第03章 数字测图的外业02

第三章数字测图的外业一、野外数据采集原理二、数据编码三、连接信息四、控制测量五、碎部测量一、野外数据采集原理1.概述数据采集就是采集供自动绘图用的绘图信息，是数字测图的一项重要工作。不同的数据源、不同的作业模式有不同的数据采集方式，有内业数据采集与外业数据采集之分，有手工输入、半自动输入、自动输入之分。一个优秀的数字测图系统通常支持多种数据采集方式。目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采集数据，故本课程主要介绍使用全站仪实施野外数据采集的方法。2.地形点的描述测点点号测点的三维坐标测点的属性即地形点的类型及特征信息。绘图时必须知道该点是什么点，图式符号是什么。测点的连接关系据此可将相关的点连成一个地物。3.数字测图与常规测图外业工作的区别：（1）自动化程度明显提高常规测图在外业基本完成地形原图的绘制，地形测图的主要成果是以一定比例尺绘制在图纸或薄膜上的地形图。地形图的质量除点位精度外，往往和地形图的手工绘制有关。地面数字测图在外业完成观测，记录观测值或者是坐标和输入信息码，不需要手工绘制地形图，这使地形测量的且动化程度得到明显的提高。（2）边控制边碎部，提高野外作业效率常规测图先完成图根加密，按坐标将控制点和图根点展绘在图纸上，然后进行地形测图。地面数字测图工作的地形测图和图根加密可同时进行，即使在记录观测点坐标的情况下也可在未知坐标的测站点上设站，利用电子手簿测站点的坐标计算功能，观测计算测站点的坐标后，即可进行碎部测量。例如采用自由设站方法，通过对几个已知点进行方向和距离的观测，即可计算测站的精确坐标。（3）测距长且精度高地面数字测图主要采用极坐标法测量地形点，根据红外测距仪的观测精度，在几百米的距离范围内误差均在1cm左右，因此在通视良好，定向边较长的情况下，地形点到测站点的距离比常规测图可以放长。（4）不受图幅及比例尺的限制常规测图是以图板，即一幅图为单元组织施测。这种规则的划分测图单元往往给图边测图造成困难。地面数字测图在测区内部不受图幅的限制，作业小组的任务可按照河流、道路的自然分界来划分，以便于地形测图的施测，也减少了很多常规测图的接边问题。（5）控制点减少，碎部点增多数字测图按点的坐标绘制地图符号，要绘制地物轮廓就必须有轮廓特征点的全部坐标。虽然一部分规则轮廓点的坐标可以用简单的距离测量间接计算出来，地面数字测图直接测量地形点的数目仍然比常规测图有所增加。在常规测图中，作业员可以对照实地用简单的几何作图绘制一些规则的地物轮廓，用目测绘制细小的地物和地貌形状。而地面数字测图对需要表示的细部也必须立尺测量。地面数字测图地物位置的绘制直接通过测量计算的坐标点，因此数字测图的立尺位置选择更为重要。4.数字测图的作业流程（1）野外数据采集；（2）内业编辑成图；（3）图面检查；（4）绘图输出，到实地调绘检查；（5）图形整饰及分幅；（6）成果与图形输出。5.外业作业人员的组织外业作业是对数字测图而言，着重指碎部测量及其人员的组织。（1）测记法：作业人员一般配置为：观测员1人，草图员1人，跑尺员1～2人(依测量作业熟练情况而定)。（2）电子平板法：作业人员一般配置为：观测员1人，电子平板(便携机)操作人员1人(记录与成图)，跑尺员1人～2人。特殊情况下，外业作业组最少人员配置为2人：一个观测员，还负责操作便携机；一个跑尺员。只要便携机配置的测图软件所提供的操作十分方便(人称“傻瓜”软件)，而且作业人员对它的操作又很熟悉，这个方案是可以实现的。用电子平板测图，从人员组织到各种测量方法的自动解算和现场自动成图，真正做到内外业一体化，测图的质量和效率都将超过传统的人工白纸测图。6.野外数据采集模式（1）数字测记模式①有码作业②无码作业（2）电子平板测绘模式（3）GPSRTK测绘模式1.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2.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。3.现有系统所采用的地形编码方案（1）三位整数编码按照国标GB14804-93《1:500，1:1000，1:2000地形图要素分类与代码》，地形要素分为九大类：①测量控制点②居民地和垣栅③工矿建（构）筑物及其它设施④交通及附属设施⑤管线及附属设施（1）三位整数编码（续）⑥水系及附属设施⑦境界⑧地貌和土质⑨植被如导线点：105类别号顺序号（2）四位整数编码国标GB14804-93《1:500，1:1000，1:2000地形图要素分类与代码》采用四位整数编码。如一级导线点：1151大类码小类码一级代码二级代码（3）其它编码①拼音字母编码如独立房编码为“DLF”等。②5—7位数字编码一般前三位整数为地物编码。③8—11位数字编码一般前三位整数为地物编码。（4）无记忆编码系统在测图系统中，将每一个地物编码和它的图式符号及汉字说明都编写在一个图块里，形成一个图式符号编码表，存储在计算机内。只要按一个键，编码表就可以显示出来。用光笔或鼠标点中所要的符号，其编码将自动送人测量记录中。用户无需记忆编码，随时可以查找。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，只要用地形编码来表明它的属性，即知道这个地物是什么，应该用什么样的符号来表示。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。三、连接信息大厅测点示意图四、控制测量（一）平面控制测量导线测量交会测量GPS定位技术（二）高程控制测量水准测量EDM三角高程测量1.导线测量附合导线闭合导线支导线无定向导线2.交会测量前方交会测边交会自由设站法（后方交会）3.GPS定位技术（1）测前准备（2）外业实施（3）数据处理基本思想RTK图根控制测量（1）收集资料（2）求定测区转换参数（3）基准点的安置和测定①应有正确的已知坐标②地势较高且交通方便，视野开阔③周围不产生多路径效应的影响及没有其他干扰源，以防数据链的丢失RTK一般作业流程GPS-RTK流动站观测按快速静态测量模式进行，将GPS流动站安置在待测点，静止地进行观测。当解算载波相位的整周模糊度未知数得到固定解，解算结果的变化趋于稳定，且其精度满足设计要求（平面：±2cm，高程：±3cm）时，便将解算结果存入电子手簿，结束该站点的观测。（4）流动站观测①基准站宜布设在测区内中央最高控制点上，旁边不能有大面积水面、高大树木、建筑物或电磁干扰源（如电台的发射塔、高压电线等）。②使用高增益天线。③电台不宜放在离GPS接收机过近的地方，否则电台信号会干扰GPS卫星信号。同时，电台的信号线和电源线过长时不宜卷起来，这样会因为涡流而产生磁场，干扰GPS信号。④提高基准站和流动站的天线高度。RTK在图根控制测量时应注意的问题⑤摸清仪器的特性、能否达到仪器的标称精度、在各种条件下的测量误差和作业半径。⑥每天工作时观测的第一个点必须是已知控制点，以检核RTK测量结果是否正确。⑦GPS信号失锁时需要重新进行初始化（即静止观测几分钟），等到重新锁定卫星时再进行碎部点观测，为了确保安全可靠最好回到一参考点上进行校核。⑧选择作业时段，根据本地区情况合理安排作业时间。⑨卫星观测数量一定要达到5颗或5颗以上方能进行观测记录。（1）卫星信号问题（2）数据传送问题（3）距离问题上述因素影响了RTK在城市测量中的应用，在城市遮蔽地方，仍需采用常规方法测量。RTK的限定性问题（三）控制测量的作业内容1.技术设计2.实地选点3.造标埋石4.外业观测5.内业平差计算（一）选择碎部点的注意事项1.对于有方位的独立地物，应测定两个点的坐标，取两点的中点即为独立地物的中心位置，并以两点的连线确定符号的方位。2.任何依比例的矩形地物，只要测出三个角点的坐标，第四个点的坐标可由程序计算。3.房屋的附属建筑（如台阶、门廊、凉台等）和房屋轮廓线的交点不实际测量，而是按垂线法计算出交点的坐标。五、碎部测量4.依比例的双线地物，如道路、沟渠和河流等，测定两侧边线特征点的坐标。铁路测定中心线上点的坐标。5.圆状地物应在圆周上测定均匀分布的三点坐标。较小的也可测定对径方向的两个点的坐标。6.圆弧线一般应测定起点、终点和大致中间的一点。7.在绘制等高线范围内的坎和坡，应量出比高和测定坡脚线的高程。8.如测绘系统给出标准图块，则必须按标准图块标注的点测定其坐标。（二）碎部测量的常用方法1.极坐标法B123β3β2β1AD3D2D12.直角坐标法3.距离交会法2212221222122arccos2arccosDDDDDDDDDDABABABAB4.方向（角度）交会法