第4章+野外数据采集

第四章野外数据采集4.1数据编码•1数据编码概念•2地形编码设计应遵循的原则•3全要素编码方案•4简编码方案一、数据编码概念•野外数据采集仅用全站仪或其它大地测量仪器测定碎部点的位置（坐标）是不能满足计算机自动成图要求的，还必须将地物点的连接关系和地物属性信息（地物类别等）记录下来。•一般用按一定规则构成的符号串来表示地物属性和连接关系等信息，这种有一定规则的符号串称为数据编码。二、数据编码的基本内容数据编码的基本内容包括：•地物要素编码(或称地物特征码、地物属件码、地物代码)；•连接关系码(或连接点号、连接序号、连接线)；•面状地物填充码。数字测图系统内的数据编码一般在6一11位，有的全部用数字表示，有的用数字、字符混合表示。编码设计得好坏会直接影响到外业数据采集的难易、效率和质量，而且对后续地形(地籍)资料的交换、管理、使用和建立地理信息资料库都会产牛很大的影响。《大比例尺地形图机助制图规范》(GB/T14912—2005)规定，野外数据采集编码的总形式为：地形码十信息码。地形码是表示地形图要素的代码。信息码是表示某一地形要素测点与测点之间的连接关系。目前．国内开发的测图软件已经有很多，一般都是根据各自的需要、作业习惯、仪器设备、数据处理方法等设计自己的数据编码方案，还没有形成固定的标准。数据编码从结构和输入有全要素编码、块结构编码、简编码和二维编码。三、国家标准地形要素分类与编码1:500,1:1000,1:2000地形图要素分类与代码GB14804一93《城市基础地理信息系统技术规范》（CJJ100-2004）代码位数规定是6位十进制数字码。表1:5001：10001:200基础地理信息要素部分代码分类代码要素名称分类代码要素名称100000定位基础310000居民地110000测量控制点310100城镇、村庄110101大地原点310300普通房屋…………310500高层房屋110103图根点310600棚房110202水准点311002地下窑洞110300卫星定位控制点340503邮局…………380201围墙300000居民地及设施380403凉台××××××大类中类小类子类图碎部点编码规则四、地形编码设计应遵循的原则•(1)符合国标图式分类，符合地形图绘图规则；•(2)简练，便于操作和记忆，比较符合测量员的习惯；•(3)便于计算机处理；•(4)便于GIS等软件的使用。•全要素编码要求对每个碎部点都要进行详细的说明。全要素编码通常是由若干个十进制数组成。其中每一位数字都按层次分，都具有特定的含义。•如；1代表测量控制点；2代表居民地；3代表独立地物……，•如居民地又分为：01代表一般房屋；02代表简单房屋；03代表特种房屋……等等。另外，再加上类序号(测区内同类地物的序号)、特征点序号(同一地物中特征点连接序号)。•如某一碎部点的编码为20101503，各位数字的含义如下：–第一位数字（2）表示：地形要素分类；–第二、第三位数字（01）表示：地形要素次分类；–第四、第五、第六位数字（015）表示：类序号；–第七、第八位数字（03）表示：特征点序号。五、全要素编码方案CASS数字测图系统全编码•CASS数字测图系统编码统一为6位数字，其规则是“1（或2、3）＋图式序号＋顺序号＋次类号”。•其中3～9章的内容第一位数字为1，10～12章的内容第一位数字为2，对于地籍测量的内容第一位数字为3；•“图式序号”指GB/T7929-1995版中符号的章节号•“顺序号”为此类符号顺序号，从零开始；•“次类号”指同一图式章节号中不同图式符号，从零开始。如：185101，185102•对于有辅助符号位的编码，在其骨架线编码后加“-顺序号”，如围墙辅助符号位的边线编码为144301-1，围墙辅助符号位的短线编码为144301-2。•六、简编码方案•简编码是在野外作业时仅输入简单的提示性编码，经内业简码识别后，自动转换为程序内部码。•南方CASS测图系统的有码作业模式，是一个有代表性的简码输入方案。•CASS系统的野外操作码（也称为简码或简编码）可区分为类别码、关系码和独立符号码3种，每种只有1~3位字符组成。其形式简单、规律性强，易记忆，并能同时采集测点的地物要素和拓扑关系，能够适应多人跑尺(镜)、交叉观测不同地物等复杂情况。1.类别码（地物代码或野外操作码）。2.关系码（亦称连接关系码）符号含义+本点与上一点相连，连线依测点顺序进行-本点与下一点相连，连线依测点顺序相反方向进行n+本点与上n点相连，连线依测点顺序进行n-本点与下n点相连，连线依测点顺序相反方向进行p本点与上一点所在地物平行np本点与上n点所在地物平行+A$断点标识符,本点与上点连-A$断点标识符,本点与下点连连接关系码的符号及含义3.独立符号码七、其他编码----块结构编码方案•块结构编码将整个编码分成几大部分，如分为：点号、地形编码、连接点和连接线型四部分，分别输入。•EPSW3位地形编码•1，地形编码•EPSW电子平板系统用3位数来表示每大类中的地形元素，第一位为类别号，代表上述十大类；第二、第三位为顺序号，即地物符号在每大类中的序号。•例如，编码为105的地物，1为大类，即控制点类；05为图式符号中顺序为5的控制点，即导线点；106为埋石图根点。这样每个地物符号都对应一个3位地形编码(简称编码)。•采用“无记亿编码”输入法，2、连接信息连接信息可分解为连接点和连接线型当测点是独立地物时，只用地形编码来表明它的属性。如果测的是一个线状或面状地物，这时需要明确本测点与哪个点相连，以什么线型相连，才能形成一个地物。所谓线型是指直线、曲线或圆弧线等。为了便于计算机的自动识别和输入，在EPSW中规定：1为直线；2为曲线；3为圆弧；空为独立点。§4.2测图前的准备工作测图前的准备工作主要有：控制测量、仪器器材与资料准备、测区划分、人员配备等。一、图根控制测量1、图根控制点（包括已知高级点）的个数应根据地形复杂、破碎程度或隐蔽情况而决定其数量。一般平坦而开阔地区每平方千米图根点的密度，对于1/2000比例尺测图不少于4个，对于1/1000比例尺测图不少于16个，对于1/500比例尺测图不少于64个。2、图根平面控制点的布设数字测图既可采用传统的先控制测量后碎部测图、从整体到局部的作业方法，也可采用“一步测量法”。可采用图根导线、图根三角、交会方法和GPSRTK等方法。还可采用“辐射法”和“一步测量法”辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用极坐标测量方法，按全圆方向观测方式，一次测定周围几个图根点。“一步测量法”就是将图根导线与碎部测量同时作业。“一步测量法”示意图清华山维公司的测图软件“EPSW”中具有相应的功能,但“EPSW”中只考虑了比较简单的情况:加密图根点都参加平差.实际工作中,在加密图根点上往往还要再加密测站点(不构成附合或闭合条件的通常称为支点),作为支点的测站点是不参与平差的.3、测站点的测定数字测图时应尽量利用各级控制点作为测站点。增设测站点是在控制点或图根点上，采用极坐标法、支导线法、辐射法等方法测定测站点的坐标和高程。数字测图时，测站点的点位精度，相对于附近图根点的中误差不应大于图上0.2mm，高程中误差不应大于测图基本等高距的1/6。1当测站点与碎部点的距离不大于500m时，地物的平面位置误差为±0.15mm(图上)左右；高程注记点的高程中误差为±27．15mm，均大大高于规范要求的地形图精度。2数字测图时，规范规定测距最大长度：1：500为300m，1：1000为500m，1：2000为800m，所以测距最大长度要求仍有很大余地，根据实际情况，仍可适当放宽。测图工程实例分析4、全站仪的半测回观测法观测值的改正tanixii'xLLi'xRR则正确的水平方向读数为：，式中L′、R′——盘左、盘右水平方向读数；——竖直角。（1）横轴误差对水平方向影响的改正设因横轴倾斜i角而产生的水平方向的读数影响为：cos/cxcc'c'xRR,xLL（2）视准轴误差对水平方向影响的改正设因视准轴误差c对水平方向的影响为：则正确的水平方向读数为：式中L′、R′—盘左、盘右水平方向读数；—竖直角。２Ｃ＝Ｌ－(Ｒ±180°)＝－30″≥±20″，需校正。)xL(90＝270)xR(（3）指标差对竖直角的改正设指标差为x，则一般垂直度盘竖直角的计算公式为：或式中L、R—盘左、盘右天顶距读数；—竖直角。ｉ＝(Ｌ＋Ｒ－360°)／２二、仪器器材、资料准备注意：绘制草图采取现场绘制，也可以在工作底图上进行，底图可以用旧地形图、晒蓝图或航片放大影像图。在数据采集之前，最好提前将测区的全部已知成果输入电子手簿、全站仪或便携机，以方便调用。若采用简码作业或者电子平板测图，可省去绘制草图。全站仪、对讲机、充电器、备用电池、通讯电缆、反光棱镜、皮尺、草图本、工作底图。仪器器材：控制成果技术资料三、测区划分“作业区”划分：一般以道路、河流、沟渠、山脊等明显线状地物为界线，将测区划分为若干个作业区。对于地籍测量来说，一般以街坊为单位划分作业区。分区的原则是各区之间的数据(地物)尽可能地独立(不相关)。四、人员配备一个作业小组一般需配备：•草图法时测站观测员（兼记录员）1人，镜站跑尺员1~2人，领尺（绘草图）员1~2人；•简码作业时观测员1人，镜站跑尺员1~2人；•电子平板作业时观测员1人，绘图员1人（也可以由观测员承担），镜站跑尺员1~2人。•领尺员负责画草图或记录碎部点属性。•内业绘图一般由领尺员承担，故领尺员是作业组的核心成员，需技术全面的人担任。•测记法数据采集，每作业组一般需:–仪器观测员（兼记录员）1名–绘草图领镜（尺）员1名–立镜（尺）员1～2名•其中绘草图领镜员是作业组的指挥者，需技术全面的人担任。4.4测记法野外数据采集方式一、测记法测记法是在观测碎部时，绘制工作草图，在工作草图上记录地形要素名称、碎部点的连接关系。然后在室内将碎部点显示在计算机屏幕上，根据工作草图，采用人机交互方式连接碎部点，输入图形信息码和生成图形。测记法（1）进入测区后，绘草图领镜（尺）员首先对测站周围的地形、地物分布情况大概看一遍，认清方向，及时按近似比例勾绘一份含主要地物、地貌的草图（若在放大的旧图上会更准确的标明），便于观测时在草图上标明所测碎部点的位置及点号。（2）安置仪器。量取仪器高，进行测站数据设置，包括：输入测站点的三维坐标和仪器高；二、测记法测定碎部点的操作过程：（3）测站定向。瞄准后视点，锁定仪器水平度盘，输入定向参数，即：输入后视点的坐标或定向边的方位角；（4）定向检核。测量某一已知点的坐标(误差小于图上0.2mm）。测量结果符合后，定向结束。否则，应重新定向，以满足要求为准；（5）碎部点测量。按成图规范要求进行碎部点采集；同时进行绘图信息的采集或者绘制草图；（6）结束前的定向检查。检查方法同⑷，如发现定向有误，应查找原因进行改正或重新进行碎步测量。三、无码作业与简码作业•无码作业就是用全站仪（或RTKGPS）测定碎部点的定位信息，并自动记录于电子手簿或内存贮器，手工记录碎部点的属性信息与连接信息。•简码作业是在测定碎部点的定位信息的同时输入简编码。带简编码的数据经内业识别，自动转换为绘图程序内部码，可以实现自动绘图。•特点：无码作业外业速度快；但此法需要一个人绘制草图，且内业需人机交互编辑成图。简码作业不需要绘制草图，但需要及时输入地物点的属性编码和连接信息，观测较麻烦。如果使用的仪器带有数字和字母的键盘，又能熟练记住简编码，简码作业的效率还是很高的。无码作业•用草图或笔记记录绘图信息。草图的绘制要遵循清晰、易读、相对位置准确、比例尽可能一致的原则。•仪器测量结合皮尺或钢尺量距，记录丈量结果；•室内用交互编辑方法成图。采用表的记录形式，可以较全面地准确地反映采集点的属性、方向、方位、连接关系和是否参与建模等信息•对于CASS的简码作业，其操作码的具体使用规则如下：•①对于地物的第一点，操作码＝地物代码。•②连续观测某