表示, 簡易房新圖示用“簡”字填充, 地下建筑物的出入口分類更加明確, 公共設(shè)施及有標(biāo)志的建筑添加了符號標(biāo)注,例如電信局符號、公共汽車站等,視覺更加形象。

③.新版《圖式》中添加了城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)的街道符號。

④.細(xì)分了變電室(所)的屬性。

⑤.刪除了跡地符號,更換了獨(dú)立樹(棕櫚、椰子、檳榔)符號。

⑥.地物的屬性注記,注記顏色與相應(yīng)地物符號顏色一致。

3 2007版《圖式》的不足之處

《圖式》在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和測繪生產(chǎn)工作中起到非常重要的作用?!秷D式》符號的更新應(yīng)本著以下原則:

①.飛速發(fā)展的現(xiàn)代化規(guī)劃、建設(shè);

②.數(shù)字測繪新技術(shù)的應(yīng)用;

③.在應(yīng)用領(lǐng)域的兼容性;

3.1《圖式》符號制作上的不足

①.新版《圖式》符號的制作,需要結(jié)合現(xiàn)代化社會發(fā)展帶來的新型產(chǎn)物。如商業(yè)繁華中心、機(jī)場、車站等場所中立體停車場的符號未予設(shè)計。

②.由于現(xiàn)代測繪新技術(shù)的發(fā)展,新版《圖式》未能跟得上入庫方面的要求。

③.新版《圖式》與《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》(GBT 13923-2006)頒布時間不一致,造成脫節(jié)。如學(xué)校,在新版《圖式》中分為大學(xué)、中學(xué)(含小學(xué)),而《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》中只有學(xué)校,對應(yīng)代碼為“340101”,在實(shí)際應(yīng)用中需要對《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》進(jìn)行擴(kuò)充。

④.新版《圖式》中,公路等級采用圓圈,在符號制作及入庫時存在一定的技術(shù)難度。

⑤.新版《圖式》中有些符號存在模糊定義,如4.3.99懸空通廊,采用實(shí)線表示,而4.3.5架空房屋采用虛線表示。

⑥.新版《圖式》中有些符號表示不完善,如地下建筑物通道,地下建筑物通常起到人防及停車的作用,有些地下建筑物是商場或者超市。這種情況下,需要針對地下建筑物出入口嚴(yán)格、通俗定義:

上圖中借助了商場及停車場的符號,使讀圖時易懂、方便。

⑦.符號的制作設(shè)計思路宜簡單實(shí)用,尤其是對日常生活中經(jīng)常接觸的地物符號,應(yīng)“圖文并茂”。如新版《圖式》中賓館、停車場的符號,簡單易讀。而電信局、郵局的符號形狀復(fù)雜,不易判讀。

4.結(jié)論及建議

地形圖涉及的社會行業(yè)非常多,如電信、交通、天氣、環(huán)保、治安、農(nóng)林等部門。地形圖圖式是用來識別地形圖的標(biāo)識,標(biāo)準(zhǔn)的圖式能夠科學(xué)的反應(yīng)實(shí)際場地的形態(tài)和特征,既要滿足專業(yè)技術(shù)人員規(guī)劃、設(shè)計,也要滿足非專業(yè)人士的淺讀,是多個行業(yè)技術(shù)人員識別地形圖的交換語言。圖式符號的制作,應(yīng)該汲取“漢字”的構(gòu)造特點(diǎn)—象形,直觀達(dá)意。

隨著國民經(jīng)濟(jì)與測繪新技術(shù)的發(fā)展以及對地圖需求的不斷提高,地形圖圖式還有待在今后的工作中更新。建議地形圖圖式再更新時,應(yīng)廣泛采納多行業(yè)的意見,與應(yīng)用領(lǐng)域同步,同時在符號的分項(xiàng)分類中,留出擴(kuò)充空間。

參考文獻(xiàn):

[1]《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》(GB/T 20257.1-2007)[S].

[2]《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》(GBT 13923-2006)[S] .

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關(guān)鍵詞:LiDAR;鐵路勘察設(shè)計,DEM;DLG

中圖分類號:TN958.98文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 03-0000-02

Airborne LIDAR Technology in Railway Survey and Design Application and Benefit Analysis

Han Zujie

(Railway Third Survey and Design Institute Group Co.,Ltd.,Tianjin300142,China)

Abstract:Airborne laser radar technology (LiDAR) is a new remote sensing technology,because of its high precision and efficiency,in terms of rapid development of topographic mapping,currently nearly 20 sets of LiDAR systems.This paper studies LiDAR technology in railway engineering survey and design the content,products,and effects,on the basis of aerial photogrammetry and traditional methods are compared to prove LiDAR technology in the railway survey and design of the feasibility and superiority.

Keywords:LiDAR;Railway survey and design;DEM;DLG

一、引言

機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)(LiDAR)是一種全新的遙感技術(shù),自上世紀(jì)90年代在德國首次出現(xiàn)商用樣機(jī)系統(tǒng)以來,因其高精度和高效率,在地形測繪方面得到快速發(fā)展。目前,全球已經(jīng)有幾十套商用系統(tǒng)在使用,主要實(shí)用系統(tǒng)有:Topscan、Optech、TopEye、Saab、Fli-map、TopoSys、HawkEye、Leica ALS50/60系列、Falcon等。

上世紀(jì)90年代中后期至今,美國、德國、加拿大、澳大利亞、瑞典和芬蘭等國家,先后成功應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了地形測量、森林資源調(diào)查與評估、三維城市建模等試驗(yàn)與工程實(shí)踐。特別是芬蘭和德國,已經(jīng)采用這項(xiàng)技術(shù)建立了全國或者大部分國土的DEM,達(dá)到了理想的效果。目前在國內(nèi)已經(jīng)有接近20套LiDAR設(shè)備,其中,北京星天地信息科技有限公司、山西亞太數(shù)字遙感新技術(shù)有限公司、廣西桂能信息工程有限公司、廣州建通測繪技術(shù)開發(fā)有限公司以及東方道邇公司等單位已經(jīng)先后開展了實(shí)驗(yàn)和工程飛行,主要用于生產(chǎn)數(shù)字高程模型(DEM)、正射影像(DOM),進(jìn)而制作線劃圖(DLG)等。本研究將使用LiDAR技術(shù)對鐵路勘察工程設(shè)計進(jìn)行研究與試驗(yàn),介紹其主要產(chǎn)品及應(yīng)用并對經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評價。

二、機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

(一)機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)簡介

LiDAR系統(tǒng)是一種新型的綜合應(yīng)用激光測距儀、IMU、GPS的快速測量系統(tǒng),可以直接測得地面物體各個點(diǎn)的三維坐標(biāo)。機(jī)載的激光雷達(dá)系統(tǒng)通常還集成高分辨率數(shù)碼相機(jī),用于獲取目標(biāo)影像。從功能上看,機(jī)載激光掃描系統(tǒng)是基于激光測距技術(shù)、GPS技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)這三種技術(shù)集成的一個軟硬件系統(tǒng),其主要目的是為了獲取高精度的數(shù)字表面模型(DSM)。

目前,LiDAR提供的直接數(shù)據(jù)產(chǎn)品為:點(diǎn)云數(shù)據(jù),DSM,DEM,DOM。經(jīng)過后處理可以快速生成等高線、高程點(diǎn)、橫縱斷面圖,完成路線設(shè)計需要的專項(xiàng)測繪內(nèi)容(如架空管線的凈空、交叉角度測繪等),并提供工程設(shè)計模型和景觀設(shè)計模型等。

(二)LiDAR的主要系統(tǒng)構(gòu)成

主要系統(tǒng)構(gòu)成包括:

1.掃描儀組件:激光發(fā)射器、激光信號接收器、機(jī)械組件、掃描鏡及窗口、接口板。

2.設(shè)備支持系統(tǒng):系統(tǒng)控制器、飛機(jī)位置及姿態(tài)測量系統(tǒng)、檢流控制器、激光電源、電源分配器、控制計算機(jī)、連接電纜。

3.附屬軟件:包括項(xiàng)目飛行設(shè)計及對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理(濾波、分類等)處理。

4.控制/顯示器:激光發(fā)射指標(biāo)器、音頻告警器、電路熔斷器、系統(tǒng)診斷數(shù)據(jù)輸出、控制接口。

(三)主要工作原理

通過DGPS(或PPP)和IMU求得航機(jī)線上任意采樣時刻激光發(fā)射中心的空間坐標(biāo)和設(shè)備的空間姿態(tài),內(nèi)插后能夠獲取任意時刻激光光束的姿態(tài)和發(fā)射中心的空間坐標(biāo),通過激光測量激光發(fā)射中心到地面的距離,可以求得每一個激光腳點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)。另外,利用DGPS/IMU可以直接獲取每一張照片的外方位元素,可以快速制作DOM成果。最后將激光點(diǎn)數(shù)據(jù)和數(shù)碼影像進(jìn)行聯(lián)合處理得到高精度的正射影像和數(shù)字高程模型。

三、機(jī)載激光雷達(dá)的應(yīng)用

機(jī)載激光雷達(dá)能夠快速獲取數(shù)字地表模型(DSM),同時,配套的中畫幅數(shù)碼相機(jī)可以獲得同步的數(shù)碼相片,經(jīng)過加工處理可獲得數(shù)字高程模型、分類信息、航空相片的立體像對和正射影像圖。目前還沒有成熟的專業(yè)接口供鐵路勘察設(shè)計工程中使用機(jī)載激光雷達(dá)成果,因此,如何將機(jī)載激光雷達(dá)勘測成果與眾多設(shè)計專業(yè)手段無縫結(jié)合,從海量基礎(chǔ)信息中快速提取或檢索有用的信息為各專業(yè)設(shè)計所用,是機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于鐵路勘察設(shè)計的關(guān)鍵。

結(jié)合鐵路勘察設(shè)計特點(diǎn)和工程應(yīng)用實(shí)踐,一方面將機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)成果進(jìn)行加工,提供滿足專業(yè)應(yīng)用的專題成果,另一方面,改進(jìn)專業(yè)設(shè)計勘察設(shè)計流程,提出新的設(shè)計理念,以便更加有效地利用海量的基礎(chǔ)信息,提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。

利用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)提供的高精度、高分辨率數(shù)字地面模型和正射影像圖,結(jié)合鐵路專業(yè)設(shè)計要求,主要生產(chǎn)以下幾種產(chǎn)品(見圖4):

1.工點(diǎn)地形圖。它是針對鐵路設(shè)計的控制工點(diǎn),在施工圖階段做的更加詳細(xì)的勘測工作,以保證設(shè)計資料的精度和準(zhǔn)確性。如:橋址地形、隧道進(jìn)出口等;

2.斷面圖。主要包括縱斷面和橫斷面,一般它們的精度高于地形圖的精度。主要用于保證設(shè)計線路的平順性和計算工程數(shù)量的準(zhǔn)確性;

3.數(shù)字正射影像地形圖。這是線劃圖的替代產(chǎn)品,通過將正射影像圖疊加等高線、專業(yè)調(diào)查的地質(zhì)界線、自然保護(hù)區(qū)等矢量信息,而形成的一種地形圖,它的信息量更加豐富,更加直觀;

4.專項(xiàng)測繪。針對特殊的專業(yè)需求而進(jìn)行的詳細(xì)勘測工作。如:水文斷面、涵軸測量、電線垂度等;

5.工程中的土石方自動計算、坡度、坡向的計算等;

6.快速構(gòu)建三維虛擬場景,城市建模等。

此外,還可利用高分辨率的影像進(jìn)行專業(yè)調(diào)查、地質(zhì)判視等,便于指導(dǎo)外業(yè)工作,提高外業(yè)勘測的針對性和合理性。

四、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用前景

(一)機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)與常規(guī)航測方法的經(jīng)濟(jì)比較

1.兩種技術(shù)手段外業(yè)控制測量的比較。LIDAR所需的外業(yè)控制點(diǎn)與常規(guī)航測外控的比較,以II級地形1:2000航測地形圖測繪(常規(guī)航測單航帶100km)為例。

(1)首級平面和高程控制網(wǎng)工作內(nèi)容和數(shù)量是基本相同的。

(2)LIDAR系統(tǒng)要求每5-7km測量一個平面和高程控制點(diǎn),每30km測量一處高程校正區(qū),這樣100km線路需要布設(shè)平高控制點(diǎn)17個,高程校正區(qū)3個。而常規(guī)航測方法,采用150mm焦距的航攝儀拍攝,需要75個平高控制點(diǎn);采用210mm焦距的航攝儀拍攝,需要150個平高控制點(diǎn)。

(3)LIDAR系統(tǒng)不因地形等級的變化而改變外業(yè)平高控制點(diǎn)的數(shù)量(適當(dāng)?shù)膶挾?,如不大?0km)。而常規(guī)航測方法會隨著寬度的增加而成倍增加外控點(diǎn)的數(shù)量。

2.橫斷面切繪的經(jīng)濟(jì)比較。以張?zhí)畦F路定測為例,相對于采用Lidar技術(shù)平均1000-1200個橫斷面/人天的工作效率,常規(guī)航測方法每人每天只能切繪300-400個橫斷面,可見工作效率提高了3-4倍,對企業(yè)發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.地形圖制作的經(jīng)濟(jì)比較。以II級地形1:2000地形圖測繪為例。

因?yàn)長IDAR具有高效生成DEM的優(yōu)勢,所以在生成等高線、高程點(diǎn)等具有高程信息的地形信息時具有更高的效率,在這個方面,采用Lidar技術(shù)平均效率為12-15平方公里/(人.天),常規(guī)航測方法每人每天只能測繪2-3平方公里;

航測方法在立體模型下獲?。ǔ雀呔€、高程點(diǎn)之外)矢量信息具有更大的優(yōu)勢,而LIDAR則因其自身離散性獲取能力比較弱,適合于小面積的(除等高線、高程點(diǎn)之外)矢量信息獲取。

(二)成功案例及分析

經(jīng)過試驗(yàn)與實(shí)踐,LiDAR技術(shù)已成功用于多個鐵路項(xiàng)目的勘測設(shè)計項(xiàng)目,減少了內(nèi)業(yè)制圖的壓力,縮短了項(xiàng)目工期,在鐵路各專業(yè)使用中反映良好,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。以某工程為例,泛亞鐵路某段全長257Km,由于距離遙遠(yuǎn),地處國外,而且鐵路過境區(qū)域存在大量地雷區(qū)域,給外業(yè)工作帶來極大不便??紤]到地理因素和方案局部變動的因素,項(xiàng)目在實(shí)際操作中拋棄傳統(tǒng)外業(yè)測量加航測制圖的作業(yè)方式,直接采用機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng),一次性獲取鐵路過境區(qū)域長257km,寬4km的雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)和數(shù)碼影像數(shù)據(jù),利用該數(shù)據(jù)圓滿完成了無外業(yè)控制測量情形的1:10000和1:2000的地形圖成圖任務(wù),不僅避免了人力物力消耗和地雷區(qū)作業(yè)的危險性,而且在內(nèi)業(yè)成圖中,大膽使用數(shù)字正射影像地形圖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DLG,取得了制作者和使用者均滿意的雙贏局面。

(三)推廣應(yīng)用前景

機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)具有巨大的發(fā)展空間和潛力,作為一種新技術(shù),還有許多發(fā)展空間,特別是在數(shù)據(jù)處理算法以及軟件和系統(tǒng)的開發(fā)等方面。隨著用戶數(shù)量的增加,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V,特別是隨著激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,將促進(jìn)機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的革新。在鐵三院于2009年率先在國內(nèi)將機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于鐵路勘察設(shè)計并取得巨大成功后,今年鐵一院、鐵二院、鐵四院都陸續(xù)定購了機(jī)載激光雷達(dá)并加大了人力投入,可見由于其精度高、成本低、周期短等特點(diǎn)在鐵路行業(yè)已經(jīng)被廣泛關(guān)注。鐵路行業(yè)之外,水利、公路、電力、農(nóng)林等行業(yè)也在積極開展相關(guān)的研究和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn):

[1]孟憲軍.鐵路勘察設(shè)計虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究[J].高速鐵路精密測量理論及測繪新技術(shù)應(yīng)用國際學(xué)術(shù)研討會論文集

[2]王長進(jìn).基于機(jī)載激光雷達(dá)的鐵路勘測技術(shù)研究[J].高速鐵路精密測量理論及測繪新技術(shù)應(yīng)用國際學(xué)術(shù)研討會論文集

[3]高文峰,王長進(jìn).鐵路勘測中使用機(jī)載激光雷達(dá)測繪橫斷面相關(guān)問題的探討[J].鐵路航測,2010

[4]高文峰,王長進(jìn).GPS基站布設(shè)對機(jī)載激光雷達(dá)精度影響的研究[J].高速鐵路精密測量理論及測繪新技術(shù)應(yīng)用國際學(xué)術(shù)研討會論文集

[5]徐祖艦.機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)及工程應(yīng)用實(shí)踐[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2009

篇5

[關(guān)鍵詞]地形圖縮編 實(shí)例分析應(yīng)用

[中圖分類號] P284 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-2-180-2

1概述

地形圖縮編是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)工作。傳統(tǒng)手工縮編地圖,要求作業(yè)員具有豐富的專業(yè)知識和工作經(jīng)驗(yàn),而且必須具備很高的作業(yè)水平和技能。而通過軟件以及實(shí)例表明:采用人機(jī)交互的作業(yè)方式,將地圖綜合過程分解,合理地進(jìn)行人機(jī)分工,可以順利地、交互式地完成地圖綜合工作。這種交互式綜合方法可以縮短至少1/4的工作時間,減輕了作業(yè)員的作業(yè)強(qiáng)度,而且提高了作業(yè)精度。這種基于地圖的模型綜合的環(huán)境,不僅能夠完成地圖綜合工作,而且直接產(chǎn)生數(shù)字化數(shù)據(jù),在一定程度上滿足了地理信息系統(tǒng)對多尺度空間數(shù)據(jù)的要求。目前可用于地形圖縮編的軟件有很多,比如南方CASS、AUTOMAP、MAPGIS、GEOWAY、SV300等軟件,本文以SV300軟件為實(shí)例作分析應(yīng)用。

2縮編的流程及方法

2.1縮編流程

為快速高效地完成縮編工作我們可以按照如下工作流程進(jìn)行縮編工作。

2.2縮編方法

大比例尺地形圖縮編為小比例尺地形圖的過程實(shí)際上就是制圖綜合,其對地圖各要素的操作主要有以下基本方法:選取和概括。例如要將1:500的地形圖縮編為1:2000的地形圖,則可將各地理實(shí)體按編圖方法做如下劃分,如表2-1所示[1]。

3實(shí)例分析及應(yīng)用

3.1數(shù)據(jù)分析

本論文所采用的實(shí)例是以1∶500數(shù)字地形圖縮編為1:2000數(shù)字地形圖項(xiàng)目數(shù)據(jù),其原始數(shù)據(jù)是通過全站儀測圖制作的數(shù)字地形圖,該數(shù)據(jù)在AutoCAD平臺上制作而成,數(shù)據(jù)的屬性結(jié)構(gòu)較簡單,分層不合理,只將地物分成交通、管線、居民地、植被等14個大類(圖層),符號編碼較符合規(guī)范,存在點(diǎn)面符號使用不統(tǒng)一、信息重復(fù)等問題,給縮編帶來了一定的難度。

3.2技術(shù)要求

3.2.1縮編后地形圖的基本要求

(1)縮編后的地形圖應(yīng)保持應(yīng)有的精度。(2)主要地形、地貌、地物不變形。地物取舍綜合合理,圖面清晰易讀。(3)圖式符號正確,交通網(wǎng)絡(luò)齊全。(4)地理名稱選取、注記合理,文字注記符合等級要求,字體大小統(tǒng)一。

3.2.2縮編技術(shù)指導(dǎo)

(1)控制點(diǎn)選?。悍锹袷c(diǎn)不表示。圖幅內(nèi)一般保留5~8個8秒以上控制點(diǎn),等級控制點(diǎn)不夠時,非居民區(qū)內(nèi)的埋石圖根點(diǎn)依據(jù)控制點(diǎn)的密度需要適當(dāng)選取。(2)地形地物選取及編繪:如居民區(qū)內(nèi)面積小于圖上4mm2的房屋,居民區(qū)內(nèi)面積小于圖上10mm2的簡易房屋、棚房,依房屋搭建的簡易房、棚房等均可刪除。(3)圖名選?。簣D名應(yīng)以1:2000地形圖上的行政機(jī)關(guān)、學(xué)校、主要村名或主要地理名稱作為圖幅名稱,按以下原則選取。①選取圖內(nèi)有注記的機(jī)關(guān)、事業(yè)以及較大型的國營企業(yè)單位名稱。②選取行政村名或較大的自然村名、地理名稱。③在所有大比例尺縮編圖內(nèi)選取一個較合理的名稱[1]。(4)另有房屋、交通設(shè)施、管線設(shè)施、水系設(shè)施、地貌土質(zhì)、植被園林、高程點(diǎn)選注、梯田及水田的選取及表示方法等均可概括和選取,具體技術(shù)要求見表2-1。

3.3縮編具體步驟

3.3.1圖幅拼接及自動縮編

利用16幅1:500地形圖拼接而成,采用AutoCAD中的“INSERT BLOCK”命令,根據(jù)圖幅編號將這些圖幅自動拼接,放大4倍后通過“MOVE”命令生成新圖廓,然后對圖廓進(jìn)行整飾,形成1:2000草圖。將各符號與塊名一一對應(yīng),創(chuàng)建“TXT”文件,然后用程序讀取該文件,進(jìn)行判斷并刪除,而注記可直接利用文字的“STYLE”或“CONTENTS”屬性進(jìn)行批量刪除。這就是自動縮編,通過加載已編的程序可以減少手動縮編的工作量。

3.3.2人工干預(yù)處理

地形圖內(nèi)容繁多,機(jī)械自動縮編不能完全達(dá)到要求,人工干預(yù)非常重要,因?yàn)檫@涉及到工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)和對地形圖的理解,會直接影響到地形圖的成圖質(zhì)量。按照綜合制圖方法,對圖面進(jìn)行細(xì)部修改和整體調(diào)節(jié),使地圖各要素之間的關(guān)系明確,位置清楚,準(zhǔn)確表達(dá)出該區(qū)域的地理特征。

1∶2000地形圖高程點(diǎn)和植被的數(shù)量與1∶500不同,可以用程序進(jìn)行均勻抽稀。但是,部分特征高程點(diǎn),如山頂、山腳、鞍部、橋面等地方的高程點(diǎn)也可能被刪除,因此,我們對這些特征點(diǎn)要手動選取,存儲到新層GCD,其余點(diǎn)均勻抽稀后再將這些特征點(diǎn)轉(zhuǎn)回原來的高程層。

3.3.3成圖檢查

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是數(shù)字地形圖質(zhì)量的關(guān)鍵,是數(shù)字地形圖成圖過程中不可缺少的內(nèi)容。根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的《數(shù)字測繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定和質(zhì)量評定》所要求的兩級檢查一級驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢查。檢查的方法分為軟件檢查、顯示檢查和對比檢查。

4結(jié)束語

大比例尺地形圖通過縮編,在精度上可以滿足相對小比例尺地形圖的精度要求。雖然縮編過程很繁雜,但是縮編成果可應(yīng)用于各種基礎(chǔ)地圖需要,這項(xiàng)工作大大減少了人力、物力和財力的投入,有效地避免了資源的浪費(fèi),提高了單位地圖制作的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]孫雅榮,陳能,施蓓琦.基于AutoCAD的大比例尺數(shù)字化地形圖縮編方法探討.測繪與空間地理信息.2006年4月第29卷第2期.31~34.

篇6

關(guān)鍵詞:GPS輔助空中三角測量;精密單點(diǎn)定位;POS;精度

中圖分類號:TN141文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:

測量工作在礦山勘探、設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營的各個階段起著重要的保障作用,隨著空間信息技術(shù)、數(shù)字信息技術(shù)和自動化、智能化技術(shù)的飛速發(fā)展,新型測繪儀器迅速出現(xiàn)與普及,使礦山測量在工作內(nèi)容和技術(shù)方法等方面發(fā)生了深刻的變革。運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化測量技術(shù)進(jìn)行礦山測量有助于提高礦山測量精度,降低測量工作勞動強(qiáng)度,提高礦山測量效率。

航空攝影測量技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用已經(jīng)歷了較長的時間,并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),較之傳統(tǒng)的測圖方法,利用航空攝影測量技術(shù)成圖速度快、成本低、精度高,是一種應(yīng)用極為廣泛的測圖方法。

精密單點(diǎn)定位技術(shù)的出現(xiàn),為航空攝影提供了新的解決方案。目前國際服務(wù)組織所提供的精密星歷和精密鐘差的精度已經(jīng)很高。隨著接收機(jī)性能的不斷改善,載波相位精度不斷提高,以及大氣改正模型和改正方法不斷深入,為精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用航空攝影中提供了可能性。[1]

本文以礦區(qū)大小比例尺地形圖測繪生產(chǎn)為例,介紹了并進(jìn)行基于精密單點(diǎn)定位的GPS/ POS輔助空中三角測量試驗(yàn),分析并比較了空中三角測量方法的加密精度,得出了基于精密單點(diǎn)定位的GPS/ POS輔助攝影進(jìn)行大小比例尺航測成圖時新的像控布點(diǎn)、像控測量以及GPS/ POS輔助空中三角測量加密的方法。

1精密單點(diǎn)定位技術(shù)

精密單點(diǎn)定位(PPP-Precise Point Positioning)指得是利用載波相位觀測值以及IGS等組織提供的高精度的衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差來進(jìn)行高精度單點(diǎn)定位的方法。利用IGS提供的高精度的GPS精密衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘差,以及單臺雙頻GPS接收機(jī)采集的載波相位觀測值,采用非差模型進(jìn)行精密單點(diǎn)定位。精密單點(diǎn)定位的優(yōu)點(diǎn)在于在進(jìn)行精密單點(diǎn)定位時,除能解算出測站坐標(biāo),同時解算出接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差、電離層和對流層延遲改正信息等參數(shù),這些結(jié)果可以滿足不同層次用戶的需要(如研究授時、電離層、接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差及地球自轉(zhuǎn)等)。[1]

2GPS輔助空中三角測量的定義及方法

GPS輔助空中三角測量是利用GPS定位技術(shù)獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標(biāo),然后將GPS攝站坐標(biāo)視為帶權(quán)觀測值與攝影測量數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合平差,確定目標(biāo)點(diǎn)位,并評定其質(zhì)量的理論、技術(shù)和方法。[4]

3IMU/DGPS輔助航空攝影測量定義及方法

IMU/DGPS輔助航空攝影測量是指利用裝在飛機(jī)上的GPS接收機(jī)和設(shè)在地面上的一個或多個基站上的GPS接收機(jī)同步而連續(xù)地觀測GPS衛(wèi)星信號,通過GPS載波相位測量差分定位技術(shù)獲取航攝儀的位置參數(shù),應(yīng)用與航攝儀緊密固連的高精度慣性測量單元(IMU,Inertial Measurement Unit)直接測定航攝儀的姿態(tài)參數(shù),通過IMU, DGPS數(shù)據(jù)的聯(lián)合后處理技術(shù)獲得測圖所需的每張像片高精度外方位元素的航空攝影測量理論、技術(shù)和方法。

將基于IMU/DGPS技術(shù)直接獲取的每張像片的外方位元素,作為帶權(quán)觀測值參與攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差,獲得更高精度的像片外方位元素成果。這種方法即IMU/DGPS輔助空中三角測量方法(國際上稱Integrated Sensor Orientation,簡稱ISO)。[6]

4 試驗(yàn)及其結(jié)果分析

本文就以兩個測區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)1GSD為0.272m,相對航高為2000m,成圖比例尺為1:25000,試驗(yàn)2 GSD為0.15m,相對航高為1100m,成圖比例尺為1:2000,以試驗(yàn)在礦區(qū)基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)的航空攝影測量方法成圖的應(yīng)用。

4.1 試驗(yàn)資料

試驗(yàn)1為了滿足某礦區(qū)信息化管理的需求,為礦區(qū)決策、規(guī)劃、普查、資源整合、開發(fā)、資料申報及建立礦區(qū)全區(qū)域地形圖信息化管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供基礎(chǔ)資料,某礦區(qū)實(shí)施全區(qū)域地形圖信息化管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)-1:25000地形圖航測成圖工程。測區(qū)地處太行山南段與中條山北緣的結(jié)合部,地形復(fù)雜,地貌特征以山地為主。要保質(zhì)保量的按時完成工程任務(wù)只有依靠科技創(chuàng)新,采用新技術(shù),新方法和新裝備才能解決常規(guī)測繪技術(shù)無法解決的難題。

在本工程航空攝影、像片控制測量、空中三角測量和調(diào)繪等環(huán)節(jié)中均采用了新技術(shù)。航空攝影時采用了先進(jìn)的SWDC數(shù)碼攝影系統(tǒng);像片控制測量中同時采用了精密單點(diǎn)定位技術(shù)和似大地水準(zhǔn)面模型兩項(xiàng)新技術(shù);空中三角測量使用GPS輔助空中三角測量等。

試驗(yàn)2為了保證某礦區(qū)更好的發(fā)展規(guī)劃和數(shù)字地形圖的現(xiàn)勢性,建設(shè)成數(shù)字化、生態(tài)型、工業(yè)旅游型中國煤炭工業(yè)品牌礦井,為生產(chǎn)建設(shè)提供科學(xué)、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),某礦區(qū)利用航測方法成1:2000地形圖測繪工程,本工程采用新技術(shù)POS航攝技術(shù)。

4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

為了分析利用精密單點(diǎn)定位技術(shù)進(jìn)行GPS/POS輔助航空攝影測量方法所能達(dá)到的加密精度,通過試驗(yàn)和數(shù)碼相機(jī)的固有優(yōu)點(diǎn),得出一些結(jié)論。圖1為試驗(yàn)1的像控布點(diǎn)方案,圖2為試驗(yàn)2的像控布點(diǎn)方案,表1列出了GPS/POS輔助空中三角測量精度統(tǒng)計表,表2列出了光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度統(tǒng)計表。

圖1 試驗(yàn)1布點(diǎn)方案

圖2 試驗(yàn)2布點(diǎn)方案

表1 GPS/POS輔助空中三角測量精度統(tǒng)計表

表2 光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度統(tǒng)計表

在GPS/POS輔助航空攝影時必須架設(shè)地面基準(zhǔn)站,是需花費(fèi)人力物力而且費(fèi)時的工作,尤其是當(dāng)測區(qū)范圍較大,在帶狀管線項(xiàng)目中需要設(shè)置多個基準(zhǔn)站時,作業(yè)難度相當(dāng)大。此次精密單點(diǎn)定位技術(shù)與數(shù)碼相機(jī)結(jié)合應(yīng)用的成功探索,減少了航飛時基站布設(shè)的工作量。通過上述試驗(yàn)說明,在GPS/POS輔助航空攝影測量中,可以無需布設(shè)地面基準(zhǔn)站。GPS/POS輔助航空攝影按照常規(guī)航空攝影技術(shù)規(guī)程進(jìn)行攝影作業(yè)是可行的。

從表1、表2可以看出, GPS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差與自檢校光束法的結(jié)果是一致的。這表明,該測區(qū)的航攝資料是可用的,GPS攝站坐標(biāo)的解算是正確的,利用該試驗(yàn)區(qū)來進(jìn)行GPS輔助光束法平差的精度分析是值得信賴的。

采用現(xiàn)行幾種航空攝影空中三角測量測量方法,加密點(diǎn)的精度均可滿足所處地

形相應(yīng)比例尺航測內(nèi)業(yè)加密的精度要求。試驗(yàn)1、試驗(yàn)2的精度均符合GB/T 7930-2008《1:500、1:1000、1:2000地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》、GB/T 12340-2008《1:25000、1:50000、1:100000地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》的規(guī)定。對于常規(guī)光束區(qū)域網(wǎng)平差來說精度主要取決于地面控制點(diǎn)的分布與間距,區(qū)域越大,所需的地面控制點(diǎn)越多,本次試驗(yàn)1分別布設(shè)了69個地面控制點(diǎn);對于小比例尺成圖GPS輔助空中三角測量測量而言只需在區(qū)域網(wǎng)的四角布設(shè)4個平高地面控制點(diǎn),其不隨區(qū)域網(wǎng)的大小而變化。對于GPS輔助空中三角測量測量從表1可以看出,隨著地面控制點(diǎn)的減少,區(qū)域網(wǎng)平差的精度有所降低,當(dāng)無地面控制點(diǎn)時尤為明顯。所以,要達(dá)到測量規(guī)范所要求的精度,必須采用合理的地面控制方案;對于POS輔助空中三角測量測量來說,布點(diǎn)方案須經(jīng)實(shí)驗(yàn)區(qū)確定,在試驗(yàn)2測區(qū)共計600平方公里共布設(shè)39個像控點(diǎn)(包括檢測點(diǎn)),節(jié)省了80%的像控點(diǎn),節(jié)約了60%的做像控費(fèi)用。

由于精密單點(diǎn)定位所獲取的攝站坐標(biāo)還不能完全達(dá)到空中三角測量所需要的控

制點(diǎn)的精度要求,區(qū)域網(wǎng)平差中利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制的系統(tǒng)誤差補(bǔ)償是必不可少的,從表1可看出無地面控制的檢查點(diǎn)的殘差帶有明顯的系統(tǒng)誤差。在區(qū)域的四角布設(shè)4個地面控制點(diǎn)被認(rèn)為是一種可完全改正GPS系統(tǒng)漂移誤差的實(shí)用方法。實(shí)際作業(yè)中,在區(qū)域的四角布設(shè)4個平高控制點(diǎn)是必要的,它們可用于GPS單點(diǎn)定位誤差、WGS84系與國家統(tǒng)一坐標(biāo)系不一致所引起的坐標(biāo)變換誤差以及測定空間偏移分量誤差等系統(tǒng)誤差的改正。從表1成1::25000地形圖可以看出,未加入地面控制點(diǎn)時,GPS存在系統(tǒng)誤差;加入地面控制點(diǎn)后,進(jìn)行了GPS漂移改正,平差解算結(jié)果精度得以明顯提高。[7]

本次試驗(yàn)中像控點(diǎn)測量采用GPS精密單點(diǎn)定位(PPP)技術(shù)與利用高精度似大

地水準(zhǔn)面模型進(jìn)行GPS高程測量的方式施測。采用PPP技術(shù)僅使用單臺GPS接收機(jī)就可以精確確定點(diǎn)位位置,實(shí)現(xiàn)高精度定位導(dǎo)航的功能。單機(jī)作業(yè),靈活機(jī)動,大大節(jié)約用戶成本,定位精度不受作用距離的限制。

5 結(jié)語

通過上述試驗(yàn)可得出基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)的GPS輔助及慣導(dǎo)航測技術(shù)在礦區(qū)成圖中使用可節(jié)約了傳統(tǒng)像片控制測量的作業(yè)成本,優(yōu)化了傳統(tǒng)空中三角測量加密工序的技術(shù)流程,縮短了航測成圖周期,可高效、高質(zhì)量的服務(wù)于礦區(qū)成圖。精密單點(diǎn)定位技術(shù)在航測成圖中的應(yīng)用不僅改變了過去先航攝,接著外業(yè)象控測量,最后內(nèi)業(yè)空中三角測量加密的工序流程,而且提高了精度,減少作業(yè)的工序提高了作業(yè)效率,并實(shí)現(xiàn)了無地面基站,為最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)z影測量的自動化生產(chǎn)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

目前精密單點(diǎn)定位技術(shù)還處于研究實(shí)驗(yàn)階段,在航空攝影測量中的應(yīng)用才剛剛開始,相信隨著精密星歷與精密鐘差的進(jìn)一步發(fā)展,精密單點(diǎn)定位算法進(jìn)一步成熟化,將精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用航空攝影中成為一種必然的趨勢。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 精密單點(diǎn)定位技術(shù)在輔助航空攝影中的應(yīng)用研究[學(xué)位論文].中國地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文.

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[3]袁路晴等.超輕型飛機(jī)搭載SWDC系列數(shù)字航攝儀的航空攝影測量一體化作業(yè)思路[J].鐵路勘察,2007,6.

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[5] 袁修孝.GPS輔助空中三角測量及其質(zhì)量控制[D] .武漢大學(xué)博士論文,1999.

[6] 李學(xué)友.IMU/DGPS輔助航空攝影測量綜述[J]. 測繪科學(xué),2005,5(30):110-113.

篇7

【關(guān)鍵詞】GPS測繪技術(shù)測繪應(yīng)用GPS RTK

中圖分類號: P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

一.引言。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,當(dāng)今社會,我國的一個重要的支柱產(chǎn)業(yè)首推選的是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),尤其是現(xiàn)代建筑的發(fā)展更是對基礎(chǔ)設(shè)施也提出了更高的要求和指標(biāo),各種大規(guī)模的建筑項(xiàng)目不斷的應(yīng)運(yùn)而生,譬如奧運(yùn)會的主體育館,超高層的建筑大樓,隨著我國對建筑行業(yè)的工程質(zhì)量和工程設(shè)施安全要求的不斷提高,相對的對其建筑前的設(shè)計和在建筑施工過程中也提出了更高的要求。尤其以GPS技術(shù)在測繪學(xué)的領(lǐng)域中起到了革命性的變革。

二.測繪工作在我國建設(shè)中的作用。

在新時期我國發(fā)展的模式下,現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)、地理信息技術(shù)(GIS)、遙感技術(shù)(RS)、全球定位技術(shù)(GPS)等各種新技術(shù)給測繪學(xué)帶來了革命性的變革。信息技術(shù)的飛速發(fā)展對線形工程測量工程施工也相對的起到了巨大的推動作用,隨著時間的推移和社會的不斷發(fā)展,人類的需求內(nèi)容和層次將不斷增加和提高,線形工程測量工程施工管理本身的內(nèi)涵也不斷地從低層次向高層次的實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。在我國基礎(chǔ)建設(shè)中起到了不可磨滅的作用,主要體現(xiàn)為以下五個方面:

1.城市建設(shè)方面。

測繪學(xué)在城市建設(shè)方面所起到的作用是不可比擬的,使之科學(xué)的規(guī)劃和整理居民地,建設(shè)城市交通路線、興建地鐵、對地下管線的鋪設(shè)都起到了很大的作用,使土地資源得到了合理的配置。

2.交通運(yùn)輸方面

當(dāng)我國修建公路、鐵路、地鐵及運(yùn)河等工程師,都需要按地形圖來制定方案與規(guī)劃,在勘察、設(shè)計、施工的每個階段,都離不開測量工作。

3.工程建設(shè)方面。

工程施工前的勘測、規(guī)劃、設(shè)計以及工程施工后的檢測、維護(hù)都需要測量工作,只有將測量的數(shù)據(jù)經(jīng)過不斷的分析與討論,才能在工程建設(shè)中少走彎路,盡快的確定工程實(shí)施方案并運(yùn)用最少的資源消耗來獲取最大的效益。

4.軍事方面。

首先有測繪工作提供地形信息,在戰(zhàn)略的部署、戰(zhàn)役的指揮中,除必須要的軍用地圖外,還需要進(jìn)行目標(biāo)的觀測定位,以便進(jìn)行進(jìn)攻。至于高尖端的武器,譬如遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、航天發(fā)射器等,都需要隨時進(jìn)行目標(biāo)定位、隨時觀測、校正飛行軌道,以確保其精確的按照預(yù)定的軌道飛行.總之,現(xiàn)代測繪技術(shù)與軍事緊密的結(jié)合在一起,也是軍事上決策的重要依據(jù)之一。

5.科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面。

近些年來,我國受到了自然災(zāi)害的影響,像地震、雪災(zāi)、澇災(zāi)等,對我國的國民經(jīng)濟(jì)造成了很大的影響??墒钱?dāng)今社會我國采用了現(xiàn)代測繪技術(shù),在科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面,可以對地震進(jìn)行預(yù)測、包括對海底資源的探測、對核電站的監(jiān)測以及對空間技術(shù)研究等等,無一不需要測繪科學(xué)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。由此看來,測繪工作的作用和意義是十分巨大的。

三. GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用前景。

目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備,但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的作業(yè)強(qiáng)度大,且效率低,大大延長了設(shè)計周期。利用GPS測量能克服上述列舉的缺陷,并提高作業(yè)的效率,減輕勞動強(qiáng)度,保證了各級公路測設(shè)質(zhì)量。相對于以往測量來說,GPS測量主要有以下特點(diǎn):

測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學(xué)的難題。GPS這一特點(diǎn),使得選點(diǎn)更加靈活方便。

2.定位精度高。一般雙頻GPS接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm,而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm,GPS測量精度與紅外儀相當(dāng),但隨著距離的增長,GPS測量優(yōu)越性愈加突出。

3.觀測時間短。在小于20km的短基線上,快速相對定位一般只需5min觀測時間即可。

4.提供三維坐標(biāo)。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時,可精確測定觀測站的大地高程。

5.操作簡便。GPS測量的自動化程度很高,在觀測中測量員的主要任務(wù)是安裝并開關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài),而其他觀測工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成。

當(dāng)前,公路測量的技術(shù)潛力蘊(yùn)于RTK(實(shí)時動態(tài)定位)技術(shù)的應(yīng)用之中,RTK技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用,有著非常廣闊的前景

四.RTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用。

4.1. 實(shí)時動態(tài)(RTK)定位技術(shù)簡介:是以載波相位觀測值為根據(jù)的實(shí)時差分GPS(RTK)技術(shù),它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破,在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。眾所周知,無論靜態(tài)定位,還是動態(tài)定位等定位模式,由于數(shù)據(jù)處理滯后,所以無法實(shí)時解算出定位結(jié)果,而且也無法對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核,這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時間來保證測量數(shù)據(jù)的可靠性,這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。實(shí)時動態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動站組成,建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時動態(tài)測量的保證。實(shí)時動態(tài)(RTK)定位有靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式,兩種定位模式相結(jié)合,在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS(地理信息系統(tǒng))前端數(shù)據(jù)采集。

4.2.應(yīng)用。最新的RTK技術(shù)在公路測量中具備以下幾個功能和作用。

①繪制大比例尺地形圖。高等級公路選線多是在大比例尺(1:1000或1:2000)帶狀地形圖上進(jìn)行。用傳統(tǒng)方法測圖,先要建立控制點(diǎn),然后進(jìn)行碎部測量,繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大,速度慢,花費(fèi)時間長。用實(shí)時GPS動態(tài)測量可以完全克服這個缺點(diǎn),只需在沿線每個碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘,即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、高程。結(jié)合輸入的點(diǎn)特征編碼及屬性信息,構(gòu)成帶狀所有碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù),在室內(nèi)即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息,而且采集速度快,因此大大降低了測圖難度,既省時又省力,非常實(shí)用。

②道路中線放樣。設(shè)計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后,需將公路中線在地面上標(biāo)定出來。采用實(shí)時GPS測量,只需將中樁點(diǎn)坐標(biāo)輸入到GPS電子手簿中,系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。由于每個點(diǎn)測量都是獨(dú)立完成的,不會產(chǎn)生累計誤差,各點(diǎn)放樣精度趨于一致。

③道路的橫、縱斷放樣和土石方量計算??v斷放樣時,先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中,生成一個施工測設(shè)放樣點(diǎn)文件,并儲存起來,隨時可以到現(xiàn)場放樣測設(shè);橫斷放樣時,先確定出橫斷面形式(填挖半填半挖),然后把橫斷面設(shè)計數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中,生成一個施工測設(shè)放樣點(diǎn)文件,儲存起來,并隨時可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)。同時軟件可以自動與地面線銜接進(jìn)行“戴帽”工作,并利用“斷面法”進(jìn)行土方量計算。通過繪圖軟件,可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來。因?yàn)閿?shù)據(jù)都是測繪地形圖時采集而來的,不需要到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量,大大減少了外業(yè)工作。而且必要時,可用動態(tài)GPS到現(xiàn)場檢測復(fù)合,這與傳統(tǒng)方法相比,既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

五.結(jié)束語

工程測量的真實(shí)性、完整性、科學(xué)性是通過嚴(yán)格的管理、科學(xué)的組織、規(guī)范的施工建立起來的,GPS測繪技術(shù)在科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的現(xiàn)實(shí)面前是最好的映射。隨著時代的發(fā)展與進(jìn)步,計算機(jī)技術(shù)作為相對社會高科技的結(jié)晶,在社會生活中各個領(lǐng)域都起到了相當(dāng)重要的地位。通過GPS測繪技術(shù)在線形工程測量中的應(yīng)用,以及其在鐵路勘察領(lǐng)域所持有的優(yōu)點(diǎn),促進(jìn)了測繪技術(shù)的快速發(fā)展,同時對測繪技術(shù)信息化程度要求也較高。數(shù)據(jù)的整合、信息的共享,都將促使測繪手段和測繪技術(shù)走向先進(jìn)、準(zhǔn)確、完善,使我國最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)及其社會效益。

參考文獻(xiàn):

[1]金鑫GPS在高速公路測繪與應(yīng)用之我見[期刊論文]《城市建設(shè)理論研究(電子版)》2012年15期

篇8

關(guān)鍵詞:高路公路,航測,地形圖

中圖分類號:U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

前 言

航空攝影測量技術(shù)作為空間信息技術(shù)體系的兩大分支之一,無人機(jī)航空攝影測量系統(tǒng)具有運(yùn)行成本低、執(zhí)行任務(wù)靈活性高等優(yōu)點(diǎn)正逐漸成為航空攝影測量系統(tǒng)的有益補(bǔ)充,是空間數(shù)據(jù)獲得的重要工具之一[1]。

目前國內(nèi)無人飛行器航測遙感技術(shù)在測繪行業(yè)有了很大的推廣應(yīng)用,但大都是生產(chǎn)制作DOM及DEM,對于大比例尺DLG的生產(chǎn)只是進(jìn)行過小面積實(shí)驗(yàn),很少進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用。本文從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā),以目前最先進(jìn)的航測技術(shù)為主線,分析探討了高速公路地形圖航測,在現(xiàn)階段具有一定的理論與實(shí)際意義。

1 航測系統(tǒng)與工作內(nèi)容

1.1 航測系統(tǒng)

國內(nèi)航測技術(shù)發(fā)展較快,航測系統(tǒng)操作系統(tǒng)也較多較復(fù)雜,一般有MapMatrix系統(tǒng)、高分辨率遙感影像一體化測圖系統(tǒng)PixelGrid以及Y amaha RMAX和Canon EOS一1 Ds MarkII數(shù)字單反相機(jī)集成的低空無人直升機(jī)數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)。

航測系統(tǒng)是基于航空,衛(wèi)星遙感,外業(yè)等數(shù)據(jù)進(jìn)行多源空間信息綜合處理的平臺。它不但為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn),處理和加工提供了一系列集成的工具,而且還采用了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理接口將處理的數(shù)據(jù)有效的管理起來,為后期數(shù)據(jù)增值和共享提供基礎(chǔ)[2]。

1.2 工作內(nèi)容

本文討論對高速公路區(qū)域條帶地區(qū)進(jìn)行航拍作業(yè),要求如下:

(1)航空攝影,高速公路區(qū)域采用無人機(jī)航拍;

(2)利用航測手段測制1:2000數(shù)字地形圖、DEM\DOM成果;其任務(wù)包括航飛、外業(yè)控制測量、內(nèi)業(yè)空三加密、DEM\DOM制作、數(shù)字地形圖制作、地形圖編輯,成果整理與提交。

2 技術(shù)依據(jù)與成圖精度

2.1 技術(shù)依據(jù)

(1)、CJJ8-2010《城市測量規(guī)范》;

(2)、《1:500、1:1000、1:2000地形圖航測內(nèi)業(yè)規(guī)范》GB7930-87;

(3)、《1:500、1:1000、1:2000地形圖航空攝影測量數(shù)字化測圖規(guī)范》GB15967-1995;

(4)、GB/T 20257.1-2007《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖圖式》;

(5)、GB 14804-93《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖要素分類與代碼》;

(6)、《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件命名規(guī)則》CH/T1005-2000;

(7)、《數(shù)字測繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定和質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)》GB/T18316-2001;

(8)、《測繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定》CH1002-2005;

(9)、《測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)》CH1003-2005;

(10)、《公路勘測規(guī)范》(JTG C10-2007)。

2.2 成圖精度

(1) DOM精度

DOM數(shù)據(jù)中地面明顯地物點(diǎn)對最近野外控制點(diǎn)的圖上點(diǎn)位中誤差依據(jù)GB/T 18315-2001應(yīng)符合下表規(guī)定:如下表1所示。

表1DOM精度要求mm

中誤差的兩倍值為最大誤差。陰影、攝影死角、森林、隱蔽等困難地區(qū)的地物點(diǎn)對最近野外控制點(diǎn)的圖上點(diǎn)位中誤差按上述精度規(guī)定值放寬0.5倍。

(2) DEM精度

本測區(qū)的DEM格網(wǎng)尺寸為2.5m×2.5m。DEM格網(wǎng)高程值相對于最近野外控制點(diǎn)的高程中誤差不得大于表中表2規(guī)定。

表2DEM精度要求m

高程中誤差的兩倍值為格網(wǎng)高程的最大誤差。高大林木覆蓋區(qū)、高層建筑陰影遮蓋區(qū)等困難地區(qū)的高程中誤差按上述規(guī)定可放寬0.5倍[3]。

3 總體流程圖

高速公路地形圖航測的總體流程圖如圖1所示:

圖1高速公路地形圖航測的總體流程圖

4 具體流程

4.1 空三解密

本文擬采用數(shù)字?jǐn)z影測量工作站的空三軟件VirtuoZo AAT中的VzLowCor模塊對無人機(jī)數(shù)碼影像進(jìn)行畸變糾正,然后利用VirtuoZo AAT+PATB小數(shù)碼自動空三加密模塊,以小數(shù)碼航片作為空三加密的原始數(shù)據(jù),運(yùn)用PATB平差軟件進(jìn)行光束法區(qū)域網(wǎng)平差。通過航測內(nèi)業(yè)方法(包括內(nèi)定向、相對定向、公共連接點(diǎn)的轉(zhuǎn)刺)構(gòu)建空中三角網(wǎng),并將外業(yè)控制點(diǎn)成果導(dǎo)入系統(tǒng)按嚴(yán)密的數(shù)字模型進(jìn)行區(qū)域整體平差,得到優(yōu)化后的外方位元素和加密點(diǎn)成果。

轉(zhuǎn)點(diǎn)、選點(diǎn)采用軟件全自動功能模塊進(jìn)行處理操作,在少量人工干預(yù)情況下實(shí)現(xiàn)工作效率最大化。

(1)、按編制的加密計劃,開始建立相應(yīng)的加密分區(qū),把小數(shù)碼影像以相應(yīng)的各航線關(guān)系建立相應(yīng)的加密測區(qū)。輸入相應(yīng)的攝影比例尺參數(shù)、相機(jī)參數(shù)、影像分辨率等。

(2)、進(jìn)行內(nèi)定向,注意各航線的相機(jī)文件有無旋轉(zhuǎn),需要旋轉(zhuǎn)的片子相機(jī)參數(shù)必須要對應(yīng)旋轉(zhuǎn)180度。

(3)、添加相鄰航線間的偏移點(diǎn)(即航帶間連接點(diǎn)),相鄰航線間只加首尾兩點(diǎn)即可,航線過長的情況下可適當(dāng)?shù)脑谥胁刻砑狱c(diǎn),以便后續(xù)工作進(jìn)行航線間自動轉(zhuǎn)點(diǎn)。

(4)、相對定向、全自動轉(zhuǎn)點(diǎn)。由軟件自動計算完成,在大面積水域或大面積植被情況下無法計算,軟件會自動記錄并在計算完成后提示哪些模無法自動完成??捎扇斯じ深A(yù)適當(dāng)加些關(guān)聯(lián)點(diǎn)再自動匹配計算即可完成。

(5)、挑點(diǎn)。調(diào)用PATB計算,選用5*6布點(diǎn)布局進(jìn)行粗差踢除。

4.2 DOM制作

本文利用Virtuozo全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)工作站進(jìn)行1:2000數(shù)字正射影像圖DOM的制作。在全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站中,導(dǎo)入空三成果恢復(fù)測區(qū)并創(chuàng)建立體像對,作業(yè)生產(chǎn)區(qū)域DEM數(shù)據(jù),并用特征點(diǎn)、線參與計算修改生成DEM。利用DEM數(shù)據(jù)對原始影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正,通過自動生成的鑲嵌線對整個測區(qū)的模型正射影像進(jìn)行無縫拼接,并最終完成數(shù)字正射影像圖。最后按矩形圖廓對影像進(jìn)行分幅裁切,形成DOM數(shù)據(jù)成果。

利用DEM完成影像微分糾正,按照分區(qū)對測區(qū)內(nèi)影像以像元大小為0.1m進(jìn)行雙線性內(nèi)插或三次卷積內(nèi)插法進(jìn)行重采樣,生成分區(qū)正射影像(DOM)。通過自動生成的鑲嵌線對整個測區(qū)的模型正射影像進(jìn)行無縫拼接。DOM接邊中高大建筑物的投影差帶來的接邊倒影,可采用調(diào)換左右片生成正射影像進(jìn)行貼補(bǔ),使高層建筑物達(dá)到無縫接邊,并最終完成數(shù)字正射影像圖。

4.3 DLG制作

利用全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站VirtuoZo測圖模塊,導(dǎo)入空三加密成果恢復(fù)航攝數(shù)字影像的立體模型,采用內(nèi)業(yè)判讀,進(jìn)行各地形要素的數(shù)據(jù)采集,生成圖形文件。

作業(yè)不允許在1:1的模型比例尺下采集,一般放大1.4倍或兩倍進(jìn)行采集,以保證立體采集的精度。作業(yè)時需要注意的要素關(guān)系如下:

(1).數(shù)據(jù)采集時保證數(shù)據(jù)的完整性,減少斷缺,避免遺漏、移位;線線相連的,必須進(jìn)行捕捉;平行的要素,進(jìn)行平行拷貝表示。道路、水系必須要能夠真實(shí)表示形狀,圓弧之處必須有足夠的點(diǎn)來表示形狀。面狀要素需閉合,如房屋、湖、塘等;要素相交時應(yīng)捕捉。

(2).房屋采集在房角上,需啟用直角閉合的功能。對屋頂上的樓梯間、電梯間、冷卻塔、水箱、衛(wèi)星接收天線、煙囪以及臨時性的建筑物不采集。

(3).有方向的線狀符號(如:陡坎、圍墻等),應(yīng)特別注意采點(diǎn)順序,采集時鋸齒應(yīng)在數(shù)字化方向的左側(cè),采用左手規(guī)則。

(4).自由圖邊、測區(qū)最近的電力線、等架空桿位必須測繪,以保證圖內(nèi)電力線、有準(zhǔn)確的連接方向。

(5).內(nèi)業(yè)采集過程必須做到除成果不能定性的因素外,基本上與該要素的最終表示效果一致,不給下道工序遺留多余的工作量,能在本工序完成的內(nèi)容一定要在本工序內(nèi)完成。

(6).每一個像對的測繪面積原則上不得超過基本控制點(diǎn)邊線外1cm;圖幅及像對必須在測圖儀上完成接邊。

6 小結(jié)

本文詳細(xì)探討高速公路地形圖航測的整體流程,建議利用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)進(jìn)行地形圖生產(chǎn),盡可能在載人機(jī)不便或無法完成的情況下,由無人機(jī)來完成。如多塊小面積、危險場所、遠(yuǎn)離機(jī)場或沒有可供其起降場地的區(qū)域??傊壳盁o人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)該體現(xiàn)在載人飛機(jī)航測技術(shù)的補(bǔ)充方面。

參考文獻(xiàn)

[1] 范承嘯,韓俊,熊志軍,趙毅。 無人機(jī)遙感技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用[J] 測繪科學(xué) 2009,34(5):214-215.

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