数字测图学习情境二-草图法大比例尺数字地形图测绘

第2章草图法大比例尺数字地形图测绘子情境1全站仪采集数据的测站设置子情境2野外数据采集子情境3数据传输子情境4内业展点成图子情境5地形图的编辑1子情境1全站仪采集数据的测站设置一、准备工作为了顺利完成某一测区的数字测图任务，就必须做好充分的准备工作。内容包括人员安排、仪器工具的选择、仪器检验、测区踏勘、已有成果资料收集，并根据工作量大小、人员情况和仪器情况拟订作业计划，并编写数字测图技术设计书来指导数字测图工作，确保数字测图的有序开展。21.人员组织测图方法不同，人员组织也不一样。一般说来，人员组织主要安排两个方面的内容：一是一个小组的人员配备；二是根据测区大小和总的测量任务目前的全野外数字测图实际作业，按照数据记录方式的不同可以分为以下3种主要的作业模式：31）绘制观测草图作业模式。该方法是在全站仪采集数据的同时，绘制观测草图，记录所测地物的形状并注记测点顺序号，内业将观测数据传输至计算机，在测图软件的支持下，对照观测草图进行2）碎部点编码作业模式。该方法是按照一定的规则给每一个所测碎部点一个编码，每观测一个碎部点需要通过仪器(或手簿)键盘输入一个编号，X，Y，H处理时将数据传输到计算机，在数字成图软件的支持下，由计算机进行编码识别，并自动完成测点连43）电子平板（或PDA）作业模式。该模式是将电子平板（笔记本电脑）或PDA手簿通过专用电缆与全站仪的数据输出口连接，观测数据直接进入电子平板或PDA手簿，在成图软件的支持下，现52.仪器工具的选择与检验3.测区踏勘主要调查了解的内容有：1）交通情况。包含公路、铁路、乡村便道的2）水系分布情况。包含江河、湖泊、池塘、水渠的分布，桥梁、码头及水路交通情况等。3）植被情况。包含森林、草原、农作物的分布及面积等。64）控制点分布情况。包含三角点、水准点,GPS点、导线点的等级、坐标、高程系统，点位的数量及分布，点位标志的保存状况等。5）居民点分布情况。包含测区内城镇、乡村6）当地风俗民情。包含民族的分布、习俗和74.资料准数字测图需要准备的资料主要有：已有控制点坐标高程成果、旧有的图纸成果和其他资料5.作业区划分及作业计划在数字测图中，一般都是多个小组同时作业。为了便于作业，在野外采集数据之前，通常要对测区进行“作业区”进行划分。数据测图与传统手工测图的划分方法不一样，传统手工白纸测图一般以图幅划分作业范围和区域，而数据测图则以道路、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8拟订数字测图作业计划的主要依据是123456）测区交通、通信及后勤保障。9作业计划的主要内容应包括：（1）测区控制网的点位埋设、外业施测、内（2）野外数据采集的测量范围、内容和时间（3（4）提交资料的时间计划以及检查验收计划等。106.编写数字测图技术设计书一般说来，数字测图技术设计书的主要内容有：1）任务概述：说明任务来源、测区范围、地理位置、行政隶属、成图比例尺、任务量和采用的技术2）测区自然地理概况：说明测区海拔高程、相对高差、地形类别、困难类别和居民地、道路、水系、植被等要素的分布与主要特征；说明气候、风雨季3）已有资料的分析、评价和利用：说明已有资料采用的平面和高程基准、比例尺、等高距、测制单位和年代，采用的技术依据，对已有资料的质量评价和可以利用的情况。114）设计方案：①成图规格和成图精度：说明投影方式、平面坐②根据项目设计要求和地形类别，说明成图方法③平面和高程控制点的布设方案、有关的技术要④平面和高程控制测量的施测方法、限差规定和12⑤根据技术人员素质和资料等情况，提出外业数据采集和内业成图的方案和技术要求，必要时应给⑥采集和绘图方法要求：根据数字测图的特点，提出对地形图要素的表示要求。如居民地的类型、特征、表示方法和综合取舍的原则；对道路、水系、的综合取舍原则；境界的表示方法或原则；地貌和土质表示要求；植被的表示要求和地类界的综合取舍原⑦采用新技术、新仪器时，要说明方法和要求，规定有关限差，并进行必要的精度估计和说明。135）计划安排和经费预算：主要说明作业准备、控制点埋设、加密平面控制测量、加密高程控制测量、图根平面控制测量、图根高程、各区域的野外数据采集、内业成图、检查验收和成果归档等工根据设计方案和进度计划，参照有关生产定额和成本定额，编制经费预算表，并作必要的说明。14二、全站仪的坐标测量功能13102全站仪简介TOPCONGPT—3102全站仪是新近上市的全站仪（图2-1、图2-2测角精15图2-1全站仪外型测角精度：2秒，最小计数1秒；测距精度：2mm±2ppm·D；测程：单棱镜3000m，免棱镜350m内存：24000个测量点的存储容量。16图2-2TOPCONGPT—3102全站仪组成171）TOPCONGPT—3102全站仪按键名称（见图2-3）与功能表（表2-1）图2-3TOPCONGPT—3102全站仪面板18表2-13102全站仪按键名称及功能表192）TOPCONGPT—3102全站仪显示符号及其内容如表2-2所示表2-2TOPCONGPT3102显示符号20图2-4TOPCONGPT—3102全站仪“★”键模式3在全站仪操作过程中，按下“★”键可以进行以下设置（图2-4）21①调节显示屏的对比度（0～9②调节十字丝照明亮度（1～9③④⑤选择激光指示灯的打开/闪烁/⑥激光对中器的开/⑦⑧⑨设置音响模式。22其中，各设置项的按键、显示符号和功能如表2-3：232.TOPCONGPT-3102全站仪常见测量模式操作1）角度测量（表2-4）24图2-5TOPCONGPT—3102全站仪角度测量模式TOPCONGPT—3102全站仪的角度测量模式显示内容如图2-5所示252）距离测量（表2-5）26TOPCONGPT—3102全站仪的距离测量模式显示内容如图2-6所示图2-6TOPCONGPT—3102全站仪距离测量模式273）坐标测量（表2-6）28图2-7TOPCONGPT—3102全站仪的距离测量模式TOPCONGPT—3102全站仪的距离测量模式显示内容如图2-7所示。294）偏心测量所谓偏心测量就是反射棱镜不能安置在待测点的中心，而将棱镜安置在与中心相关的某处，间接地测定中心点的位置。即待测点与测站点通视，但其上无法安置反射棱镜的情况。如在地形测量中要测量罐体的中心、烟囱的中心、水池的中心、树木30图2-8全站仪偏心测量角度偏心测量的测量原理如图2-8所示，31ABPCACAP2-1）：32式中S——测量出的测站点A至偏心点Cδ——测量出的测站点A至偏心点C（棱镜）之——已知边ABβ——未知边AP与已知边AB的水平夹角，当AP在AB左侧时，取“-β33①在测距模式下按F4键翻页；②按F1③按F1④用望远镜照准棱镜C（仅水平转动望远镜），按F1⑤按F1键（下步），并转动望远镜照准P点；⑥按F1键（下步），显示P点的平距（或斜距、高差）；⑦按F1P点的N坐标（X⑧P点E坐标（Y坐标）和P点Z坐标（高程）345）悬高测量（REM）在测量过程中，常有一些测量人员不能到达的悬空点（如输电线）无法安置棱镜，这时就可以在该悬空点的下方安置棱镜，间接地测量悬空点的高如图2-9A为测站点，P为待测点（无法安置棱镜），B为P点下方铅垂线上的点（可安置棱镜），现要求出B点与P点的高差h式（2-2）：3536S——δ1——δ2——仪器至待测点PV——棱镜高。37①按MENU键，按F4②按F1键选择程序后，再按F1③按F1键选择棱镜高V④用望远镜照准B点处的棱镜，测量仪器至棱镜之间的水平距离HD（即图中Scosδ1⑤转动望远镜照准P点，则显示的VD即为所求高差h（图中h386）对边测量（MLM）对边测量主要用于测量不通视两点间的距离。如右图2-10P1点与P2P1或P2AP1点和P2离和高差，公式见2-3：39图2-10全站仪对边测量40式中:S1，δ1——测量出的仪器至P1点S2，δ2——测量出的仪器至P2点处棱镜β——AP1与AP2D12——P1与P2h12——P1与P2之间的高差。41①按MENU键，按F4②按F1键选择程序后，再按F2③按F2④按F1键选择MLM1（AB，AC⑤用望远镜照准P1点处的棱镜，测量仪器至棱镜之间的水平距离HD⑥转动望远镜照准P2点处的棱镜，测量仪器至棱镜之间的水平距离HD⑦P1和P2点间的平距（dHD）、高差(dVD)⑧P3点的棱镜，可以连续测量出P1点和P3423.拓普康GTS全站仪测站设置进行数据采集之前，应该进行有全站仪的有关参数设置。常见参数有：温度、气压、气象改正数、仪器的加常数、乘常数、棱镜常数、测距模式等。对地形测量来说，则主要注意棱镜常数、测距模式、气象改正等方面的设置（步骤见图2-11）。43图2-11全站仪测站设置44同时，还应检查全站仪的内存空间大小，删除无用的文件。如全部文件无用，可将内存初始化。对于已有的控制点（GPS点、图根点）成果，可以提前导入到全站仪中，以供采集数据时调用。451）安置仪器根据测图需要，选择一已知点作为测站点，选择另一已知点作为后视点。在测站点上安置全站仪（对中、整平），并用小钢卷尺量仪器高，并作好记录462）输入采集数据文件名在TOPCONGPT—3102全站仪的正常测量模式下，按MENU按F1按F1键“输入”新文件名（或“调用”已有文件）后回车，如输入文件名为“20090415”。473）输入测站点坐标、高程测站点的坐标、高程数据可由两种方法设定。一是直接由键盘输入，二是利用内存中的坐标数据在“数据采集”菜单中，按F1键选择“测站依次输入测站点“点号”、“标示符”（可省按F4键（“测站”）输入“坐标”，或调用按F3键“记录”测站点的相关输入信息（点号、仪器高、坐标等）484）输入后视点坐标高程后视点数据可按如下3种方法设定。一是直接键入后视点坐标；二是利用内存中的坐标数据设定在“数据采集”菜单中，按F2键选择“后视”；依次输入“后视点”点号、“编码”、“棱镜按F4键（“测站”）输入后视点“坐标”，按F3键“测量”，测量测站至后视点的方位、距离或后视点的坐标，以实现定向与检核。此步骤不可缺少，可以尽早发现测站点或后视点的输入错误。正文。49技能训练2全站仪的菜单操作和测站设置1.技能目标1）掌握TOPCON等全站仪的菜单操作方法；2）掌握用全站仪采集数据时的测站设置方法和步骤。502.学生每3～4人一组，每组1台全站仪（配备棱镜杆、棱镜、三角架、钢卷尺）。3.全站仪角度测量、距离测量、坐标测量、偏心测量、悬高测量、对边测量、坐标采集时的测站设置，训练内容重点是坐标采集时的测站设置。4.12）学生按照本次技能训练的内容，独立练习，完成本次技能训练的任务。5.51子情境2野外数据采集地形图上的图形符号归纳起来有3种：一是地物符号，如房屋、道路、围墙、堡坎、电杆等；二是地貌特号，如计曲线、首曲线、分水线、悬崖等；三是注记符号，如GPS点、水准点、图根点、其他文字注记和数字注记等。而这些符号又都是由点、线、面三种要素组成的。点是最基本的图形要素，点构成线，线构成面，点线面再综合起来构成图形符号。所以，我们外业采集数据时，也主要测量一些地形特征点的空间位置，即点的坐标和高程。然后再由这些点连成线，由线组成面，才形成了地形图上的图形内容。52图2-12地形特征点的信息数字地形图测绘过程中的野外数据采集，是用全站仪、RTK等测量仪器在野外实地测量，得到绘制数字地形图所需信息的过程。53一、图根控制测量图根控制测量是碎部测量之前的一个重要步骤。其主要任务是布设足够密度的测站点，因为此前的首级控制网和加密控制网的点位密度是不能够满541.图根点的埋设根据当地实际测量条件，图根控制布设的主要形式是附合导线和结点导线网，个别无法附合的地区，可采用支导线的形式补充。局部区域可采用全站仪解55城市建筑密集区，隐蔽地区，应以满足测图需数字测图时，图根点密度要求一般如表2-7。表2-7数字测图平坦开阔地区图根点密度