數(shù)字測圖技術(shù)設(shè)計報告
數(shù)字測圖技術(shù)設(shè)計報告
學(xué)院名稱:資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)年級:地信10-1姓名:毛亞會
學(xué)號:201*1207013指導(dǎo)老師:鄧文彬
一.前言
隨著電子全站儀及電子計算機的普及,地形圖的成圖方法正在逐步地由傳統(tǒng)的白紙法成圖向數(shù)字測圖方向發(fā)展。技術(shù)設(shè)計的規(guī)范對測繪人員來說有著重要的意義。
二.作業(yè)方法
目前在我國,獲得數(shù)字地圖的主要方法有三種:原圖數(shù)字化、航測數(shù)字成圖、地面數(shù)字測圖。但不管哪種方法,其主要作業(yè)過程均為三個步驟:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出(打印圖紙、提供軟盤等)。
1.原圖數(shù)字化
當(dāng)一個城市(地區(qū))需要用到數(shù)字地形圖而一時因經(jīng)費困難、或受到時間等原因的限制時,該方法是再適宜不過的了。它能夠充分地利用現(xiàn)有的地形圖,僅需配備計算機、數(shù)字化儀、繪圖儀再配以一種數(shù)字化軟件就可以開展工作,并且可以在很短的時間內(nèi)獲得數(shù)字的成果。如一時連購買設(shè)備的經(jīng)費也難以落實,也可讓具備有圖紙數(shù)字化能力的測繪單位代而為之。它的工作方法有兩種:手扶跟蹤數(shù)字化及掃描矢量化后數(shù)字化,其中后一種要比前一種的精度高、效率高。
但是,利用該方法所獲得的數(shù)字地圖其精度因受原圖精度的影響,加上數(shù)字化過程中所產(chǎn)生的各種誤差,因而它的精度要比原圖的精度差。而且它所反映的只是白紙成圖時地表上各種地物地貌,現(xiàn)勢性不是很好。所以它僅能作為一種應(yīng)急措施而非長久之計。
為了可充分利用該法得到數(shù)字地圖,可通過修測、補測等方法,實測一部分地物點的精確坐標(biāo),再用這些點的坐標(biāo)代替原來的坐標(biāo),通過調(diào)整,可在一定的程度上提高原有圖的精度。而隨著地圖的不斷更新,實測坐標(biāo)的增加,地圖的精度也就會相應(yīng)地得到了提高。
2.航測數(shù)字成圖
當(dāng)一個地區(qū)(或測區(qū))很大時,就可以利用航空攝影機在空中攝取地面的影像,通過外業(yè)判讀,在內(nèi)業(yè)建立地面的模型,通過計算機用繪圖軟件在模型上量測,直接獲得數(shù)字地形圖。隨著測繪技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字攝影測量已在我國的某一地區(qū)取得了試驗性的成功,在不久的將來將會得到推廣。它是通過在空中利用數(shù)字攝影機所獲得的數(shù)字影像,內(nèi)業(yè)通過專門的航測軟件,在計算機上對數(shù)字影像進行像對匹配,建立地面的數(shù)字模型,再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖?梢哉f,這將是我們今后數(shù)字測圖的一個重要發(fā)展方向。
該方法的特點是可將大量的外業(yè)測量工作移到室內(nèi)完成,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點。它特別適合于城市密集地區(qū)的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大,如果一個測區(qū)較小,它的成本就顯得較高。所以現(xiàn)在基本上由一些較大的單位來承擔(dān)。
3.地面數(shù)字測圖
在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū)或該地區(qū)的測繪經(jīng)費比較充足,可直接采用地面數(shù)字測圖的方法,該方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖,是我國目前各測繪單位用得最多的數(shù)字測圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相對于鄰近控制點的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。但它所耗費的人力、物力與財力也是比較大的。在本文中主要就是談這方面的體會。
三.測繪軟件的選擇
對于一個測繪單位而言,數(shù)字測圖的一個重要問題是選擇好適合于本單位使用的繪圖軟件。因為往往地這個單位用起來很好的軟件,到了別的單位卻不一定適用,所以每個單位對于軟件的選擇問題應(yīng)具體問題具體分析,不能人云亦云。
衡量一個成圖軟件的標(biāo)準(zhǔn),首先要看該軟件是否適合本單位的實際情況;二要看其可操作性,是否界面友好,簡便易學(xué)等等;三要看其的提供的功能是否適合于本單位。
目前各測繪單位所使用的軟件,可謂五花八門,林林總總。但基本上為兩種類型,一是本系統(tǒng)(單位)自行開發(fā)的,另一種是由專門的測繪軟件開發(fā)商開發(fā),而以商業(yè)目的提供給廣大用戶使用的,也是各測繪單位用得比較多的。在本文中所講到的是后一種軟件。
現(xiàn)在市場上的測繪軟件用得最多的主要有三種:一是以清華山維公司與清華大學(xué)土木系聯(lián)合開發(fā)的測霸EPSW(ElectronicPlane-tableSurveyingandMappingsystem)系列;二是武漢瑞得測繪自動化公司的RDMS系列;三是廣州南方測繪儀器公司與廣州開思公司的CASS系列與SCS系列。下面簡單作一比較分析。
EPSW系列主要用于實測與自動繪制各種大比例尺數(shù)字地形圖、地籍圖、管線圖、地物平面圖、斷面圖等,但它的這幾個功能是在不同的專門軟件中的。它的主要特點如下:1實時成圖充分發(fā)揮了原來的平板測圖優(yōu)勢,即測即顯,所顯即所測,在接生場地形圖,真正達到了內(nèi)外業(yè)一體化;2具有多種碎部測量方法;3界面友好,操作方便快捷,簡單易學(xué)。4獨創(chuàng)的一步測量法,可以一邊測圖根,一邊測碎部,最后再平差。
該軟件的最大優(yōu)點是既符合老測繪工作人員的工作經(jīng)驗與習(xí)慣,又能高效地完成工作,應(yīng)該說是我國現(xiàn)在電子平板測圖系統(tǒng)中做得最好的,因此,深受廣大測繪人員的喜歡,也占據(jù)了大部分的電子平板測圖市場。它開創(chuàng)了數(shù)字測圖的新局面,對我國數(shù)字測圖技術(shù)的推廣起到極大的推動作用。
但是,盡管該軟件也提供了諸如圖形縮放、開窗、移動、刪除等功能,但從內(nèi)業(yè)的角度來考慮,這些功能還不能滿足內(nèi)業(yè)編緝的需要,而且,它將原來在外業(yè)的工作依舊在外業(yè)完成,似乎有悖于數(shù)字測圖減輕外業(yè)工作的初衷,并且外業(yè)用的便攜計算機很容易損壞。
RDMS系列是在GIS圖形平臺上開發(fā)的一個專門測繪用軟件,也提供了電子平板方式,亦可利用電子手簿或全站儀所存儲的測量數(shù)據(jù)傳到計算機上再以交互編緝的方式成圖。它提供的功能與原來的測量習(xí)慣基本上能保持一致,比較簡單易學(xué),測量人員可以很快的熟悉并上手操作,提供了地籍測量的相關(guān)內(nèi)容,對于地籍表格的處理方便快捷。所以,許多從事地籍測量的單位選擇了它。
而對于已經(jīng)熟悉AUTOCAD的用戶而言,CASS系列與SCS系列則是一個不錯的選擇,因為它們是基于AUTOCAD平臺開發(fā)的,AUTOCAD的所有功能它都可以用,而AUTOCAD則是世界上大家所共認的繪圖平臺,其編輯功能是有目共睹的。
CASS與SCS的功能差不多,各有所長與所短。CASS的服務(wù)可以說是一個電話隨叫隨到,而SCS的服務(wù)在近一段時間內(nèi)是無法與其所相提并論的。它們均提供三種作業(yè)方式:電子平板方式、原圖數(shù)字化方式及內(nèi)外業(yè)一體化。在CAD的基礎(chǔ)上,開發(fā)了許多功能,如量算定點、圖形復(fù)制、繪制多功能復(fù)合線等。除此之外,還提供了地籍表格繪制與圖紙管理等功能。對于哪些既想用電子平板方式作業(yè),又能在室內(nèi)編輯成圖的單位而言,可以選擇它。
當(dāng)然,以上這些軟件的功能會隨著時間的推移而逐步完善。對這些軟件的認識也只是本人的一管之見。
四.?dāng)?shù)字測圖外業(yè)工作的實施
1.控制測量
在數(shù)字測圖工作中,控制測量的工作與傳統(tǒng)的控制測量相比,應(yīng)該更簡便,當(dāng)然,在新的規(guī)范中,對這一方面的要求沒有多大的改動,但根據(jù)本人的實際
工作經(jīng)驗及積累,有一些限制條件是可以放寬的,特別是圖根控制。
隨著GPS技術(shù)的發(fā)展成熟及全站儀的普及,三角測量現(xiàn)在已基本上淡出了控制測量這個舞臺。所以對大多數(shù)的人員而言,無疑大大地減輕了工作的強度。去掉了三角測量的種種枷鎖的限制,取而代之的是更為靈活的GPS網(wǎng)及導(dǎo)線(網(wǎng))測量。在本文中,僅就圖根測量及圖根加密作一探討。
現(xiàn)在各測繪單位所使用的電子全站儀的精度一般為6〃、3+5ppm以下,加上是電子自動讀數(shù),所以它的實際精度要較其標(biāo)稱精度高,相對于光學(xué)經(jīng)緯儀而言,就更具優(yōu)勢。
眾所周知,在傳統(tǒng)測圖中,地面點平面位置的誤差受下列誤差的影響:
1.圖根點的展繪誤差M展
2.測定地物點的距離誤差M距
3.測定地物點的方向誤差M刺M繪
4.地形圖上地物點的刺點誤差M刺
5.清繪時所造成的誤差M繪
綜上所述,地形圖上地物點平面位置的誤差可用下式表示
M物=
以1:1000比例尺,最大視距為100米為例,根據(jù)經(jīng)驗,有下表
誤差M展mmM距mmM向mmM刺mmM繪mmM物mm
數(shù)值0.180.390.180.200.080.51
而在數(shù)字測圖中,因為是計算機自動展點,所以圖根點與地物點的展繪誤差可忽略不計,看作0。則剩下的為M距、M向。取方向中誤差為標(biāo)稱精度的3倍極限,因為是半測回測角,所以方向的誤差為6X2X3=17〃,取碎部點至測站的距離為300m,則M向=17/206265X300=0.024m,測距儀的標(biāo)稱精度取3+5ppm。顧及測量中棱鏡不到位等各項因素的影響,取經(jīng)驗值0.020m。則實測得的該平面點相對于圖根點的誤差為0.032m。
由上可見,在視線良好的情況下,由于全站儀相對于經(jīng)緯儀測角、測距精度的提高及計算機的應(yīng)用,測量碎部點的距離可以放大,圖根點的密度可作相應(yīng)地降低,邊長可放寬至100至300米。對于支站,也可不受2站的限制,根據(jù)本人的實踐,支3到4站的精度還是可以達到要求的。當(dāng)然,在城市密集建筑區(qū)和通視不好的條件下,顧及以后地形圖修測或工程放樣的要求,圖根點的密度應(yīng)增加。
2.碎部測量
數(shù)字測圖中,碎部測量的主要方法為極坐標(biāo)法,在實測得多數(shù)碎部點的坐標(biāo)后,可利用軟件中的方向交會、距離交會、十字尺測量法或量算定點等方法來取得其余各點的坐標(biāo),再輔以軟件中的偏移、拷貝、延伸等功能,得到最后的圖形。
小型測繪單位,主要從事地形圖修測補測的維護工作、建筑工程放樣、變形觀測、市政工程及地形圖測繪等業(yè)務(wù)。因為面廣量大,在人員的配備上盡量求精簡,所以不可能采取與一些大型測繪單位的作業(yè)方法,而必須創(chuàng)造出一套適合于本單位的方法。
在非電子平板數(shù)字測圖中,很多單位所采用的方法為外業(yè)草圖+室內(nèi)交互編緝來完成測圖工作。但這樣一來,勢必會降低外業(yè)的工作效率,操作也比較繁瑣。在測量的運作中,繪制草圖并不簡單,特別是在建筑物多時,相當(dāng)麻煩,加上專人畫草圖,在人力上也是一種浪費。而我隊的地形測繪小組,基本上由2人組成,一人觀測并在全站儀上作記錄并編碼,一人跑尺并內(nèi)業(yè)繪圖回到室內(nèi)就可以把傳輸?shù)接嬎銠C的各點在計算機屏幕上以展繪編碼的方式出來,再根據(jù)跑尺人員自己所走過的線路,輔以這些點號編碼,則可比較方便地把這些點連接起來;蛘咄ㄟ^編制編碼引導(dǎo)文件,實現(xiàn)自動連線。
當(dāng)完成這項工作后,再把這些圖拿到實地對照,量取實地沒有測到的各種數(shù)據(jù),再在計算機上進行交互編緝,從而得最終的地形圖。
當(dāng)然,采用以上方法,對觀測及司尺人員的要求是比較高的。第一配合要默契,這一點測完了,下一點應(yīng)測什么應(yīng)心靈相通;對觀測人員的輸入數(shù)字及字母的熟練程度要求較高,一般應(yīng)在10秒內(nèi)完成(當(dāng)然,有的點號是不用輸入的)。第二司尺人員擔(dān)負著室內(nèi)繪圖的工作,是測圖過程
中的主要人員,所以對于地物(貌)的綜合取舍等要心中有數(shù),并且應(yīng)在跑尺前確定好跑尺的線路,盡量避免走冤枉路。
經(jīng)實踐表明,利用該法測量要較草圖法省事、快捷。測站上所需要的僅是編碼及照準(zhǔn)兩個過程,而司尺人員所需要做的僅是通過對講機報編碼、擺放棱鏡兩個過程,F(xiàn)在的全站儀測量一個坐標(biāo),基本上在1秒以內(nèi),有的甚至達到了0.3秒一個點。受司尺員走路等原因的影響,測地物約30秒一個點、地貌在1分鐘以內(nèi),可以說,主要的時間是從一個點到另一個點的時間,而在這么短的時間內(nèi),畫草圖的人員基本上是跟不上這個思路與速度的。經(jīng)本人每天測量小時計,每天約可測600至900點。而且,連線的成功率在95%以上。
對于碎部點的確定,就注意以下幾點:
1.依比例的規(guī)則的建(構(gòu))筑物只需測出三點,第四點可由計算機來完成。
2.不規(guī)則的地貌應(yīng)盡量能多測一些點,因為在傳統(tǒng)測圖中,一些細小的變化可通過手工來完成,但計算機的模擬是無法比較真實的反映出這些實際地形的。
3.對于程序中規(guī)定順序繪制的圖塊,如橋梁,廣告牌等等,最好能按其順序進行測量。
此外,還應(yīng)注意以下一些事項:
1.測圖單元的劃分,盡量以自然分界為界,如河流、道路等等,以便于地形圖的施測,也減少了接邊的問題。
2.能夠測量到的點盡量實測,盡量避免用皮尺(鋼尺)量取。因為用全站儀所測量的速度遠非皮尺量取所能比的,而且精度也會高些。
3.同一類地物(貌)應(yīng)先測,以避免內(nèi)業(yè)造成一些不必要的麻煩,當(dāng)然,根據(jù)實地的實際情況,可作靈活的運用。同時,也方便測站上觀測人員的數(shù)字及字母輸入。
4.測等高線時,除了測量特性線外,還應(yīng)盡量多測一些加密的點,以滿足計算機建模的需要,也能更加詳盡地把映出地貌。
5.由于數(shù)字測圖很多工作是在計算機上完成的,所以如何加強檢核是每個單位所就解決的。特別是在測區(qū)遠離內(nèi)業(yè)地點時,必須有一定的措施。
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數(shù)字測圖實習(xí)報告
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一、概述
本次任務(wù)是對本溪市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)石橋子地區(qū)進行比例尺為1:500的數(shù)字測圖,其面積大約一平方公里,主要以藥材、玉米等經(jīng)濟作物為主,還包含大面積荒草,有一人多高,為測圖大大地增加了難度。石橋子隸屬于遼寧省本溪市西湖區(qū),是一個新興的經(jīng)濟開發(fā)區(qū),在這里,我們將進行為期一個月的數(shù)字測圖任務(wù)。鞏固課堂所學(xué)知識,加深對控制測量學(xué)、數(shù)字測圖的理解,能夠用有關(guān)的理論指導(dǎo)實踐,做到理論與實踐相結(jié)合,提高分析問題、解決問題的能力,對測繪學(xué)基礎(chǔ)的基本內(nèi)容進行實際應(yīng)用,使所學(xué)的知識進一步鞏固、深化。
測區(qū)位于遼寧省本溪市溪湖區(qū)石橋子鎮(zhèn),距沈陽43公里,距本溪21公里,規(guī)劃面積27.8平方公里,轄區(qū)總面積88平方公里。石橋子鎮(zhèn)位于本溪市區(qū)北部,是本溪市新成立的經(jīng)濟開發(fā)區(qū),有中國藥都的美譽,該區(qū)正處于建設(shè)階段,由于本溪市竭力將其打造成藥都,所以此處大部分為制藥廠。該地區(qū)交通便利,屬于中溫帶濕潤氣候區(qū),全地區(qū)年平均氣溫為6.1℃~7.8℃,最熱的七月,月平均氣溫為24.3℃;最冷的一月,平均氣溫為零下14.3℃。雨量比較充足,年平均降水量為800-900毫米,其中一半集中在夏季的七、八月份。
二、已有資料利用情況
本次測量采用1980西安大地坐標(biāo)系,測區(qū)布設(shè)了九個一級導(dǎo)線點,已知控制點共三個,均分布在校園內(nèi),距測區(qū)并不遠,但因彼此間不通視,故要引支點測其坐標(biāo)。
已知點坐標(biāo)點號XYHA(001)4591406.466559231.995115.312B(007)4591202.665558972.117116.651C(006)4591286.087559074.606116.090備注三、控制測量
3.1、高程控制測量
采用四等水準(zhǔn)的作業(yè)方法進行。高差較大的地域采用三角高程方法,高差較小的地域采用幾何水準(zhǔn)方法,四等水準(zhǔn)線路主要沿道路布設(shè)。1)、水準(zhǔn)測量主要技術(shù)要求四等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求每千米高差中數(shù)中誤差附(閉)合水準(zhǔn)路線長路線閉合差偶然中誤差M全中誤差(Km)(mm)△MW≤±5mm≤±10mm≤15≤20L注:L為附(閉)合路線長度,以公里為單位。
四等水準(zhǔn)觀測技術(shù)要求前后視距前后視距紅黑面視距差累積差讀數(shù)差≤80m≤5m≤10m3.0mm紅黑面所測高差之差5.0mm視線高度三絲能讀數(shù)
四等水準(zhǔn)測量采用中絲讀數(shù)法雙面標(biāo)尺,直讀距離,觀測順序為后—前—前—后。2)、水準(zhǔn)測量記錄要求
1、所有觀測數(shù)據(jù),應(yīng)隨測隨記。嚴(yán)禁轉(zhuǎn)抄、偽造。文字與數(shù)字應(yīng)力求清晰。記錄數(shù)字中尾數(shù)讀錯不得更改,應(yīng)劃去重測,對取用的已知資料,均應(yīng)由兩人獨立進行百分之百的檢查、核對,確認無誤后,方可提供使用。2、所有觀測放樣手薄,必須保持完整。不得缺頁、空頁。3、測量成果應(yīng)妥善保管。3)、水準(zhǔn)測量的注意事項
1、四等水準(zhǔn)每一測段的往測與返測,測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù),否則應(yīng)加入標(biāo)尺零點差改正。由往測轉(zhuǎn)向返測時,兩根標(biāo)尺必須互換位置,并應(yīng)重新安置儀器。2、在一個測站上,四等水準(zhǔn)盡量少作兩次調(diào)焦。
3、工作間歇時應(yīng)選擇兩個堅固可靠,便于放置標(biāo)尺的固定點作為間歇點,并作出標(biāo)記。間歇后,應(yīng)進行檢測。檢測結(jié)果如符合要求,則可繼續(xù)觀測,否則須從前一水準(zhǔn)點起重測。檢測記錄用紅筆圈起,其高差在正式成果中不予采用,不合要求的檢測記錄應(yīng)劃去。
4、在一個測站上,只有當(dāng)各項檢核均符合限差要求時,才能遷站。如其中有一項超限,可以在本站立即重測。如果儀器遷站后才發(fā)現(xiàn)超限,則應(yīng)從前一水準(zhǔn)點或間歇點起重測。
5、測繪儀器、工具,應(yīng)精心愛護,妥善保管,按測量法規(guī)定及時檢定,檢查、校正和修理。
3.2、平面控制測量1、導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)
如圖1所示,導(dǎo)線從已知控制點B和已知方向BA出發(fā),經(jīng)過1、2、3、4最后仍回到起點B,形成一個閉合多邊形,這樣的導(dǎo)線稱為閉合導(dǎo)線。閉合導(dǎo)線本身存在著嚴(yán)密的幾何條件,具有檢核作用。x4A
B3αBA21圖1閉合導(dǎo)線
水平角測量和距離測量技術(shù)要求見表1。表1一級導(dǎo)線測量基本技術(shù)要求水平角垂直角距離同一方向兩測回較測回數(shù)測回數(shù)同一站指標(biāo)差之差測回數(shù)讀數(shù)差差218"(中絲法)218"15mm表2光電測距導(dǎo)線的主要技術(shù)要求導(dǎo)線平均邊測距中測角中導(dǎo)線全長相測回數(shù)方位角閉等測圖長度長誤差誤差對合差級比例尺DJ2DJ6/m/m/mm/″閉合差/″一3600300≤±15≤±5≤1/1400024≤10n級二2400200≤±15≤±8≤1/1000013≤16n級三1500120≤±15≤±12≤1/600012≤24n級1;50090080圖1:10001800150≤1/40001≤40n根1:201*3000250注:n為測站數(shù)。(三)閉合導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計算
閉合導(dǎo)線如圖3所示,計算示例見表3。其內(nèi)業(yè)計算步驟如下。1、角度平差①、角度閉合差:
(n2)1800W=[內(nèi)]-
式中:n──折角的個數(shù)。②、角度閉合差限差:W允=40n(″)式中:n──折角的個數(shù)。③、角度改正數(shù):Vi=-
Wn說明:Vi與W的單位應(yīng)相同,一般以秒為單位。④、檢核計算:[V]=-W
根據(jù)上述檢核計算公式實際計算時,會圖3閉合導(dǎo)線發(fā)現(xiàn)有時上式不相等,這是由于角度改正數(shù)計算時取有效位而產(chǎn)生的湊整誤差造成的。為了使檢核計算式兩端相等,應(yīng)將湊整誤差分配到觀測角改正數(shù)Vi中──這稱為湊整誤差調(diào)整。
該湊整誤差調(diào)整的原則是:在短邊兩端的觀測角對應(yīng)的改正數(shù)Vi上調(diào)整,一個觀測角對應(yīng)的改正數(shù)Vi上只能調(diào)整1秒。⑤、平差角計算:i=i+Vi
(n2)1800檢核:[]=
2、推算導(dǎo)線各邊坐標(biāo)方位角
①、計算導(dǎo)線各邊坐標(biāo)方位角:
i1800即:i1i左i1800前后左i1800即:i1i右i1800或者:前后右②、檢核計算:
從已知邊AB開始,再推回到已知邊BA結(jié)束,則已知邊坐標(biāo)方位角的計算值BA應(yīng)與其已知值A(chǔ)B1800相等。這里需要強調(diào)的是:已知邊與未知邊的連接角θ若測錯或整理數(shù)據(jù)過程中轉(zhuǎn)抄錯,在計算中將無法發(fā)現(xiàn)。因此,觀測前,應(yīng)加強對已知點位和已知方向的確認,保證無誤;觀測中,應(yīng)保證觀測角值θ觀測準(zhǔn)確無誤(一般應(yīng)比角多測一個測回);計算中,應(yīng)保證θ角的轉(zhuǎn)抄準(zhǔn)確無誤。3、坐標(biāo)增量計算①、坐標(biāo)增量:
siXiDiConiYiDiSi②、坐標(biāo)增量閉合差:WX=[X測]-X理=[X測]WY=[Y測]-Y理=[Y測]
2WS=WX(WS為導(dǎo)線全長閉合差,也叫導(dǎo)線點位閉合差)WY2
說明:當(dāng)導(dǎo)線長度短于規(guī)范規(guī)定的時,導(dǎo)線點位閉合差不應(yīng)大于圖上0.3mm,即:
WS允=±0.3M(mm)
13(M為測圖比例尺分母)
W111=S≤(為導(dǎo)線全長相對閉合差)[D]201*NN③、坐標(biāo)增量改正數(shù):Vxi=-Vyi=-檢核計算:[Vx]=-WX[Vy]=-WY
根據(jù)上述檢核計算公式實際計算時,會發(fā)現(xiàn)有時上式不相等,這是由于坐標(biāo)增量改正數(shù)Vxi、Vyi計算時取有效位而產(chǎn)生的湊整誤差造成的。為了使檢核計算式兩端相等,應(yīng)將湊整誤差分配到坐標(biāo)增量改正數(shù)Vxi、Vyi中──這稱為湊整誤差調(diào)整。
該湊整誤差調(diào)整的原則:在長邊所對應(yīng)的坐標(biāo)增量改正數(shù)Vxi、Vyi上調(diào)整,一個Vxi或Vyi上只能調(diào)整一個毫米。
④、改正后坐標(biāo)增量:Xi=Xi+VxiYi=Y(jié)i+Vyi檢核計算:
[X]=X理=0
[Y]=Y(jié)理=0圖4獨立測區(qū)的閉合導(dǎo)線
WXDi[D]WYDi[D]4、坐標(biāo)計算:
Xi1XiXi(i1)
Yi1YiYi(i1)
檢核計算:最末點坐標(biāo)的XB、YB的計算值應(yīng)與其已知值完全相等,否則,說明計算過程有誤。
獨立測區(qū)所布設(shè)的閉合導(dǎo)線如圖4所示,常常是假定一個地面點為已知點,如圖中的A點;假定一條邊的坐標(biāo)方位角已知,如圖中的A4。這種圖形沒有連接角
。其內(nèi)業(yè)平差計算的思路與方法與圖3所示的閉合導(dǎo)線基本相同。
2、GPS網(wǎng)型網(wǎng)型方案設(shè)計
GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有點連式、邊連式、網(wǎng)連式及邊點混合連接、三角鎖連接、導(dǎo)線網(wǎng)連接、星形連接等幾種基本方式。本次主要采用邊連接式,每次用至少三臺接收機,組成GPS網(wǎng),能保證網(wǎng)的幾何強度,提高網(wǎng)的可靠指標(biāo)。在實際布網(wǎng)設(shè)計時遵循以下幾個原則:
ⅠGPS網(wǎng)一般應(yīng)采用獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形,如三角形、多邊形或附合線路,以增加檢核條件,提高網(wǎng)的可靠性。
ⅡGPS網(wǎng)作為測量控制網(wǎng),其相鄰點間基線向量的精度,應(yīng)分布均勻。
ⅢGPS網(wǎng)點應(yīng)盡量與原有地面控制點相結(jié)合。重合點一般不少于3個(不足時應(yīng)聯(lián)測),且在網(wǎng)中分布均勻,以可靠地確定GPS網(wǎng)與地面之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。ⅣGPS網(wǎng)點應(yīng)考慮與水準(zhǔn)點重合,而非重合點,一般應(yīng)根據(jù)要求以水準(zhǔn)測量(或相當(dāng)精度的測量方法)進行聯(lián)測,或在網(wǎng)中布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)聯(lián)測點。
Ⅴ為了便于GPS的測量觀測和水準(zhǔn)聯(lián)測,減少多路徑影響,GPS網(wǎng)點一般應(yīng)設(shè)在視野開闊和交通便利的地方。
Ⅵ為了便于用經(jīng)典方法聯(lián)測或擴展,可在GPS網(wǎng)點附近布設(shè)一通視良好的方位點以建立聯(lián)測方向,方向點與觀測站距離一般應(yīng)大于300米。1)、選點與埋標(biāo)①選點
由于GPS測量觀測站之間不一定要求相互通視,而且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活,所以選點工作比常規(guī)控制測量的選點要簡便。但由于點位的選擇對于保證觀測工作的順利進行和保證測量結(jié)果的可靠性有著重要的意義,所以選點工作還應(yīng)遵守以下原則:
Ⅰ應(yīng)設(shè)在易于安裝接受設(shè)備、視野開闊的較高點上;
Ⅱ目標(biāo)要顯著,視場周圍15°以上不應(yīng)有障礙物,以減小GPS信號被遮擋或被障礙物吸收;
Ⅲ應(yīng)遠離大功率無線電發(fā)射源(如電臺、微波站等),其距離不小于200m;遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道,其距離不得小于50m。以避免電磁場對GPS信號的干擾;
Ⅳ附近不應(yīng)有大面積水域或不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接受的物體,以減弱多路徑效應(yīng)的影響;
Ⅴ應(yīng)選在交通方便,有利于其他觀測手段擴展與聯(lián)測的地方;Ⅵ基礎(chǔ)穩(wěn)定,易于點的保存;Ⅶ人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計進行踏勘;在實地按要求選定點位。當(dāng)利用舊點時,應(yīng)對舊點的穩(wěn)定性、完好性,以及覘標(biāo)是否安全、可用性進行檢查,符合要求方可利用。②標(biāo)志埋設(shè)
GPS點應(yīng)埋設(shè)具有中心標(biāo)志的標(biāo)石,以精確確定點位,點的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅固長久保存和利用。
每個點位標(biāo)石埋設(shè)結(jié)束后,應(yīng)提交以下資料:(1)點的記錄。
(2)GPS網(wǎng)的選點網(wǎng)圖。
(3)土地占用批準(zhǔn)文件與測量標(biāo)志委托保管書。(4)選點與埋石工作技術(shù)總結(jié)。2)、作業(yè)原則與要求
GPS外業(yè)工作一方面,要有較多的多余觀測,以提高觀測成果的精度和可靠性,另一方面,還要考慮各待測點的點位精度的均勻性和各觀測時段的獨立性。因此,GPS外業(yè)工作的原則是:
①GPS網(wǎng)中各待測點的設(shè)站次數(shù)應(yīng)相同;
②優(yōu)先測量點間距離較近的點,同時沿最短距離欠站;③應(yīng)該聯(lián)測相距較遠的高等級已知點;
④GPS網(wǎng)中各待測點每次重復(fù)設(shè)站都使用不同的接受機。確定觀測時段時,需要分析最新的星歷預(yù)報并與實地結(jié)合的原理選定,選擇合適的PDOP值以保證觀測精度,確保工作順利進行,減少作業(yè)返工量。GPS控制網(wǎng)精度要求
D級主要用于中、小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測、建筑施工等的控制測量。根據(jù)城市測量規(guī)范本次設(shè)計平面控制網(wǎng)精度要求如下:1.四等網(wǎng)中最弱相鄰點的相對點位中誤差Mji不得大于5cm2.四等以下網(wǎng)中最弱點的點位中誤差MW(相對于起算點)不得大于5cm
3.點位中誤差可根據(jù)點位誤差橢圓的長半軸aw和短半軸bw,,或點位在坐標(biāo)軸方向的誤差mx、my來計算;相對點位中誤差可根據(jù)兩點的相對點位誤差橢圓的長半軸aij和短半軸bij或坐標(biāo)
增量的誤差m△x和m△y或邊長誤差ms和方向角誤差m”s及邊長S來計算即MW=√aw2+bw2=√mx2+my2Mji=√aij2+bij2=√m△x2+m△y2=√ms2+〔m"a/p"〕2根據(jù)城市測量規(guī)范知測角中誤差起始邊邊長相最弱邊邊長相等級平均邊長(km)(")對中誤差對中誤差≤1/1201*0(首級)四等2≤±2.51/45000≤1/80000(加密)GPS測量精度分級平均距離最弱邊相對中等級a(mm)b(110-6D)(km)誤差D2≤10各等級GPS相鄰點間弦長精度用下式表示σ=a2(bd)2≤101/4.5萬σGPS基線向量的弦長中誤差(mm),亦即等效距離誤差;aGPS接收機標(biāo)稱精度中的固定誤差(mm);
bGPS接收機標(biāo)稱精度中的比例誤差系數(shù)(ppm);dGPS網(wǎng)中相鄰點間的距離(km)。3)、GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求
GPS外業(yè)工作一方面,要有較多的多余觀測,以提高觀測成果的精度和可靠性,另一方面,還要考慮各待測點的點位精度的均勻性和各觀測時段的獨立性。因此,GPS外業(yè)工作的原則是:
①GPS網(wǎng)中各待測點的設(shè)站次數(shù)應(yīng)相同;
②優(yōu)先測量點間距離較近的點,同時沿最短距離欠站;③應(yīng)該聯(lián)測相距較遠的高等級已知點;
④GPS網(wǎng)中各待測點每次重復(fù)設(shè)站都使用不同的接受機。
確定觀測時段時,需要分析最新的星歷預(yù)報并與實地結(jié)合的原理選定,選擇合適的PDOP值以保證觀測精度,確保工作順利進行,減少作業(yè)返工量。
各級GPS外業(yè)測量均有技術(shù)要求,本次控制測量采用D級GPS網(wǎng),按照規(guī)程規(guī)范,其基本技術(shù)要求按下表中相應(yīng)規(guī)定執(zhí)行:
四等GPS相對定位測量的主要技術(shù)規(guī)定同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)≥4衛(wèi)星截止高度角15°有效觀測衛(wèi)星總數(shù)≥4觀測時間段≥1.6觀測時段長度/min≥10數(shù)據(jù)采樣間隔5~15時段中任一衛(wèi)星有效觀測時間/min≥3點位幾何圖形強度因子/PDOP文件和刪除文件等功能鍵。
Ⅴ每一觀測時段中,氣象元素一般應(yīng)在始、中、末各觀測記錄一次,當(dāng)時段較長時可適當(dāng)增加觀測次數(shù)。
Ⅵ在觀測過程中要特別注意供電情況,除在出測前認真檢查電池容量是否充足外,作業(yè)中觀測人員不要遠離接收機,聽到儀器的低電壓報警要及時予以處理,否則可能會造成儀器內(nèi)部數(shù)據(jù)的破壞或丟失。對觀測時段較長的觀測工作,建議盡量采用太陽能電池板或汽車電瓶進行供電。
Ⅶ儀器高一定要按規(guī)定始、末各量測一次,并及時輸入儀器及記入測量手簿之中。
Ⅷ接收機在觀測過程中不要靠近接收機使用對講機;雷雨季節(jié)架設(shè)天線要防止雷擊,雷雨過境時應(yīng)關(guān)機停測,并卸下天線。
Ⅸ觀測站的全部預(yù)定作業(yè)項目,經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成,且記錄與資料完整無誤后方可遷站。
Ⅹ觀測過程中要隨時查看儀器內(nèi)存或硬盤容量,每日觀測結(jié)束后,應(yīng)及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計算機硬、軟盤上,確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。
四、測圖作業(yè)方法及內(nèi)業(yè)處理
野外用拓普康全站儀采集數(shù)據(jù),現(xiàn)場草圖記錄。內(nèi)業(yè)采用CASS7.0軟件成圖,其步驟如下:1、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)傳輸:
格式轉(zhuǎn)換:將保存的數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為成圖軟件(如CASS)格式的坐標(biāo)文件格式。執(zhí)行下拉菜單“數(shù)據(jù)/讀全站儀數(shù)據(jù)”命令,在“全站儀內(nèi)存數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”對話框中的“全站儀內(nèi)存文件”文本框中,輸入需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)文件名和路徑,在“CASS坐標(biāo)文件”文本框中輸入轉(zhuǎn)換后保存的數(shù)據(jù)文件名和路徑。這兩個數(shù)據(jù)文件名和路徑均可以單擊“選擇文件”,在彈出的標(biāo)準(zhǔn)文件對話框中輸入。單擊“轉(zhuǎn)換”,即完成數(shù)據(jù)文件格式轉(zhuǎn)換。
展繪碎部點、成圖:執(zhí)行下拉菜單“繪圖處理/定顯示區(qū)”確定繪圖區(qū)域;執(zhí)行下拉菜單“繪圖處理/展野外測點點位”,即在繪圖區(qū)得到展繪好的碎部點點位,結(jié)合野外繪制的草圖繪制地物;再執(zhí)行下拉菜單“繪圖處理/展高程點”。經(jīng)過對所測地形圖進行屏幕顯示,在人機交互方式下進行繪圖處理、圖形編輯、修改、整飾,最后形成數(shù)字地圖的圖形文件。2、內(nèi)業(yè)成圖方法:
在外業(yè)無碼作業(yè)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上,內(nèi)業(yè)將利用外業(yè)草圖,采用南方CASS7.0軟件進行成圖。成圖比例尺為1:1000。地貌與實地相符,地物位置精確,符號利用要正確。所成的電子地圖進行了嚴(yán)格分層管理,可出各種專題地圖的要求。圖形格式為DWG格式。內(nèi)業(yè)成圖具體過程
1.DAT文件的建立:通過軟件將全站儀數(shù)據(jù)文件輸出為.dat格式2.展點(高程點或點號):在繪圖處理的下拉菜單中選擇“展點”項的“野外測點點號”在打開的對話框中選擇自己所需要的文件,然后單擊確定便可以在屏幕展出野外測點及點號。
3,繪圖,根據(jù)草圖,選擇南方CASS軟件下提供的地物類型描繪
4.加圖幅的方法:CASS7.0繪圖處理----任意圖幅,在參數(shù)設(shè)置中輸入圖名測量員,繪圖員,檢查員。
五、心得體會
一個月的實習(xí)很快就結(jié)束了,靜下心來細細的回想這一個月第一次進行數(shù)字測圖實習(xí)的我們,雖然遇到的麻煩不小,但也收獲也很多,確實是很充實,很有意義。大家都表現(xiàn)得很積極,沒有人怠慢工作,沒有遲到早退的現(xiàn)象,大家合作的非常愉快。
這是我們將上學(xué)年學(xué)到的工程測量的知識與這學(xué)期學(xué)數(shù)字測圖知識融和在一起,并付諸于實踐。我覺得除了這些,我在實習(xí)中還學(xué)到了一種能力,那就是組織協(xié)調(diào)的能力,根據(jù)任務(wù)量的不同,我安排各個組員進行不同的測量任務(wù),大家在測量過程中出現(xiàn)分歧時,我們會一起商討,最后統(tǒng)一意見,所以很快很好的完成了任務(wù)。這次實踐算是搞了一個小工程,繪制學(xué)校的地圖。
通過這次實習(xí),我們再次熟悉了繪制地形圖的過程,先布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng),這是成敗的關(guān)鍵因素。其中選點在整個過程中至關(guān)重要。點得選取要遵循通視性的原則,同時要懂得取舍,在通視的基礎(chǔ)上保證工作量不至于太大。全站儀的使用以及南方CASS繪圖軟件也達到了熟練的地步?傊,每天都有進步,每天都有收獲。
六、附表、附圖
控制點坐標(biāo)(80)點號A(001)B(007)C(006)C1C2C3C4C5C6C7C8C9Z1Z2X4591406.4464591202.6654591286.0874591284.7214591185.7244590907.0594590657.6174590647.6804590768.7334590813.0424590944.8014591207.8664591347.7104591193.143Y559231.995558972.117559074.606559275.250559396.454559506.730559574.641559352.562559165.705558905.642558800.291559006.161559303.615558980.235H115.312116.651116.090116.185115.396116.707117.673121.058119.777119.368118.378116.648116.211116.691
平面控制網(wǎng)
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