地形圖測繪論文范文
時間：2023-03-20 08:33:21
導語：如何才能寫好一篇地形圖測繪論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
1. 引言
隨著數字地形圖的廣泛應用，為了便于進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，在借鑒二維數字地形圖和數字地面（或高程）模型優點的基礎上，克服二維數字地形圖在空間表示和應用方面的不足，提出了測繪三維數字地形圖的想法。
為此，本論文主要對三維數字地形圖的測繪技術展開分析探討，以期從中找到可靠有效可行的數字地圖測繪技術，并以此和廣大同行分享。
2. 三維數字地形圖的地形數據及表達方法分析
地形數據即為表現地勢走向的地貌數據，包括平面位置和高程數據兩種信息，這兩種信息目前主要通過野外測量、航空航天遙感影像和現有地形圖數字化三種方式獲得。航空攝影測量一直是地形圖測繪和更新的有效手段，其所獲取的影像數據是高精度大范圍的DEM生產最有價值的數據源。另外，近年來出現的干涉雷達、激光掃描儀等新型傳感器數據被認為是快速獲取高精度、高分辨率的DEM最有希望的數據來源。通過全站儀、全球定位系統(GPS)等手段可獲取較小范圍、大比例尺、高精度的地形建模數據，同時也是對航空攝影測量和地形圖數字化的一種補充。實際工作中，具體采用何種數據源和相應得生產工藝，一方面取決于數據的可獲取性，另一方面也取決于應用的目的和對數據的要求，包括DEM的分辨率、數據精度、數據量大小和技術條件等。
三維數字地形圖是用規則格網和高程注記點來表達地形地貌的。為了不影響地圖符號表達地物和地形，采用分布規則的格網式DEM較為妥當。格網的大小一方面取決于相應地形圖的分辨率，一般說來，地形圖的比例尺越大，對地物和地形表達的精度就越高即越精細，則格網就越?。涣硪环矫嫒Q于制圖區域地形的復雜程度，一般說來地形越復雜或越破碎，為了表達地形時不失真，格網就應越小。在一幅地形圖上，考慮到在實際中，有的地方地形比較復雜，而另一些地方則比較簡單，可用四叉樹結構來表達格網，即用大格網來表達簡單的地形，而用小格網表達復雜的地形，即采用橫向的多分辨率技術表達地形。構建三維數字地形圖時，必須確保DEM與線劃地形圖是同一個空間參考框架下的；編制地形圖時，可將DEM格網點放在一個單獨的圖層上，這樣可根據需要打開或關閉它。高程注記點反映地面上坡度變化處的高程。
3. 三維數字地形圖測繪技術應用探討
3.1 三維地形數據的采集
三維地形數據采集包括兩個階段，一是：外業采集，主要是利用全站儀采集地形點的三維空間數據（包括平面坐標及高程）。由于受通視條件、勞動強度等因素的影響，只能采集地形特征點的三維空間數據，地形特征點一般是指山谷點、山脊點、洼地、山腳點、山頂等等。由于這些特征點的密度不夠和分布不均勻。這樣在對有些地區的地表高低起伏就很難精確的表示。二是：內業加密，就是將外業采集的數據，通過內插的方法對特征點的密度和分布進行有效處理，獲得分布均勻，密度適當的地形點及高程，使其更能詳細的反映地勢的走向。
在利用全站儀野外獲取三維地物數據測量時，地物底部特征點數據的獲取是比較容易的，難點在于怎樣獲取地物頂部特征點數據。以建筑物為例進行說明，其頂部特征點的數據可以通過測量其相應的底部特征點的平面位置和高程，然后量測其高度的方法獲取，也可以放置棱鏡到頂部特征點上直接測量的方法獲取，還可以用無棱鏡測量進行建筑物頂部特征點的方法獲取。其中，無棱鏡測量對于沒有反射的物體不能進行測量，因此在建筑物比較密集的城鎮地區，用無棱鏡測量會嚴重受到通視條件和反射條件的制約，使的測繪工作量大，效率低，有些建筑物的頂部特征點甚至是采集不到的，對深巷的建筑物底部特征點也很難采集到。當然，還可以在建筑物頂部進行數據采集，此方法也存在通視條件的限制，還有很高的危險性，因此對于大區域測繪是不現實的。
3.2 三維數字地形圖的測繪
實際地面通常不是光滑和均勻變化的，因此在采集的時候會產生斷裂線問。對于植被茂密、樹林覆蓋地區，數字攝影測量采集時無法切到地面，這樣就不能準確的反映植被覆蓋區的實際地面趨勢，為了使其精度能夠滿足要求，可以在這些地區采集散點方式進行測量，以便能真正的切到地面的地方進行數據采集。在必要的時候還需要進行野外測量的方式進行補測才能達到精度的要求。具體面向三維地形數據的采集測繪，可以按照如下步驟進行：
(1) 定向建模
定向建模之精度是影響整個產品精度的關鍵。定向建模的工作流程：用黑白影像建立立體像對進行手工或自動內定向、相對定向核線重采樣絕對定向裁切核線影像立體模型建成。
(2) 數字高程模型DEM
DEM、DOM可由單模型獲取，也可由批處理直接生成。創建DEM及鑲嵌工作流程：先進行影像相關創建像方DEM像方DEM編輯創建物方DEM物方DEM檢查編輯建立新圖幅物方DEM接邊物方DEM鑲嵌DEM成果。
創建像方DEM前，要先對每個像對中的特征點（峰頂、谷底、鞍部及地形突變點）和特征線（山脊線、山谷線、地區突變區線、面狀地物的范圍線等）進行量測。量測特征點和線的目的是獲取像方DEM相關的初值，對像方DEM進行編輯。
(3) 數字正射影像DOM
每個像對的物方DEM編輯后即可創建正射影像，并進行DOM的鑲嵌。正射影像分為黑白正射影像和彩色正射影像。先創建每個像對的左、右黑白正射影像，合并左右黑白正射影像后，選擇鑲嵌線對黑白正射影像進行鑲嵌即生成黑白DOM產品。
(4) 數字線劃測圖
在定向建模完成之后，如不需要生成DEM、DOM產品，可直接進入向量測圖模塊進行測圖。在向量測圖模塊中，圖廓及內外整飾自動生成，已測向量能夠實時顯示（放大、縮小、編輯等）和映射至立體，具有聯機編輯、實時符號化功能，利用測圖模塊提供的這些工具可以很方便地進行測圖和編輯，實現測圖、編輯一體化。
3.3 三維數字地形圖測繪的誤差分析
(1) 全數字攝影測量的精度和模擬攝影測量、解析攝影測量相比一定有所不同，如:光束法區域網加密與獨立模型法區域網加密的精度差異，全數字攝影測量系統沒有機械傳動誤差、圖紙套合與清繪誤差、展點誤差、主距安置誤差、讀數誤差等等，出現了影像匹配誤差等。
(2) 圖上的地物點的點位中誤差主要來源于：像控點點位中誤差、房檐改正誤差、加密點點位中誤差、影像掃描中誤差、影像匹配中誤差和定向中誤差等。
(3) 航測成圖高程中誤差的主要來源于：控點高程中誤差、加密點點位中誤差、相對校正中誤差、定向中誤差和測繪動態中誤差等。
4. 結語
本文從三維數字地形圖的相關概念、數據采集的方法和三維數字地形圖的繪制三個方面進行了研究，對于三維數字地形圖測繪技術的實際應用具有一定的借鑒和指導意義，因而是值得推廣的，另一方面，三維數字地形圖數據的采集與測繪，還有很多的技術細節問題需要深入探討，這有待于廣大技術工作人員的共同努力，才能夠最終實現三維數字地形圖的測繪與普及應用。
參考文獻：
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篇2
【關鍵詞】數字化測繪 水利工程水利工程測繪數字地圖測繪 水利
中圖分類號： TV文獻標識碼：A 文章編號：
一．引言
隨著現代科學技術的發展，計算機技術及輔助設施CAD技術的廣泛應用，數字化測繪技術已經較為成熟的應用于建筑、交通和水利工程中。數字化測繪技術隨著計算機技術、網絡技術、測量儀器智能化及測繪制圖軟件的自動化等相關先進的技術的應用，給水利工程中的測繪工程帶來了較多有利之處。
二.數字化測繪的優勢。
數字化測繪是利用計算機對地形空間的相關數據進行自動處理，完成數字地圖的繪制，有特別需要時，可以利用數控繪圖儀來繪制所需要的專題地圖或地形圖。數字化測繪以傳統的白紙測圖為基礎，在全站儀、計算機輸入輸出設備硬件、計算機繪圖軟件的支持下，利用數字字庫技術和計算機圖形處理方法，將野外數據采集到內業，并完成制圖。數字化測繪技術通過數據輸入、數據處理和數據輸出三大部分的功能，實現了測繪制圖的自動化、智能化。同傳統測繪技術相比，數字化測繪具有以下優勢：
1.圖形測繪更準確。
利用數字化測繪技術將所采集的地形、地物、地貌等相關數據、信息轉化為數字形式，通過數據傳輸端口輸入計算機，經過計算機圖形處理軟件和測繪軟件進行處理，產生內容非常豐富的電子地圖。數字地圖是地理信息系統(GIS)的重要信息來源，存貯較為方便。在現代地形測繪技術中，數字化測繪已發展成為利用掌上電腦即PPA在現場完成數據采集及數據處理、成圖。傳統的經緯測繪和白紙繪圖，產生的平面位置及其他信息的誤差較大，而利用數字化測繪就似乎，測繪點精度非常高，從原始數據采集到成圖過程中，精度無任何變化，保證了成圖的質量。
2.提高了測繪效率。
數字化測繪是現代GIS數據采集的重要手段，實現了勘測設計一體化、數據采集處理一體化、數據更新和管理智能化。同傳統的經緯儀配合平板的測圖方法相比，數字化測繪技術的效率高出許多。在通視良好的情況下，利用全站儀以建站點為圓心進行觀測，一站可以測量1公里范圍內的地形圖。正常情況下，傳統的經緯測繪法采用白紙繪圖法，一個作業組一天僅能測量200個地形點，而利用數字化測繪技術，可以測量400各地物點，甚至更多。數字化測繪技術大大提高了測繪的效率，也縮短了成圖的時間。
三.數字化測繪在水利工程中的應用。
1.GPS測繪技術在水利工程中的應用。
授時與測距導航系統及全球定位系統（Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS）,通常簡稱為“全球定位系統”，即GPS。GPS是以人造衛星組網為基礎的無線電導航定位系統。利用設置在地面或運動載體上的專用接收機，接收衛星發射的無線電信號實現導航定位。它是根據美國國防部1973年12月批準的國防導航衛星計劃而建設的。它是由三個部分組成的，分別為空間衛星、地面控制系統、用戶的接受處理裝置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距離遠等特點，也恰巧是這樣的特點才使得對水利工程的測量可以向外擴展延伸。GPS和多波束測深系統相結合，是形成深水底地形測繪的新手段。
水利工程的選址一般多在地形較為復雜的河谷溝壑之處，工程周邊地表植被覆蓋較多，測繪時通視條件較差，而又缺乏相關國家控制點，采用傳統光學儀器進行控制測量的難度較大。利用GPS衛星定位系統較好的解決了此類問題，由于GPS測量不受氣候條件、地形、測量時間的影響和限制，能夠及時準確的完成控制測量和數據采集工作，能大幅度減少或免做像控點，既有效減少了測繪的工作量，同時又較大程度的提高了測繪的工作效率。
2.RS遙感技術在水利工程中的應用。
遙感技術RS（Remote Sensing）是在航空攝影測量的基礎上，隨著空間技術、電子技術和地球科學的發展而發展起來的，它的主要特點是：從以飛機為主要運載工具的航空遙感，發展到以人造衛星為主要運載工具的航天遙感；它超越了人眼所能感受到的可見光的限制，延伸了人的感官；它能快速、及時地監測環境的動態變化；它涉及天文、地學、生物學等科學領域，廣泛吸取了電子、激光、全息、測繪等多項技術的先進成果；遙感是運用物理手段、數學方法和地學規律的現代化綜合性探測技術。遙感，主要是從遠距離、高空或外層空間的平臺上，利用可見光、紅外線、微波等探測器，通過掃描、攝影來傳遞信息和處理信息，從而識別地面物質的性質和運動狀態。由于RS技術具有時效性、數據綜合性、經濟性等特點各種大的、小的比例尺地形圖都可以快速的利用其影像來獲取水利工程的基本地形圖。利用RS遙感技術直接進行水利工程的流域規劃，可以根據像片來直接判讀流域的地形特點和地質構造，便于合理選擇水利工程的壩址，對確定水庫淹沒、浸潤及坍塌的范圍有較好作用，同時對庫區搬遷、經濟賠償及淹沒損失等確定具有參考作用。
3.地理信息系統GIS（Geographic Information System）在水利工程中的應用。
地理信息系統是利用計算機存貯、處理地理信息的一種技術與工具,是一種在計算機軟、硬件支持下，把各種資源信息和環境參數按空間分布或地理坐標，以一定格式和分類編碼輸入、處理、存貯、輸出，以滿足應用需要的人-機交互信息系統。它通過對多要素數據的操作和綜合分析,方便快速地把所需要的信息以圖形、圖像、數字等多種形式輸出，滿足各應用領域或研究工作的需要，地理信息系統是現代水利工程數字化測繪的重要技術支持和測繪平臺。
4.數字化測繪在水利工程中的應用領域。
（1）點位測設。水利工程中施工測量的基本任務是要測設點位，既要求對已知長度、高程、角度和坐標的測設，在大中型水利工程中，都需要對施工區域內進行布設施工控制網，之后利用網內控制點作為基礎進行施工放樣。利用GPS技術能大大減少施工控制網中的過渡控制點，既節省了成本，有提高了效率。
（2）計算水庫庫容。傳統計算水庫的庫容時，都是采用手工計算，工作量非常大，而且容易出錯，計算精度也較差。通過利用數字化地形圖，加大了采集點的密度，同時也提高了面積計算的精度。可以插繪等高線，提高庫容計算的精度，能快速計算書庫的容量，便于實現水庫的自動化管理。
（3）水力資源管理。
水力資源管理利用遙感技術為檢測手段，利用GIS地理信息系統作為管理平臺，通過RS技術和GIS技術能夠客觀、快速、經濟的為大中型水利工程提供地理、環境、地質及水文等相關信息，是水利工程選址、工程規劃及設計和施工管理的重要分析工具。
四.結束語：
數字化測繪技術在很大程度上提高了水利工程測繪的水平，提高了測繪精度，確保地形圖準確可靠?，F代測繪技術的應用，先進測繪儀器和測量技術及測繪方法，為水利工程的建設和管理提供了可靠依據。
參考文獻：
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[3]楊安廣 陳東宇 數字化測繪在水利工程中的應用 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年36期
[4]唐繼權 趙學輝 鄭紅英Tang JiquanZhao XuehuiZheng hongying 水利工程測繪數字化分析 [期刊論文] 《中國水運（理論版）》 -2007年1期
篇3
關鍵詞 地形；遙感影像；幾何糾正
中圖分類號P237 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）45-0218-02
0 引言
遼寧省遙感影像信息處理平臺建設――基礎地形數據庫項目屬于遼寧省金土工程一期建設項目的子項目。目前遙感技術已廣泛應用于土地利用調查、國土資源動態監測、土地開發整理等方面[1-3]。項目的主要目的是為遼寧省國土資源部門，糾正衛星影像提供準確的基礎地理信息數據，為經濟持續快速協調健康發展提供基礎保障。項目主要內容為制作遼寧省區域范圍內1:1萬基礎地形數據庫，分辨率為200 DPI，格式為北京54和西安80兩套坐標系的GEOTIFF數據。
1 項目區概述
遼寧省簡稱遼，位于中國東北地區的南部，是中國東北經濟區和環渤海經濟區的重要結合部。地理坐標處在東經118°53′至125°46′，北緯38°43′~43°26′之間，東西端直線距離最寬約550km，南北間直線距離約550km。
2 數據準備
2.1 資料收集
遼寧省1:1萬基礎地形數據庫成果的制作，根據資料源有兩種格式：一種是矢量格式，另一種為柵格數據。遼寧省區域范圍共涉及1:1萬地形圖6508幅，由于資料收集困難的原因，個別邊界地區的1:1萬地形圖資料缺失，共收集到1:1萬地形圖6445幅，其余的以40幅1:5萬地形圖補充。
2.2 求解轉換參數
由于地形圖原圖只有54坐標或者80坐標一套成果，根據實際要求，需要對這些像控點成果進行北京54坐標系到西安80坐標系或者西安80坐標系到北京54坐標系的坐標轉換。作業中，考慮到要保證像控點的精度，不能進行簡單的平移與旋轉，本項目以市為單位作為工作區，在每個工作區內選擇能夠覆蓋工作區具有80和54坐標的國家D級控制點求取轉化參數，轉化模型選擇布爾莎七參數模型[4-5]，對每個工作區求解54坐標到80坐標及80坐標到54坐標各一套參數，共求得28套參數。作業過程中，由于遼寧省區域范圍內1:1萬地形圖涉及的中央經線有120°、123°和126°，涉及到每個帶邊緣處接邊時要注意檢查數據的接邊情況。
3 數據加工
3.1 總體技術路線
現有的地形圖資料有矢量和柵格兩種格式，圖1為數據加工的總體技術路線流程。矢量數據原始數據格式為AutoCAD的*.dwg格式，由于AutoCAD的*.dwg格式數據無法轉換為柵格數據，因此將AutoCAD數據轉換為MapGis的數據格式，并在MapGis軟件中依據1:1萬圖式對數據的線型、符號和文字進行處理，輸出分辨率為200DPI的TIF格式柵格數據，而后在Erdas軟件中進行配準。柵格數據為1:1萬紙質地形圖，將1:1萬地形圖掃描后，利用已經生成的1:1萬地形圖標準圖廓，采用清華山維軟件或者ERDAS軟件逐公里網格進行幾何糾正；同時必須保證4個圖廓點以及公里網格與圖廓的交點，都進行嚴格的幾何糾正。糾正后輸出分辨率為200DPI的GeoTiff格式。
3.2 清華山維糾正
清華山維sunway survey Epscan （掃描矢量化系統）主要功能是解決數據采集和數據加工，主要包括處理掃描圖像并進行矢量化處理，系統中提供了標準模板，進行1:1萬地形圖掃描選擇的模板是GB-10000.mdt。圖像處理的操作流程包括打開圖片、圖片定位、圖像配準、圖片存盤，詳細流程如圖2所示。
3.3 ERDAS糾正
ERDAS IMAGINE是美國ERDAS公司開發的專業遙感圖像處理與地理信息系統軟件。 ERDAS IMAGINE軟件中的幾何校正模塊能夠實現 1:1萬地形基礎數據的糾正，通過實驗我們已經得到驗證，具體的糾正技術流程如3所示。
3.4 ERDAS基礎地形圖的配準
遼寧省1:1萬基礎地形數據成果要求，同一幅圖提供54、80兩套坐標數據成果。由于1:1萬地形圖數據和掃描后的紙質地形圖原圖坐標系有54坐標的，也有80坐標的，地形圖配準時要依據原始數據的坐標系統對地形圖進行配準，即原始數據坐標系為54坐標系的，需要首先利用ERDAS軟件配準該圖1:1萬地形圖數據的54坐標系成果，然后再依據54與80坐標之間的轉換參數，進行該圖80坐標系成果的配準。反之亦然。進行配準時，投影類型應選擇“Transverse Mercator”，基準面名稱選擇“Undefined”，比例因子為1，中央經線依據地形圖數據本身的地理位置可為120°、123°和126°，東偏移為500公里，北偏移為0公里，原圖為北京54坐標情況下橢球名稱選擇“Krassovsky”，原圖為80坐標系橢球選擇“IAG 75”。
3.5 數據加工中應注意的問題
1） 資料收集過程中，一定收集采用現有的現勢性最好的地形圖和數據，避免重復工作；
2）紙質地形圖掃描后，利用已經生成的1:1萬地形圖標準圖廓，采用清華山維軟件逐公里網格進行幾何糾正；同時必須保證4個圖廓點以及公里網格與圖廓的交點都進行嚴格的幾何糾正；
3）元數據填寫時注意原始的數據的坐標系統；
4）ERDAS軟件中投影參數的設置54和80兩套坐標系統應該注意區分；
5）注意54和80兩套坐標系統文件名稱中新舊圖號的區分；
6）數據檢查過程中要注意投影參數的檢查，保證所有數據接邊正確。
4 結論
該項目的完成為遼寧省國土系統遙感影像數據加工提供了基礎地理信息數據，所取得的成果將會在土地調查、國土資源動態監管、礦業權核查等國土資源管理工作中發揮重要作用。
參考文獻
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篇4
[關鍵字]SRTM DEM 等高線 自動追蹤 制圖綜合
[中圖分類號] P28 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-3-290-1
1 概述
地形圖中陸地地貌的基本形態通常是利用等高線來表示。等高線是在滿足高程精度的前提下，能夠反映地貌特征的近似等高程點的連線，它既可供判斷地貌的平面位置，又可供測量地面高程。等高線獲取的傳統方法是依據大比例尺數據縮編或由掃描紙圖跟蹤數字化。這兩種方法都是是利用數字化應用系統的編輯功能對原有數據進行手工編輯綜合取舍的過程，雖然成圖質量比較好但受資料限制性較大而且對編繪質量要求較高，僅適合于已有數據的比例尺與成圖比例尺相差不大的情況下使用。本文以編制比例尺為1：100萬地形圖所需等高線為例，探索運用SRTM DEM數據自動追蹤生成等高線，針對DEM等高線的特點及存在問題運用制圖綜合的方法進行編繪處理，最終得到了能夠滿足1：100萬地形圖成圖質量要求的等高線數據。
2 SRTM DEM數據簡介
SRTM數據主要是由美國太空總署（NASA）和國防部國家測繪局（NIMA）聯合測量的，2000年2月由美國“奮進”號航天飛機搭載SRTM系統共計進行了222小時23分鐘的數據采集工作，獲取了北緯60度至南緯56度之間，面積超過1.19億平方公里的9.8萬億字節的雷達影像數據，覆蓋全球陸地表面的80%以上。雷達影像數據經過兩年多的處理制成了數字地形高程模型（DEM）。SRTM數據每經緯度方格提供一個文件，精度有1arc-second和3arc-second兩種，稱作SRTM1和SRTM3，SRTM1的文件里包含3601*3601個采樣點的高程數據，SRTM3的文件里包含1201*1201個采樣點的高程數據。SRTM數據空間分辨率較高，最高采樣精度可以達到30米，海拔精度為7—14米。在各個領域的應用前景十分廣闊，尤其在測繪學、地質學及軍事等領域具有十分重要的應用。
3 等高線自動生成
本文依托Global Mapper軟件平臺，利用分辨率精度為90米IMG格式的DEM數據自動追蹤生成等高線并將其轉換為簡單ASCII文本文件。再將此文件導入到Microstation數字制圖軟件平臺中進行綜合編繪。
使用Global Mapper軟件打開IMG格式的DEM數據，設置投影方式、參考橢球基準、平面單位以及中央經線值。設置等高距、地面分辨率和簡化值，選擇目標區域范圍，生成等高線。
地面分辨率的設置影響輸出數據的保真度和輪廓的產生，值的大小決定了生成等高線的詳細程度。簡化設置是指將對于形成圖元作用小的點進行刪除，簡化值大會導致曲線圖元的光滑度會降低，但得到的文件較小，相反簡化值小則能夠較好的保持圖元形狀，但得到的文件會比較大。輸出simple ASCII text file格式等高線數據，導入數字制圖軟件平臺中進行綜合編繪。
4 等高線綜合處理
利用上述方法生成等高線，具有較高的自動化程度，能夠快速獲取幾乎覆蓋全球的等高線，解決了快速獲取等高線的問題。但受DEM數據本身質量和精度以及生成等高線時參數設置的影響，自動追蹤生成的等高線還需要進行一些基本的綜合編繪處理。使用SRTM DEM數據自動追蹤生成的等高線，在用于不同用途或編制不同比例尺數據時需要對其進行一些基本處理。例如采點過于密集、彎曲形態過于細碎等問題，需要對其進行抽稀、化簡等處理。抽稀等高線可用的算法很多，如Douglas算法、Li-Openshaw算法等，要根據等高線狀況以及實際地貌特點選擇合適的抽稀算法及參數。
絕大多數地貌，化簡其形狀的基本方法是刪除谷地；而對于某些特殊的地貌類型，化簡其形狀的基本方法是刪除小山脊。對于正向地貌，基本方法是刪除谷地，合并山脊，使山體輪廓完整。刪除谷地時，等高線是沿著山脊的外緣越過小谷地，使谷地“合并”在山脊之中；對于負向地貌則要刪除小山脊，擴大谷地。刪除小山脊時，等高線是沿著谷地的源頭“穿入”小山脊之中而把它“切掉”。
谷地的選取是地貌綜合的重要組成部分，抓住谷地的選取就抓住了地貌綜合的關鍵。谷地的選取，由數量指標和質量指標確定。數量指標主要用于控制谷地選取的數量，以反映不同地區地貌水平切割密度的對比；質量指標是指谷地在表達地貌中的作用，主要用于控制谷地選取的對象。數量指標主要有谷間距等。谷間距是指兩相鄰谷底線之間的距離，谷間距的作用是控制谷地的選取數量。谷間距的選取指標一般為2-5mm。其中2mm是保證地貌清晰性的最低限值，5mm是保證地貌詳細性的最高限值。質量指標就是根據谷地在表達地貌中的重要性確定選取哪些谷地。一般應選取保留構成鞍部的對應谷地及構成匯水地形的谷地。
山頭的取舍和合并視山頭所處位置及表示山頭的等高線數量而定。一根等高線表示的小山頭，彼此間隔小于0.5毫米時，屬下列情況之一者，均要合并表示：主要山脊上的小山頭；順山脊延伸方向分布的小山頭；沿共同基底延伸方向分布的小山頭；連續分布的條狀小山頭。屬下列情況之一者，只能取舍，不能合并：無明顯延伸方向的圓形孤立小山頭；兩條以上等高線表示的小山頭；位于山體斜坡上的小山頭。
5 試驗與結論
為驗證用上述方法獲取并處理后得到的等高線數據是否能夠滿足實際制圖的質量要求，筆者以制作1：100萬地形圖所需等高線為例進行了試驗。軟件自動追蹤等高線過程中地面分辨率選擇0.0025 arc-degrees*0.0025arc-degrees，簡化值設置為0.1。得到的等高線經過Douglas算法抽稀，并對上面講到的存在問題進行了相應處理。經檢查證實：使用SRTM DEM數據自動追蹤生成的等高線，定位及走向較準確，能夠較好的反應地貌形態，與其他要素套合良好。相對于用比例尺跨度較大的數據所編及掃描地圖圖像采集，此方法大大節省了作業時間，因此可以應用于小比例尺地形圖生產作業。
參考文獻
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篇5
[關鍵詞]RTK 原理 大比例尺 RTK 誤差源
[中圖分類號] P217 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-7-257-2
1RTK 原理
GPS 實時動態測量（Real-Time Kinematic）簡稱RTK，具體作業方法是在已知點上設置一臺GPS接收機作為基準站，并將一些必要的數據如基準站的坐標、高程、坐標轉換參數等輸入GPS控制手簿，一至多臺GPS接收機設置為流動站?；鶞收竞土鲃诱就瑫r接受衛星信號，基準站將接收到的衛星信號通過基準站電臺發送到流動站，流動站接收到的衛星信號與基準站發來的信號傳輸到控制手簿進行實時差分及平差處理，實時得到本站的坐標和高程及其實測精度，并隨時將實測精度和預設精度指標進行比較，一旦實測精度達到預設精度指標，手簿將提示測量人員是否接受該成果，接受后手簿將測得的坐標、高程及精度同時記錄進手簿。
2RTK 滿足大比例尺地形圖測繪精度要求的分析
精度是檢驗測繪成果是否合格的重要指標，經實踐檢驗，利用RTK 測繪技術所得測繪成果的點位中誤差和高程中誤差分布均勻、不存在誤差累積，精度均能滿足《城市測量規范》大比例尺地形圖測繪二級導線點、圖根點、地物點的精度要求。
連江縣塘坂水庫引水工程測量項目測區位于連江縣潘渡鄉境內鰲江北側，線路起點為塘坂水庫，橫跨坡西村、東岸村、仁山村、貴安村、潘渡鄉、終點至觀音閣水廠。線路由西向東，呈橫條帶狀分布。大部分線路地處鰲江流域邊界，植被發育。特別是塘坂至風南地段，地形高差起伏變化較大，通視條件極差，利用傳統的測量方法施測具有很大難度。通過利用RTK 測繪技術，較好地完成了此測量項目。
2.1RTK 平面測量
在塘坂水庫引水工程1：500 地形測量中，沿工程線路由塘坂水庫向觀音閣水廠布設24個四等GPS控制點，而后采用RTK 技術來代替常規二級導線測量?；鶞收驹O置在較為空曠地帶，符合基準站的架設條件，與已知點的距離在2～3km之間。聯測四個C、D級GPS點和三個三、四等水準點，解算出兩坐標系之間的轉換參數，水平殘差最大為±3.1cm，垂直殘差最大為±0.7cm。為了提高待測點的觀測精度，將天線設置在對點器上，觀測時間大于20秒，采用不同的時間段進行兩次觀測取平均值：機內精度指標預設為點位中誤差±1.5cm，高程中誤差±2.0cm；觀測中，取平面和高程中誤差均小于±1.0cm時進行記錄。
觀測后RTK點兩次觀測值坐標進行比較得出RTK點兩次觀測值坐標較差最大值為±2.8cm，最小值為0cm?？紤]到兩次觀測采用了同一基準站，觀測條件基本相同，可以將其視為同精度雙觀測值的情況，進而求得觀測值中誤差和平均值中誤差。
mg=（[dd]/2n）^0.5±0.9cm
觀測值中誤差為：
mp=±0.9（2）^0.5=±0.6cm
平均值中誤差為：
在測量二級導線精度RTK點的同時，我們采用相同方法測量了測區附近的一級導線點和二級GPS已知點，一方面作為已知點進行檢核，另一方面可以間接說明RTK 的測量精度（見下表）。
表中坐標較差值最大為±3.1cm，最小為±0.6cm。坐標較差值的中誤差為±1.7cm，這說明RTK 技術能滿足《城市測量規范》中最弱點的點位中誤差（相對于起算點）不大于±5cm的要求。
2.2RTK 高程測量
塘坂水庫引水工程1：500地形測量項目中，我們采用常規手段對RTK 控制點進行了四等水準測量。平差后，每公里高差中誤差為±4.2mm，最弱點高程中誤差為±6.5mm。在進行RTK 平面控制測量的同時， 我們也利用RTK 技術進行了高程測量。觀測值中誤差為±1.4cm，平均值中誤差為±1.0cm。
如果四等水準網高程中誤差取±2.0cm，RTK 高程測量的中誤差采用其預設精度±2.0cm，則利用誤差傳播定律可以得到高程較差理論中誤差為±2.8cm，高程較差允許誤差為±5.6cm。可見求得的高程較差中誤差小于高程較差理論中誤差。
3RTK 誤差源的分析及減小誤差的措施
RTK 的測量精度包括兩個部分，其一是GPS的測量誤差，其二是坐標轉換帶來的誤差。對于坐標轉換來說，又可能有兩個誤差源：一是投影帶來的誤差，二是已知點誤差的傳遞。以下是對于各項誤差的分析以及減小這些誤差的幾點工作體會：
3.1信號干擾引起GPS測量誤差
此項誤差源可盡量避免，對于基準站而言，要避開在測站周圍100-500米范圍的UHF、VHF、TV和BP機發射臺，避開高壓線以及用于航空導航的雷達裝置等強電磁波輻射源。
3.2太陽黑子的磁暴引起GPS測量誤差
此項誤差源也可避免，在進行RTK測量前，要登錄相關網站查看太陽的活動信息，避開太陽黑子爆發活動期。在太陽活動平靜期，其影響小于5ppm，當太陽黑子爆發時，其影響可達50ppm。實踐證明，在太陽黑子爆發期，不但RTK測量無法進行，即使靜態GPS測量也會受到嚴重影響。
3.3基準站和流動站之間距離引起GPS測量誤差
RTK定位測量中，流動站隨著與基準站距離的增大，初始化的時間將會延長，精度將會降低，所以流動站與基準站之間的距離不能太大，一般不超過10km范圍。
3.4坐標轉換引起測量成果系統誤差
空間相對位置關系不是我們要的最終值，要進一步把空間相對位置關系納入我們所需要的坐標，就要通過坐標轉換把GPS的觀測成果投影成平面坐標，再用已知控制點計算二維相似變換的四參數，高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型，利用已知水準點計算出該測區的待測點的高程異常，從而求出他們的高程，在這個過程中會產生誤差，該項誤差主要取決于已知點的精度和已知點的分布情況。因此，在求解轉換參數時，要求控制點的個數在3個以上，而且點精度要均等，并要均勻分布于測區周圍；此外，通過實際作業發現，利用遠距離作業區的控制點求解的轉換參數，誤差較大，所以在求解轉換參數時，最好使用作業區附近的控制點來求解轉換參數。
4RTK 作業前的檢驗
RTK 測量的誤差源清楚了，但其穩定性取決于數據鏈傳輸質量和流動站的觀測環境，雖然RTK技術使用了較好的數據處理方法，但畢竟RTK 使利用非常有限的數據量，而且實時處理難以消除由于衛星信號暫時遮掩、無線電傳輸誤差造成的誤差。對于每日施工前、設置新的基準站和接收機或者控制器內的數據和參數更新后都要進行復測檢核。這點很重要，通過檢驗，一方面可以發現在基準站和流動站設置中的問題，另一方面可以檢驗RTK作業的精度情況是否可以滿足待定點位的精度要求。RTK作業前的檢驗可采用測區內高等級控制點，即在設置好基準站和流動站后，求解完轉換參數，測定點的坐標前，將流動站放置到已有的未參與參數轉換的控制點上進行比較，然后將測定坐標與已有的成果進行比較。此外，為了提高待定點的可靠性，在檢驗時，盡量使檢驗點在該基準站作業范圍的邊緣（一般在5km左右）。在控制點成果較少的情況下，也可以使用前一測定的成果與本次測量成果進行比較，以達到檢驗目的。
5結束語
總之，隨著GPS測量技術及電子計算機的普及，地形圖的測繪技術正在逐步地走向多元化和高科技化。近年來，隨著GPS動靜態一體機的出現，利用RTK技術測繪大比例尺數字地形圖能大大減輕工作量、提高工作效率。
參考文獻
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篇6
【關鍵詞】土地整理，測繪，分析探討
中圖分類號： P2 文獻標識碼： A 文章編號：
一.前言對土地資源進行合理的開發整理，相對而言，具有很強的綜合性和系統性，是一門需要綜合多方因素進行考慮的土地資源管理性工作。加強對土地資源管理測繪管理是確保整個區域內部各種土地資源實現總量平衡管理，確保整個區域內部的土地資源能夠得到可持續利用的重要舉措之一，在現階段，隨著對各種土地資源的開發利用逐漸呈現出多元化的趨勢，嚴格實施土地資源的測繪管理工作，確保土地資源測繪數據的公正客觀性，對于區域土地資源的整體整理規劃，實現土地資源管理的科學合理化有著十分重要的意義。
二.土地整理不同階段的測繪分析
1.土地整理前期決策階段的測繪
（一）關鍵點的測量不可少
通常地形測量中，一般是先整體、后局部式的測量，為了追求效率，一般是畫成網格式測量，根據不同的比例要求布置高程測點，由整體到局部展開，測量預先畫定的點，其他的點基本采用內插的方式。在成圖后，依據測點，勾繪出等高線，在這中間，就已經存在了一個假設，就是點與點之間的變化必須是平緩的，不能有較大的起伏，但實際中這種情況很少，為了追求精度，往往可取的措施是畫密網格。土地開發整理前期準備工作中的測量也采取這種方式，它主要是測量關鍵點，不事先畫定網格。關鍵點指的是高程趨勢的變化點，如坡頂、邊坎邊。舊村復墾的測量關鍵點尤為重要。
（二）坎上坎下均測
在地形測繪中，往往只測量坎的平面位置，不測量坎下的位置和標高，這在土地開發整理中，難以給以后的設計及概（預）算提供準確的數據。筆者特別強調對各種土坎要細分，注明坎頂、坎腳線的位置和標高，特別對于緩坡坎，注明坎頂線與坎底線的位置和標高，有時特別重要，因為這影響土方計算的準確性。
（三）細部測量注明。
所謂的細部測量注明與平常所說的細部測量不同。平常的細部測量是指局部區域中詳細的測量，僅僅是為了提高測量精度，而土地整理中的細部測量更為詳細，包括墳穴、樹木、房層的面積及新舊程度、建筑密度、人口密度、容積率，這些都關系到以后拆遷、征地補償費的計算。細部測量在舊村復墾、舊城鎮改造中顯得非常重要，具體表現有以下幾點：①準確記錄樹木包括果樹的種類、年齡，墳穴、房屋的位置與面積、建筑密度、人口密度、容積率等；②準確記錄水塔、管線的長度及使用年限；③特別是對學校、廟宇及舊村委會等要作詳細記錄，這有利于以后的設計方案的選擇。
2.土地開發整理專項規劃階段
在整個土地資源整理規劃過程中，對土地資源的專項規劃階段是其中一個重要的環節，其專項規劃的基礎圖件從實質上而言是現階段土地資源的整體利用現狀情況的綜合圖件，因而，一般都需要在土地資源利用現狀的圖件上做出合理的規劃，并制定住土地整理開發的專項規劃圖。在筆者多年的土地資源整理經驗過程中，一般而言，對很多在市縣級的土地資源進行整理規劃過程中，在制作規劃圖件時候，都有著比較嚴格統一的比例尺。在我國現階段一般都是用1：5萬-1：20萬，這是基于我國相關的測繪部門所規定的中小比例尺航測地形圖的各種規定的基礎上，并結合具體的土地資源實際調查，并充分結合航片和測繪片，在眾多專業測繪人員協作下共同編繪而成。對土地資源整理展開實際調查，是整個土地資源專項的規劃過程中的重要環節。在調查測繪過程中，要結合潛力調查圖，按照1：1萬的土地詳查圖做為工作底圖，并要進行對土地資源的實際調查而開展工作。
3.土地開發整理項目規劃設計階段
在進行項目的可行性研究規劃設計過程中，對整個土地資源中的土地面積和土地的長度，高程等相關的數據沒有十分嚴格的要求，因而，一般而言，可以充分利用在專項規劃過程中所制定的圖件作為工作的地圖，但是，要注意的是，比例尺一般都不能夠用1：1萬或者1：5萬進行。當項目進行規劃設計時候，對土地資源的長度，高程，面積等各方面的測繪數據都有著更為嚴格的要求，這些數據的準確性和精密性都將直接關系到整個項目的規劃和一些具體的設計情況，比如一些溝林，道路，水渠等基礎設施的規劃設計，同時，整個工程的概預算和土方的計算的精確度都有著十分直接的影響。在這個過程中，一般而言，都對比例尺有著比較嚴格的要求，在筆者的測繪經驗中，一般而言，都會讓實際測繪過程中的比例尺在1：2000之上，并要將全要素的地形圖作為基礎上進行底圖設計。
4.土地開發整理項目施工及管理階段
當項目已經進行施工時候，土地測繪單位要為施工單位提供嚴格精確的測繪數據，如此，可以讓施工單位可以做出更好的施工設計和施工規劃，可以結合具體的測繪數據對整個工程做出比較科學合理的控制點石。在這個環節，可以使用工程施工放樣測量的方式，結合具體的工程施工設計，和相關的測繪圖件做出施工決策，如此，可以保證施工環節更順利的進行。當一個項目已經竣工的時候，在提交竣工圖時候，竣工圖的比例尺要能夠和土地整理規劃時候所制定的設計圖紙的比例尺一樣，從總體而言，在這個階段對測繪的數據的精確度有著十分嚴格的要求。
三.結束語
在進行土地資源管理過程中，加強對土地資源的測繪管理是其中的重要環節，是進行土地資源合理化，可持續利用，科學規劃的基礎和關鍵性環節。因而，在各種土地資源管理過程中要結合不同的具體工程實際情況，找出各個階段的測繪特點，充分綜合利用各種測繪手段和測繪工具，嚴格控制各種費用成本，在充分滿足對各種土地資源進行管理和規劃的基礎上，做到測繪的成本最小，并從土地資源測繪的各個環節進行質量控制，保證測繪的真實客觀性。如此，可以促進整個土地資源管理工作規范化和科學化。
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關鍵詞：POS 航空攝影測量 輔助 應用 RC-30
中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0022-04
航空攝影測量技術是在飛機上利用航攝相機對地面連續攝取像片，結合地面控制點測量、處理和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業，是我國獲取基礎地理信息數據的主要手段之一。目前，我國重大自然災害監測與預警、資源利用與環境監測等領域都需要大量的高分辨率、高精度的地理信息數據，這些數據與我國經濟的可持續發展緊緊相關。
航空攝影測量的基本原理就是利用航攝像片對每對同名像點的投影光線進行后方交會，獲得相應地面點的空間坐標。為了獲得正確的交會結果，必須確定攝影像片影像每一條投影光線在攝影時刻的空間位置與方向，而其空間位置與方向是由其航攝相機的內方位元素和外方位元素所決定的。內方位元素是指攝影中心與相片中心位置的三個參數，可以通過測試航攝相機來完成；外方位元素是指像點在攝影瞬間的空間三維位置與三維姿態六個運動參數，外方位元素則需要采用其它更復雜的技術途徑來解決。
傳統航空攝影測量一般需要使用野外控制點并通過空中三角測量加密求解外方位元素，而野外控制點的布設工作繁瑣，在荒漠、高山等困難地區野外控制點更是難以布設，因此，盡量減少乃至擺脫對野外控制點的依賴而直接對像片定向一直是攝影測量的重要研究方向之一。為此，人們一直試圖在航空攝影飛行過程中直接記錄或確定航攝相機的位置和方向，并利用這些定向數據實現航攝像片的絕對定向。
20世紀90年代，GPS（Global Position System，全球定位系統）輔助空中三角測量的方法得到了廣泛應用，利用GPS獲得的定位信息用來輔助空中三角測量，展現了導航技術在測繪領域的應用前景。GPS技術雖然解決了像片的定位問題，但是無法獲取像片的姿態參數，不能徹底擺脫地面控制。隨著航空攝影測量技術和慣性導航技術的發展，一種新的方法開始應用于航空攝影測量――定位定向系統（Position and Orientation System， 簡稱POS系統）輔助航空攝影。機載POS系統集GPS技術與慣性導航技術于一體，使準確地獲取航攝相機曝光時刻的外方位元素（GPS測量得到位置參數，慣性導航系統得到姿態參數）成為可能，從而實現了無（或少量）地面控制點，甚至無需空中三角測量加密工序，即可直接定向測圖，從而大大縮短航空攝影作業周期、提高生產效率、降低成本。因此，POS系統的出現，將從根本上改變傳統航空攝影的方法，進而引起航空攝影理論與技術的重大飛躍。隨著計算機技術的發展及其慣性、GPS器件精度水平的提高，POS無論定位定向精度還是實時數據處理能力都會有質的提高，將會在航空攝影測繪方面發揮越來越重要的作用。POS系統高精度定位定向技術是POS系統應用的關鍵技術，它的研究可以極大的推動POS系統的發展。
1 POS工作原理
IMU慣性測量單元最大優點是不依賴于任何外界信息，能夠進行完全自主的導航。慣性測量單元能夠連續長時間的工作，可以提供多種導航信息如位置、速度、航程、航向，還可以提供水平及方位基準，精度較高。但是，慣性測量單元的精度主要取決于慣性器件（陀螺儀和加速度計）的精度，并且其定位誤差隨時間積累，精度逐漸降低，這對于需要長時間工作的情況是極為不利的。而且其初始對準時間長，所以想到利用其它定位手段作為參考信息源，定期或不定期地對慣性測量單元進行綜合校正，對慣性器件的漂移進行補償。
GPS衛星導航系統具有定位精度高的特點，而且能夠進行全球、全天候、全天時、多維連續定位，其精度不隨時間變化。然而，GPS是非自主式的系統，不能提供諸如載體姿態等參數，運動載體上的GPS接收機不易捕獲和穩定跟蹤衛星信號，動態環境造成中信噪比下降。這些原因都容易產生周跳。而且由于GPS信號在傳播途中的干擾，使得系統定位精度有所下降，定位結果較為離散。
如上所述，GPS和IMU慣性測量單元各有所長，具有可互補的特點，兩者的組合不僅具有兩個獨立系統各自的主要優點，而且隨著組合水平的提高，它們之間信息傳遞、融合、使用的加強，組合系統的總體性能要遠優于任一獨立系統。
組合導航把無線電導航長期精度高與慣性測量短期精度高和不受干擾的優點結合起來，因而GPS與IMU的組合被認為是目前導航領域最理想的組合方式，其基本原理如圖1所示。POS都是采用這樣的組合系統，其優點主要表現在。
1.1 GPS/IMU組合提高了系統的精度
高精度GPS信息作為外部測量信息輸入系統，在運動過程中頻繁修正IMU測量值，以控制減弱其隨時間積累的誤差；而短時間內IMU定位結果可以很好的解決GPS動態環境中由于信號失鎖和周跳導致的精度跳躍下降問題。因而，GPS/IMU組合測量誤差實際上比單獨的GPS或IMU的誤差都小。
1.2 GPS/IMU組合加強系統的抗干擾能力
由于IMU可以獨立進行導航，因而當GPS信號受到干擾時，IMU不僅能提供導航信息，而且其導航解可作為輔助信息，對GPS碼和載波的再捕獲起輔助作用，大大縮短了GPS恢復工作的時間，提高了GPS接收機的跟蹤能力。而GPS信息對IMU的輔助可使IMU在運動中不斷進行初始對準。
1.3 GPS/IMU組合解決了GPS動態應用采樣頻率低的問題
由于GPS的數據采樣率低，不能達到某些動態應用中的要求，這時高頻IMU數據可以在GPS定位結果之間高精度內插所求事件發生的位置，如航空相機曝光瞬間的位置，從而保證了組合系統對整個航線的各個攝影位置的高精度定位。當然GPS本身的采樣頻率也隨著設備的發展不斷提高。
1.4 GPS/IMU組合將降低對慣導系統的要求
長期以來，IMU的高價格一直是限制其廣泛應用的主要原因。而組合系統提供另一種解決方案，利用IMU的速度信號解決動態跟蹤問題，而高精度定位則由GPS來實現，因此可以采用較低性能的IMU，從而降低了組合系統的成本（如圖1、2）。
2 應用案例概況
POSAV510輔助RC30相機在2006年關中地區進行了兩次飛行。根據應用的目的和技術要求，結合實際工作的需要選定測區。測區內分布有水系河流、城鎮市區、山區和主要交通道路等典型地形地貌，較有利于對設備精度的評估。選擇了1∶10000和1∶40000兩個攝影比例尺。如表1所示。
3 應用區控制點的布設
為了對POS的精度作出客觀的評估，在關中某應用區內根據《GB/T13977-921∶5000、1∶10000地形圖航空攝影測量外業規范》、《GB/T13990-92 1∶5000、1∶10000地形圖航空攝影測量內業規范》、《P0S/TRACKER系統應用航空攝影試飛方案》技術設計書進行應用區控制點布設。
3.1 A區控制點布設方案
根據《POS/TRACKER系統應用區航空攝影技術設計書》要求，A區范圍覆蓋6幅（3x2）1∶50000地形圖。依據關于1∶50000比例尺成圖丘陵地和山地的區域網布點及構架航線的布點要求，A區控制點布設如圖3所示：
3.2 B區控制點布設方案
根據《POS/TRACKER系統應用區航空攝影技術設計書》要求，B區范圍覆蓋2幅（1*2）1∶10000地形圖。關于1∶10000比例尺成圖平地的區域網布點要求，同時結合檢校場控制點布設要求。B區控制點布設如圖4所示。
為了提高量測精度，在像片上更準確地判別出控制點的位置，本次應用在B區采用了先布控后飛行的方法。根據控制點周圍的環境情況，對B區100平方公里內的42個控制點分別用埋石、砸木樁及鐵釘的方法將控制點標記到位，其中大標石6個（預計作為檢校場控制點永久保留）、小標石11個、木樁19個、鐵釘6個。
為了使控制點在像片上容易判別，飛行前對測區100平方公里內的42個控制點進行標志布設。根據控制點的情況，采用1 m×1 m的標志布和刷漆等辦法，在飛機起飛前將標布設到位。
4 基準站布設
為保證POS輔助航空攝影飛行，需要在測區內布設基準站。考慮到基準站觀測數據備份和檢核，根據測區大小和應用為中、小比例尺航攝的特點，按照GB/T18314與GJB2228-1994規定的GPS基準站選址原則，結合已知大地測量控制成果，并經過現場踏勘，在攝區內布設1個地面GPS基準站。同時為了驗證基準站距離對測量精度的影響，在寶雞（距測區約200 km）和鄭州（距測區約500 km）地區分別布設長基線和超長基線GPS基準站。
5 航攝飛行
根據《POS/TRACKER系統應用區航空攝影技術設計書》和《POS/TRACKER系統應用區航空攝影實施計劃》，共飛行5架次，完成了應用區1∶10000及1∶40000的航攝工作，獲取了1∶10000、1∶40000有效黑白像片323片，l∶10000彩色有效像片133片隨后再次完成POS輔助RC30相機B區1∶10000飛行。
6 POS外方位元素解算
（l）偏心角解算。在1∶10000黑白影像掃描完畢，獲得檢校場像控測量數據以及檢校場空三加密數據后，結合POS原始數據及基準站數據，利用PosPac軟件中的PosGPs、PosPro及CalQc模塊對偏心角進行解算，獲得了305 mm鏡頭進行1∶10000飛行時的偏心角。同時解算出152 mm鏡頭進行1∶40000飛行時的偏心角。
（2）像片外方位元素的解算。將獲得的偏心角輸入PosPac軟件的PosPEO模塊進行解算，獲得像片的外方位元素EO。
7 空三處理
由于現有的海拉瓦軟件和適普軟件都不支持POS數據的空三處理，因此數據后期的空三解算采用了Leica公司的LPS軟件。在LPS中建立與EO數據坐標相一致的工程，進行了直接定向法和POS輔助空三法兩種方法的應用。
直接定向法。在LPS中建立工程，輸入應用區影像，生成縮小片。在自動完成內定向后，在Fiducial orientation and Exterior Orientation Parameter Editor直接輸入EO解算出的外方位元素，將其作為確定值，應用區的立體即可完全恢復，最終進行精度檢測。
POS輔助空三法。前期與直接定向法一致，不過在輸入外方位元素后，將其設為初始值，再按直接定向法檢測出的精度給出一個外方位元素合適的標準方差。進入Orima軟件，通過APM選點，判讀合適的控制點，進行平差解算，最后將結果寫出。退回到LPS中，進行精度檢測。應用進行了僅有連接點無控制的平差、加入1個控制點的平差、加入4個控制點的平差。
8 POS數據直接定向精度分析研究
在內定向結束后，輸入RC30的POS數據"按照LPS中影像的數據順序，依次將其對應的EO數據拷貝到相應的位置，獲得POSEO數據直接定向的結果。從表2中可以看出。
（1）200X年B區直接定向，精度已經可以滿足1∶10000成圖要求；
（2）200X年B區直接定向，平面精度可以滿足1∶10000成圖要求，但高程精度超限。這是因為我國的外業大地高均為ITRF97或與其相似的框架下的大地高，而我們所采用的EO數據的大地高是初始WGS84的大地高，兩者之間有固定差，在引入一個控制點平差后，高程精度馬上符合精度要求。
9 結語
通過本次課題應用精度分析，POS輔助RC3相機航攝，在成小于1∶10000地形圖時，可采用直接定向的方法。在成1∶10000或更大比例尺地形圖時，應采用POS輔助空中三角測量的方法。
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篇8
論文摘要：數字測圖是在測量工作中利用電子計算機技術將野外數據采集系統與內業機助制圖系統相結合,其目標是實現信息采集處理的數字化、自動化、信息化。數字測圖可以縮短作業時間,減輕勞動強度,提高成果精度。數字測圖系統主要由數據輸入、數據處理和數據輸出3部分組成,數字測圖作業模式中測記式數字測圖應用最為廣泛。大比例尺數字測圖正以其測圖精度高，成圖速度快等優勢逐步的取代傳統的，以平板儀為主的模擬測圖。與傳統的模擬測圖相比，數字測圖的質量控制關鍵點更多、內容與方法更為復雜。GPS 新技術的出現,可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標,在地形測量中已得到廣泛地應用。本文介紹了GPS(RTK) 配合全站儀的作業流程, 簡要闡明了其在地形測量中的應用。在利用實測數據成圖的過程中, 解決一些常見的問題, 并給出解決的辦法及依據, 同時給出一些有益的結論, 以適應實際使用的需要。
ABSTRACT：The digitized mapping technique is to combine the field data collection system with the computer assisted mapping system in surveys by computer technology.It aims to realize the information collected and processed digitally and automaticaity.The digitized mapping technique can cut short the working time,lighten the labor intensity and enhance the precision of the productions.The system consists of three parts,such as data input,data processing and data output.the survey-record digitized mapping technique is widely used in the digitized mapping working pattern.For its superiority over traditional plane-table mapping in accuracy and efficiency,the large scale digital mapping is becoming more and more pared with traditional analogue mapping,digital mapping has more quality control pivotai points,and its contents and methods are more complex.With the appearance of new technology GPS ,the coordinate of different levels controlling points may be surveyed in high precision and it has been applied widely in topographic survey.The operation process of GPS(RTK) electronic tachometer is introduced and its application in topographic survey is briefly illustrated. Solutions to some problems usually occur in the mapping process using actually measured data and some helpful conclusions are given for practical use.
Key words : RTK; electronic tachometer ; digital mapping ; CASS5.1;topographic survey;GPS
第1章 緒 論
1.1 前言
目前在我國，獲取數字地圖的主要方法有三種：原圖數字化，航測數字成圖，地面數字測圖[1]。但不管那種方法，其主要作業過程均為三個步驟：數據采集，數據處理及地形圖的數據輸出（打印圖紙、提供軟盤等）。這里我們主要講述一下地面數字化。
在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區或該地區測繪經費比充足，可直接采用地面數字測圖的方法，該方法也稱為內外業一體化數字測圖，是我國目前個測繪單位用得最多的數字測圖方法。采用該方法所得到的數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的控制點的精度控制在5cm內是可以做到的。但它所耗費的人力、物力與財力也是比較大的。
隨著測繪科學技術的發展,傳統的測圖方法正逐步被不斷涌現的新儀器、新設備、新技術、新方法所取代。GPS - RTK(以下簡稱RTK) 與全站儀聯合進行數字化測繪地形圖就是一種行之有效的新方法。
RTK與全站儀聯合測繪地形圖,可以優劣互補。如果僅用全站儀進行數字化測圖,就必須建立圖根控制網,這樣須投入大量的時間、人力、財力;如僅用RTK測圖,可以省去建立圖根控制這個中間環節,節省大量的時間、人力和財力,同時還可以全天侯地觀測。由于衛星的截止高度角必須大于13°- 15°,它在遇到高大建筑物或在樹下時,就很難接收到衛星和無線電信號,也就無法進行測量。如果用RTK與全站儀聯合測圖,上述弊端就可以克服。即在進行地形測量時,空曠地區的地形、地物用RTK測之;村莊、城市內的建筑物、構筑物用RTK實時給出圖根點的三維坐標,然后用全站儀測之。這樣可以大大加快測量速度,提高工作效率。
隨著GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善, GPS 得到越來越廣泛的應用。同時,全站儀也因其數據采集自動化程度高、大大釋放勞動力等優勢,成為勘測、設計、施工和管理不可或缺的測量工具。但隨著工程質量要求的不斷提高,測量用戶已不再局限于只使用GPS 或全站儀中的一種,在實際測量工作中,同樣一個工程中GPS 的測量成果常為全站儀所用,全站儀測量值又常作為檢校GPS 作業的依據。用GPS 完成控制比用常規儀器要快得多。它不要站間通視,也無需龐大的作業隊伍,精度高、作業快、費用省、應用靈活。一些先進的接收機和天線技術把外業觀測時間壓縮到最短的同時,仍能獲得最優的數據,在靈敏度、可靠性、抗干擾能力方面都有優異的表現。靜態、快速靜態通過載波相位差分可以達到很高的精度(10-6D～10-8D) 。R T K 技術能實時提供觀測點的三維坐標,并達到厘米級的精度。它的普及極大地拓展了GPS 的使用空間,使GPS 從只能做控制測量的局面中擺脫出來,而開始廣泛運用于工程測量?，F在商用R T K 接收機可實現20 Hz 高速獨立采樣與輸出,整周未知數初始化時間僅需8 S , 并提供獨立檢核,內置鋰電池可支持1 個工作日連續作業。全站儀是一種兼有電子測距、電子測角、計算和數據自動記錄及傳輸功能的自動化、數字化的三維坐標測量與定位系統。面對多層次的需求,各種精度等級、各種功能類型的儀器也紛紛面世。尤其是以無棱鏡測量、自動目標識別、自動跟蹤等代表新技術潮流的功能將使工作得以更高效、精確地完成。如今,已被廣泛應用于控制測量、地形測量、地籍與房產測量、施工放樣、工業測量及近海定位等方面。隨著電子全站儀、GPS(RTK)及電子計算機的普及，及它們在測量儀器中的比例逐漸增大，它們在數字地形圖、地籍圖的應用也在日趨廣泛。地形圖的成圖方法正在逐步的由傳統的白紙法成圖像數字測圖方向發展。特別是我國的東部沿海發達地區，數字測圖幾乎占據了大部分的地形圖測繪市場。在地形測量中, 傳統的方法是經緯儀配合小平板儀的方法, 在小平板儀上進行展點, 再通過手搖數字化儀得到數字化圖, 由于受到人為操作誤差的影響, 誤差可達到0.12 mm 以上, 對大比例尺的地形圖的精度影響比較大。隨著GPS（RTK）系統的不斷改進, 已經達到了比較滿意的精度要求, 可以滿足常規測量的要求, 尤其對于開闊的地段(主要是田野、公路、河流、溝、渠、塘等) 直接采用全球衛星定位系統中的實時動態定位(RTK) 測量模式進行全數字野外數據采集。對于樹木較多或房屋密集的村莊等, 采用RTK 測定圖根點, 通過全站儀的采集碎部點。
基于此, 我們在實踐中嘗試利用RTK 配合全站儀進行野外數據采集, 然后在CASS5.1 環境下進行數字化成圖, 結果顯示該方案是可行的。但是受到儀器數量的限制，有些學生對全站儀和GPS(RTK) 在數字成圖中使用的機會較少，甚至對此只是一般性的了解。所以通過本課題的完成，能夠使這些學生掌握好全站儀與GPS(RTK)集和數字成圖，為今后承擔測圖工程奠定堅實基礎。
1.2 本章小結
綜上所述,采用GPS(RTK)與全站儀聯合進行數字化測圖,它不僅可以減少作業人員和作業工序,而且可以提高采集數據的速度和質量,從而有效地提高了工作效率。因此,它是一種行之有效的測圖方法。
下面就數字成圖的幾個方面談一些個人體會。但其中定有不符僅及謬誤之處，萬望各位老師，專家指出，提出意見并給予指導。
第2章 儀器及軟件
2.1 GPS(RTK)簡介、系統組成及其基本原理[2]
2.1.1 GPS(RTK) 簡介
RTK(Real Time Kinematic) 實時動態測量系統,它是集計算機技術、數字通訊技術、無線電技術和GPS 測量定位技術為一體的組合系統;它是GPS 測量技術發展中的一個新突破。RTK 定位精度高,可以全天侯作業, 每個點的誤差均為不累積的隨機偶然誤差。
實時動態測量的基本思路是: 在基準站安設一臺GPS 接收機,對所有可見GPS 衛星進行連續的觀測,并將觀測數據通過無線電傳輸設備實時地發送給用戶觀測站(流動站); 在流動站上, GPS 接收機在接收衛星信號的同時,通過無線電接收設備,接收基準站傳輸的觀測數據,然后根據相對定位的原理實時地計算并顯示出流動站的三維坐標及精度。
2.1.2 GPS(RTK) 系統的組成
GPS(RTK) 系統由基準站、若干個流動站及無線電通訊系統三部分組成?；鶞收景℅PS 接收機、GPS 天線、無線電通訊發射系統、供GPS 接收機和無線電臺使用的電源(汽車用12 伏蓄電瓶) 及基準站控制器等部分。流動站由以下幾個部分組成: GPS 接收機、GPS 天線、無線電通訊接聽系統、供GPS 接收機和無線電使用的電源及流動站控制器等部分。用框圖表示參見圖2.1：
圖2.1 RTK-GPS 系統結構圖
2.1.3 GPS(RTK) 的基本原理
GPS 系統包括三大部分:地面監控部分、空間衛星部分、用戶接收部分,各部分均有各自獨立的功能和作用,同時又相互配合形成一個有機整體系統。對于靜態GPS 測量系統, GPS 系統需要二臺或二臺以上接收機進行同步觀測,記錄的數據用軟件進行事后處理可得到兩測站間的精密WGS -84 坐標系統的基線向量,經過平差、坐標轉換等工作,才能求得未知的三維坐標。現場無法求得結果,不具備實時性。RTK 實時相對定位原理如圖2.2 所示：
圖2.2 RTK 實時相對定位原理
圖2.3 GPS(RTK)數據流程如圖
基準站把接收道的所有衛星信息（包括偽距和載波相位觀測值）和基準站的一些信息(如基站坐標天線高等) 都通過無線電通訊系統傳遞到流動站，流動站在接收衛星數據的同時也接受基準站傳遞的衛星數據。流動站完成初始化后,把接收到的基準站信息傳送到控制器內并將基準站的載波觀測信號進行差分處理,即可實時求得未知點的坐標。數據流程如圖2.3 所示：
2.2 全站儀簡介、系統組成及其基本原理
2.2.1 全站儀的分類
八十年代末、九十年代初，人們根據電子測角系統和電子測距系統的發展不平衡，將全站儀分成兩大類，即積木式和整體式。
積木式(Modular)，也稱組合式，它是指電子經緯儀和測距儀既可分離游客組合。用戶可以根據實際工作的要求，選擇測角、測距設備進行組合。
1. 粗瞄器
2. 內裝倒向光裝置（選件）
3. 垂直微動螺旋
4. 電池
5. GEB111電池盒墊塊
6. 電池盒
7. 目鏡
8. 調焦環
9. 螺絲固定的可拆卸儀器提把
10. RS232串行接口
11. 腳螺旋
12. 望遠鏡物鏡
13. 顯示屏
14. 鍵盤
15. 圓水準器
16. 電源開關
17. 熱健
18. 水平為動螺旋
圖2.4 萊卡全站儀的重要部件圖
整體式(Integrated)，也稱集成式，它是指電子經緯儀和測距儀做成一個整體，無法分離。
九十年代以來，基本上都發展為整體式全站儀。隨著計算機技術的不斷發展與應用以及用戶的特殊要求與其它工業技術的應用，全站儀出現了一個新的發展時期，出現了帶內存、防水型、防爆型、電腦型等等的全站儀，使得全站儀這一最常規的測量儀器越來越能滿足各項測繪工作的需求，發揮更大的作用。
2.2.2 全站儀簡介、系統組成
此次論文實地操作部分主要使用的是萊卡TC405型全站儀。其簡介、操作說明及組成部分的詳細內容可參考其使用說明書[3]，再這里就不做贅述了。其重要部件如圖2.4：
2.2.3 全站儀的基本原理與功能
全站儀是一個由測距儀、電子經緯儀、電子補償器、微處理機組合的一個整體。測量功能可分為基本測量功能和程序測量功能。基本測量功能包括電子測距、電子測角（ 水平角、垂直角）； 程序測量功能包括水平距離和高差的切換顯示、三維坐標測量、對邊測量、放樣測量、偏心測量、后方交會測量、面積計算等。特別注意的是只要開機，電子測角系統即開始工作并實時顯示觀測數據；其它測量功能只是測距及數據處理。它可以同時測量空間目標的距離和角度數據，直接得到三維坐標數據。全站儀測圖的基本流程如圖2.5：
圖2.5 全站儀測圖的基本流程
2.3 CASS軟件的介紹[4]
2.3.1 測繪軟件的選擇
對于一個測繪單位而言，數字測圖的一個重要的問題是選擇好適合于本單位使用的測繪軟件。因為往往的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具體問題具體分析，不能人云亦云。
衡量一個成圖軟件的標準，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，簡便易學等等；三要看其提供的功能是否適合于本單位。
目前各個測繪單位所使用的成圖軟件，可謂五花八門，林林總總。但基本上為兩種類型，一是系統（單位）自行開發的，另一種是由專門的測繪軟件開發商開發，而以商業目的的提供給廣大用戶使用的，也是個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土木系聯合開發的測霸EPSW（Electronic Planetable Surveying and Mapping system）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。下面簡單早已下比較分析。
對于已經熟悉AUTO CAD的用戶而言，CASS系列與SCS系列是一個不錯的選折，因為它們基于AUTO CAD平臺開發的，AUTO CAD的所有功能它都可以用，而AUTO CAD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[5]。
CASS與SCS的功能差不多，各有所長與所短。CASS的服務可以說是一個電話隨叫隨到，而SCS的服務在近段時間內是無法與其相提并論的。它們均提供三種作業方式：電子平板方式、原圖數字化方式及內外業一體化。再CAD的基礎上，開發了許多功能，如量算定點、圖形復制、繪制多功能復合線等。除此之外，還提供了地藉表格會制與圖紙管理等功能。對于那些即想用電子平板方式作業，又能在市內編輯成圖的單位而言，可以選它。
當然這些軟件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。
2.3.2 CASS軟件開發的背景
目前市場上的數字成圖軟件較多，CASS軟件便是其中之一。該軟件是南方測繪儀器有限公司在AutoCAD2002上開發的新一代數字化地形地籍成圖軟件， 它徹底打通了數字化成圖系統與,GIS的接口，是信息產業部門認可并普遍使用的通用軟件，可實現地形地物數據的自動輸入、處理、分析、顯示、輸出，其市場占有率較高。
2.3.3 CASS軟件安裝要求
1.硬件環境
CASS軟件安裝環境要求：CPU主頻在賽揚433以上；內存在64MB以上；硬盤存儲空間至少200MB以上的剩余空間；顯示驅動至少256色、800x600的分辨率；支持Windows的顯示適配器；鼠標或其他指點設備。
2. 軟件環境
CASS軟件的系統安裝平臺為Windows NT4.0、Windows 9X/me/2000/XP，AutoCAD2002/ AutoCAD2000/ AutoCAD R14[5]。
3. CASS的主要功能介紹
CASS的安裝應該在安裝完AutoCAD2002并運行一次后才可進行。CASS操作界面主要分為3個部分：頂部下拉菜單、右側屏幕菜單和工具條。共有11項下拉菜單，右側屏幕菜單可選擇相應地形圖圖式符號。每個菜單項均以對話框或命令行提示的方式與用戶交互應答，操作靈活方便，簡單易學。幾乎所有的CASS命令及AutoCAD2002的編輯命令都包含在頂部的下拉菜單中， 如文件管理、數據處理、圖形編輯、工程應用等命令。
2.4 本章小節
以上是本人對這幾種測量儀器及數字化測圖軟件簡單的認識及分析，還不很成熟，希望各位老師、專家提出意見與指導。
第3章 GPS(RTK)與全站儀聯合數字測圖的實施
3.1數字測圖的外業工作的實施
3.1.1作業技術依據
《全球定位系統城市測量技術規程》(CJJ 73 — 79) [6] ; 《城市測量規范》(CIJ 8 —99) [7], 《1 ∶500 , 1 ∶1000 , 1 ∶2000 地形圖圖式》; GB/ T7929 —1995 [8]。平面基準采用1954 年北京坐標系;高程基準采用1956 年黃海高程系。
3.1.2 GPS(RTK) 配合全站儀的施測過程介紹
首先要確定作業的先后流程, 該測區我們制定的作業流程圖如圖3.1：
圖3.1 RTK 配合全站儀的施測流程圖
3.1.3測區的基本情況：
本測區位于黑龍江工程學院院內，交通較為便利，測區地勢較為平坦, 測區內樹木較多給測量工作帶來一定的困難。測區布設4個已知的三等GPS控制點，作為測區平面控制的起算點。
3.1.4 控制測量
1.控制測量分類[9]
地形測圖控制測量是為測繪地形圖而建立平面和高程控制網的測量工作，內容分為基本控制（又稱等級控制）和圖根控制?；究刂剖钦麄€測區控制測量的基礎。圖根控制是直接為地形測圖服務的控制網。基本控制網的建立要根據測區面積的大小,以滿足當前需要為主,兼顧遠景發展。一般先建立控制全局的首級網，然后再根據需要加密，也可一次建立足夠密度的全面網。平面控制網可采用測角網、測邊網或邊角網，建成區多采用導線網。在已建有國家或當地平面控制網點的測區內進行測量時，應與之進行聯結。當已建網精度能滿足需要時，直接利用加密或進行必要改算后加密；當精度不能滿足需要時，可選用一點的坐標及一條邊的方位角作為起算數據建立獨立網。同樣要在整個測區內建立高程控制網，應用水準測量方法施測并與附近國家或當地水準點進行聯測，以取得統一的高程系統。
在數字測圖工作中，控制測量的工作與傳統的控制測量相比，應該更簡便，當然，在新規范中，對這一方面的要求沒有多大的改動，但根據本人的實際工作經驗及積累，有一些限制條件是可以放寬的，特別是圖根控制。
隨著GPS技術的發展成熟及全站儀的普及，三角測量現在已基本淡出了控制測量這個舞臺。所以對大多數的人員而言，無疑大大的減輕了工作強度。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網及導線（網）測量。在文本中，僅就圖根測量及圖根加密作一探討。
現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，所以他的實際精度要較其標準精度高，相對于光學經緯儀而言，就更具有優勢。
眾所周知，在傳統測圖中，地面點平面位置的誤差受下列誤差的影響：
1. 圖根點的展會誤差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3.1式表示：
M2物=M2展+M2距+M2向+M2刺+M2繪+M2物 （3.1）
以1:1000比例尺，最大視距為100米為例，根據經驗，有下表：
表3.1 地面點平面位置的誤差
誤差（mm）
M展
M距
M向
M刺
M繪
M物
數值
0.18
0.39
0.18
0.20
0.08
0.51
3.全站儀的簡單操作流程：
(1) 整平對中, 對中偏差不得超過1 mm ;
(2) 啟動全站儀, 進入文件管理界面, 建立文件名, 并選擇該文件在文件下存儲;
(3) 以后視點為檢核點進行檢核, 偏差在限差范圍內方可進行點收集, 否則查明原因, 符合限差要求方可采集數據;
(4) 采集碎部點數據信息。
注意事項
(1) 一個測站應一個方向觀測, 切勿盤左盤右不分;
(2) 一個測站儀器如有碰動需重新對中整平檢核;
(3) 勤建測站名以便于文件管理和查詢。
4.繪制草圖的一些技巧及注意事項
繪圖員應有一定的方向感, 有一定的圖形比例控制能力。RTK 給定圖根點后, 繪圖員在實地可先畫出大致需要采集點的草圖, 并控制好比例。繪制草圖時遵循上北下南, 要善于使用多色筆標識, 準確描述地物間拓撲關系, 使用特定的符號, 以易于內業操作。比如一塊旱地, 可以在中間畫出旱地符號(或注記文字) 即可清楚表示出地形特點。采集數據時也要注意一些技巧, 對于不便觀測的四點房, 采用兩點加寬度的采點方法, 這樣用計算機自動生成, 所得的房屋既符合精度, 又很美觀。注意一些散點的采集, 如電線桿, 采集時一塊圖一塊圖的檢查, 以免漏測。采用兩人跑尺, 可以大大的提高外業的速度, 需注意每測好一點應及時用對講機進行核實, 以保證點圖對應不出錯。
3.2數字測圖的內業工作的實施
3.2.1數據傳輸、區分及數據格式
1.RS -232C接口
盡管現在一些先進的全站儀和GPS 接收機配置了如USB 接口、IR 紅外接口和
圖3.3 數據傳輸界面
數據存儲卡等方式進行數據存儲和通訊。但將測量數據存儲在全站儀和GPS 接收機自帶的存儲器中,通過RS -232C 接口與個人計算機進行數據傳輸仍是目前使用最多的一種方法。
在使用RS -232C 標準插頭實現連接之前, 用戶必須根據已有的DTE 及DCE 的具體說明,做好匹配的調整工作。對數據線上所傳輸的數據格式、RS -232C 標準并沒有嚴格的規定。所傳輸的數據速率是多少、有無奇偶校驗位、停止位為多少、字符代碼采用多少位等問題,應由發送方與接受自行商定,達成一致的協議。大多數全站儀使用6 針接口與個人計算機進行通訊。下面我們一本次測圖所使用的萊卡TC405型全站儀為例，說明全站儀與PC機之間的連接。GPS 接收機與PC 機通訊的原理也是這樣。請注意儀器使用的接口類型與引腳定義方式要查一下,有些儀器廠商會使用非標準接口類型和定義方式, 一般會在儀器操作手冊附錄里說明。
2.數據通訊
簡單的數據通訊可以采用“超級終端來實現,“超級終端”是微軟隨操作系統一起的一個進行串口通訊的工具。操作系統是Win2000 或WinXP 的“超級終端是標準配置,在Win95 和Win98 下要用系統安裝盤安裝一下。打開方式是:開始—程序—附件— 通訊— 超級終端,打開之后會彈出對話框，讓你輸入一個名稱,輸入一個有意義的名字保存下來,這樣以后直接打開它就行了,然后是選擇通訊口,一般是COM1 或COM2 最后是選擇通訊參數,記住一定要和全站儀中通訊參數相一致。
實際上萊卡廠商提供了一起與PC機進行數據傳輸的軟件，如圖3.3，萊卡數據傳輸界面：
將萊卡TC405型全站儀與PC機連接好后，進入萊卡數據交換軟件界面，進入通
訊設置對話框，設置成與全站儀中通訊參數相一致如圖3.4；按確定鍵回到主界面，
圖3.4 通訊參數設置對話框
然后進入數據交換管理器，選擇通訊端口，然后選者要保存的數據保存到文件夾，在
圖3.5 使用萊卡軟件數據上傳
此時會彈出對話框選擇保存數據的格式。選擇的格式要與全站儀上傳的格式一致。然后現在PC機上按確定鍵，再在全站儀按確定鍵，以保證上傳的數據無遺漏。如圖3.5：
3.據格式
全站儀數據輸入PC 機后以ASCII 碼文件形式保存?？梢愿鶕祿患疤崾痉麉^分并顯示出來, 萊卡數據傳輸軟件有這一功能,一般在數據下載之后自動完成。使用萊卡數據傳輸軟件上傳的數據還不能直接應用到CASS5.1軟件上。需要將數據格式轉換成CASS5.1軟件的接受的格式。CASS5.1軟件接受的是*.dat各式的文件。數據的格式為：點號，編碼，y坐標，x坐標，高程。
圖3.6 萊卡軟件上傳的數據
圖3.7 數據轉換(a)
其數據轉換過程，首先將萊卡數據傳輸軟件下載的數據保存為*.txt格式文件如圖3.6；
圖3.7 數據轉換(b)
然后用Microsoft Excel打開文件進行編輯，將x、y數據列對換位置，以及設置列寬和小數位保留位數如圖3.7，保存為*.txt格式文件；然后打開文件進行編輯，將數據列之用“，”間隔，保存為*.dat格式文件如圖3.8：
4.南方軟件數據下載
根據南方軟件(CASS)功能可以直接將萊卡全站儀采集的數據展點到南方軟件
圖3.8 轉換后的數據
中。其主要過程為：將全站儀通過數據傳輸線與計算機連接,打開全站儀開關進入屏幕菜單選擇“通訊”功能,改變通訊設置與計算機的測量軟件匹配如圖3.9,下載全站儀數據。下載的數據直接轉換成CASS專用各式的坐標數據。
圖3.9 南方軟件數據傳輸通訊設置
3.2.2數字測圖內業工作的實施
1. 繪制坐標格網
進行CASS參數設置中的圖框設置，使用繪圖處理菜單中標準圖幅或任意圖幅命令來繪制圖廓。按要求輸入繪圖比例尺及相應圖框參數即可得到圖框。
2. 選擇測點點號定位成圖法
移動鼠標至右側屏幕菜單區之“測點點號”項，按左鍵，選中點號坐標數據文件名后，按“打開”,即可完成讀點工作。
3. 控制點展繪
點擊繪圖處理菜單中的“展野外測點點號”，點擊對應的坐標數據文件名，按“打開”，便可在屏幕上展出野外測點的點號。
圖3.10 CASS5.1界面菜單
4. 地形地物繪制
使用工具欄中的各種工具進行局部放大以便編輯，根據所測地物點的點號及野外作業時繪制的草圖，到右側屏幕區選擇相應的地形圖圖式符號來繪制地物。一般繪圖順序為：先繪各種控制點、道路、水渠、河流等，使圖有個大致輪廓；其次繪房屋、獨立地物、植被、管線設施等。為避免非法操作或突然斷電造成數據丟失，工作中要保持經常存盤的習慣。系統中所有地形圖圖式符號都是按圖層來劃分的。CASS5.1中的地形地物所在圖層是自動生成的，因此不能隨意修改圖層名，否則將導致地物編碼信息錯誤或丟失；也不可隨意修改地物的圖層屬性。
所有表示測量控制點的符號都放在“控制點”層，所有表示獨立地物的符號都放在“獨立地物”。如果需要在點號定位的過程中臨時切換到坐標定位，可以按“P”鍵，這時進入坐標定位狀態。想回到點號定位狀態時再按“P”鍵即可。陡坎、水渠、圍墻上的小觸角生成在繪圖方向的左側。出現錯向時可用線型換向功能修改。
5. 高程點展繪
點擊“繪圖處理”菜單下的“展高程點”，彈出數據文件對話框，選取目標文件，按“打開”，命令區提示：“注記高程點的距離（m）：”直接回車，表示不對高程點注記進行取舍，全部展出來。具體情況根據繪圖比例尺及地形可選30~40m。再將標高注記與地形地物相重疊的移動一下，使顯示更清楚。
繪等高線必須先將野外測的高程點建立數字地面模型(DTM)，然后在數字地面模型上由計算機自動勾繪出高精度等高線。
6. 文字注記
注記文字，用鼠標點擊右側菜單的“文字注記”項，依提示輸入文字高度、注記內容、注記位置，完成文字注記。關閉“ZDH”圖層，對圖紙進行全面整飾，繪圖工作即可完成。
7. 繪圖輸出
點擊“文件”菜單下的“繪圖輸出”項，對“打印設備”“打印設置”各項選擇設置后，可通過“完全預覽”和“部分預覽”查看出圖效果，滿意后按“確定”即可出圖。
3.2.3內業操作應注意的問題：
下載外業數據文件, 用Excel 或Word 處理成符合CASS 的格式文件, 注意保存時應為*.dat 格式。在CASS5.1環境下展點。內業處理時, 是否擬合看情況而定, 兩點距離較大時擬合效果較好, 兩點距離較小時擬合會使繪出圖形不遵循原來的地物、地貌, 差異很大, 需靈活采用。當然內業者應熟練掌握AutoCAD 的基本功, 對CASS 中每種地物、地貌能迅速調用, 確保每天所測的外業當天內業能處理完成, 發現問題及時與外業聯系解決。
3.3對數字地圖進行質量檢查和質量評定
3.3.1數字化測圖質量評價的內容與特點
根據數字地圖的特點和用途；衡量其質量的指標體系應該在傳統紙質地圖的基礎上加入新的內容，下面分析數字化測圖質量評價的內容與特點。
1. 數字化測圖質量評價的內容
數字化測圖實現了地形圖的數字化、信息化，測量結果是以計算機可識別的數字代碼系統來反映地表各類地理屬性特征。因此，數字化測圖質量評價除與模擬法測圖質量評價具有相同的評價內容外，還具有其特有的評價內容。主要包括：
(1)地物分層的合理性；
(2)地物屬性代碼選擇的正確性；
(3)閉合圖形的封閉性；
(4)結點的匹配精度；
(5)圖形拓撲關系的正確性；
(6)地物各層是否有重復的要素；
(7)地物各層是否有混層現象；
(9)各層顏色選擇的正確性；
(10)數據文件名稱，數據格式，數據組織的正確、完整性；
2.數字化測圖質量評價的特點
數字化測圖是利用先進的儀器，通過測量獲取可供傳輸、處理、共享的數字地形信息，即獲取以計算機磁盤為載體的數字地形圖。數字化測圖實現了測量的高精度， 測量精度在成圖過程中無損失，利用計算機軟件成圖，可以做到符號、文字、注記等符合規范要求，等高線通過自動擬合處理光滑美觀，實現了圖面的規范化。數字化測圖質量評價的特點：
(1)數字化測圖依據野外記錄室內編輯成圖,容易發生漏測、記錯現象，數字地形圖的質量檢查應重點檢查地物要素測量是否齊全，屬性注記是否與實際相符合。
(2)等高線的勾繪依據野外測點的分布，對于經驗不豐富的立尺人員，有些地貌關鍵點位容易被漏測，易造成等高線失真，數字化測圖的質量評價應重點檢查等高線是否反映客觀實際。
(3)數字化測圖實現了信息分層管理，不同層顏色不同，數字化測圖的質量評價應重點檢查數字地圖分層是否合理，地圖信息是否有混層交叉現象，地形要素在同層是否有重復要素。
(4)數字化測圖利用先進的儀器進行測量，測量精度高，測點點位精度在數字化測圖的質量評價中則是處于次要地位，但仍是必要的檢查內容。
(5)數字化測圖是GIS數據庫的重要信息源,拓寬了地形圖的應用范圍.因此,數字化測圖的質量評價應重點檢查閉合圖形的封閉性、結點的匹配精度、圖形拓撲關系的正確性。
(6)數字化測圖是以計算機可識別的數字代碼系統來反映地表各類地理屬性特征，數字化測圖的質量評價應重點檢查地物的屬性代碼選擇的正確性，數據格式、數據組織的正確性。
(7)數字化測圖的圖幅分幅是計算機自動完成的，接邊精度高，在數字化測圖質量評價中處于次要地位，但圖名、圖幅接合表仍是必要檢查內容。
(8)數字化測圖改變了傳統的測量模式，允許圖根控制和碎部測量同時進行；GIS測量技術的使用，也改變了傳統的控制測量模式與要求，因此，控制測量在數字地形圖質量檢查中處于次要地位，但仍是必要的檢查內容。
總之，數字化測圖改變了人們對傳統地形圖的認識。因此，數字化測圖質量評價應根據數字化測圖質量評價的特點，建立邏輯嚴密、易于操作、科學合理的質量評價指標體系。
3.3.2數字化測圖質量評價指標體系
1. 影響數字化測圖質量評價的因素分析
衡量數字化地形圖產品質量的指標主要有位置精度、屬性精度、邏輯一致性、完備性等，這些指標可作為一級評價指標。而每一個一級評價指標又由許多指標決定其好壞，為了便于建立定量化的數字化地形圖評價模型，把一級評價指標再進一步細分，形成二級評價指標。
數字化測圖的外業、內業的工作內容和工作程序決定了數字化測圖質量評價工作是一項技術性強、影響因素多的工作。雖然影響數字化測圖產品的因素眾多，其中有些因素是主要因素，有些是次要因素，評價數字化測圖產品的質量不可能考慮全部的影響因素，只需分析影響數字化測圖質量的可能存在的因素，然后進行分析，綜合取舍，合理確定評價指標，使其具有代表性和可操作性，這是非常重要的。
根據數字化測圖的工作內容與特點,從7個方面(見表3.1列出影響數字化測圖產品質量的可能因素,共計41項（略）可能有些因素還未列出， 如果在數字化地形圖評價時全部考慮這些影響因素，指標權重難以確定，為減少確定評價指標過程中主觀因素的影響，需要利用層次分析法進一步篩選評價指標，以便建立科學合理、便于操作的數字化測圖質量評價指標體系[11]。
表3.1 數字化測圖質量評價指標體系
第三層
評價指標
第二層
評價指標
第三層
評價指標
C1 工作基礎
B1 技術實力
A1 是否具有測繪許可證，測繪許可證的等級
A2 投入生產項目的技術人員職稱結構
A3 投入生產項目的儀器設備的數量、先進性
B2 技術準備
A4 測量技術方案的設計是否合理
A5 采用的作業方法是否先進
A6 技術保障措施"后勤保障措施是否到位
C2 產品質量
B3 資料的規范性
A7 控制測量的資料是否完整"齊全
A8 規定上交成果文檔資料的正確"規范性
A9 儀器檢驗資料是否齊全，是否符合有關規范的規定
A10 數據文件名稱"數據格式"數據組織的正確"完整性
A11 測量工作技術總結報告的完整性
A12 自檢報告資料的完整性
B4 數學精度
A13 數學基礎
A14 平面控制測量成果精度
A15 高程控制測量成果精度
A16 地物點相對臨近圖根點的精度
A17 地物點之間的相對位置精度
B5 屬性精度
A18 地物測繪取舍是否合理
A19 地物屬性代碼選擇是否正確
A20 地物符號使用是否規范
A21 等高線是否反映地面實際地形
A22 地形點的密度是否滿足要求
B6 邏輯精度
A23 地物的分層是否合理!是否有混層現象
A24 閉合圖形的封閉精度
A25 結點匹配精度
A26 圖形拓撲關系的正確性
A27 地物各層是否有重復的要素
B7 整飾質量
A28 圖廓整飾質量
A29 屬性注記質量
A31 線劃質量
A32 符號質量
經過系統分析，數字化測圖質量評價指標總計32項，按評價指標的相近性綜合成七大類別，其中技術實力、技術準備是反映測繪生產單位工作基礎的指標；資料的完整性、數學精度、屬性精度、邏輯精度、整飾質量是反映測繪成果的指標。為便于確定指標權重和建立模糊綜合評價模型，將評價因素分層，建立多指標多層次的評價指標體系。具體評價指標體系見表3.1為方便起見，第一層的評價指標用A編號，第二層的評價指標用B編號，第三層的評價指標用C編號。
本文建立的數字化測圖評價指標體系，主要分兩大模塊，即工作基礎評價和產品質量評價。這兩個模塊的評價可以獨立進行，也可以綜合評價，根據實際需要確定。工作基礎模塊可用于測繪工程招標階段對生產單位資格的評價，在驗收階段用來衡量
測繪生產單位的綜合實力，作為對生產單位提供數字化測繪產品質量評價的參考。表3.1中的多指標多層次數字化測圖質量評價指標體系，全面地反映了數字化測圖的特點，邏輯嚴密，具有較強的可操作性、實用性。
4. 數字成圖、質量檢查與評定
在本次數字測圖基本完成后,又對此次測圖的2/3的地物、地貌點與圖根控制點進行了聯測，采集的數據如圖3.11原數據相比較90%以上都符合限差要求。少數地物、地貌有明顯錯誤或粗差經過休測后，都已經滿足了要求。
圖3.11 檢核時采集的數據
3.4本章小節
從工程的各個環節及達到的作業效果可以看出, 內外業一體化數字化測圖工程,由于充分應用高新技術,使得各級控制網的成果精度、數字化地形圖的成圖精度以及整個工程的作業效率都優于常規的成圖方法。總結起來有以下特點:
(1)將傳統的逐級控制方法與現代測量技術手段相結合,既保證了成果的精度,又保證了作業的高效率。
(2)即用即測,急用先測,邊測邊用,高科技成果即刻轉化為生產力,為城市規劃提供了科學可靠的保證。
(3)先進的測量技術在諸多方面打破了傳統的觀念與局限,使整個作業流程方便快捷,作業人員得心應手。采用的全站儀操作簡便,觀測速度快,精度高,可自由設站,靈活采用多種方法測量碎部點。作業人員根據各自的作業經驗,針對實地狀況,采用不同的方式制作草圖,所繪草圖有詳有略;作業小組可相對成片作業,內部不存在接邊問題;計算機制圖編輯,方便快捷,隨意操作,刪除改動不留“痕跡”。
(4)高科技數字化產品在今后的應用、管理、更新、維護、交換以及資料共享等方面,具有無限的生命力,精度永遠保持不變,可謂一勞永逸,充分體現出1圖多用的優勢,避免了重復測量,節約了資金。由于這項工程采用與國家平面和高程系統統一的基礎控制系統, 1 /500的大比例尺具有足夠的精度,因而其成果為以后的進一步應用打下了堅實的基礎。而且,數字化圖形數據可隨時更新,修改方便,隨著網絡技術的發展,可進行交換和共享,是一筆寶貴的技術、資源財富。
(5)計算機輔助制圖精度高、速度快,線劃圓潤流暢,可單色或彩色顯示輸出,具有良好的視覺效果。
(6)打破了內外業的生產界線,從首級控制到最終成圖,實行一體化作業,大大減輕了室外作業的強度,縮短了成圖周期。
(7)打破了分級布網、逐級控制的原則。1個測區可1次性整體布網、整體平差,控制網形可以任意混合,所需控制點數目比傳統白紙測圖大大減少,圖根控制的加密可與碎部測量同時進行。
(8)碎部點的記錄要求具有特定的格式,這種格式能被數字測圖軟件所識別,能和數據庫的建立統一起來;碎部點測量可較多地應用自由設站的方法建立測站點,確定碎部點坐標的方法除極坐標方法外,還可靈活采用方向交會法、距離交會法、直角偏距法、導線法、對稱點法等諸多方法。根據測區情況,可采用無碼作業和編碼作業。
(9)碎部測量時不受圖幅邊界的限制,外業可不分幅作業,由內業成圖時自動進行分幅與接邊處理。
結論
“GPS(RTK)與全站儀聯合作業”方法充分地體現了現代測量產品設計理念———協同作業。使用一個軟件包、在一個項目中,同時完成對RTK 數據、后處理的GPS 數據和常規測量數據進行處理。這樣,用戶在組織施工時,有很大的自由空間,可以是動態,也可以是靜態;可以是GPS ,也、可以是全站儀。而對所有這些數據的處理,只需在后處理軟件中就可一次完成?！奥摵献鳂I”后處理軟件的獨特設計,使數據的導入、檢查和處理工作,既能做到高效快捷,又能保證質量可靠。數據的存儲,采用可視化類數據庫文件格式,用戶可以很方便的查詢、編輯或生成各種報告?！奥摵献鳂I”方法繼保證了測量成果準確性、可靠性,又結合了GPS 與全站儀作業各自的靈活性,是一種較新的取長補短作業方法,使工作更高效可靠。大家可以試一試。
綜上所述,采用RTK與全站儀聯合進行數字化測圖,它不僅可以減少作業人員和作業工序,而且可以提高采集數據的速度和質量,從而有效地提高了工作效率。因此,它是一種行之有效的測圖方法。
參考文獻
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篇9
關鍵詞 地籍；農村地籍調查；農村地籍調查的技術方案；技術路線
中圖分類號 F301 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2013）011-0214-01
1 農村地籍調查的技術方案
1.1 農村地籍調查方法
現階段農村地籍的重點一方面應能確保土地權屬的管理，保障土地的社會主義公有制，另一方面要有利于農業用地的保護和發展生產。因此在地籍調查上，主要是對非農建設用地的保護的集鎮土地登記和集體所有制土地自然村落――宅居地的權屬確定。
1.1.1 詳查資料與地籍資料的差異
為弄清在土地利用現狀調查資料中有哪些可借助于于地籍調查中，使其不僅能達到經濟、快速的目的，而且還有技術上和法律上的保證，有必要首先弄清楚這兩種資料的差異。
1.1.2 自然村落―宅基地的地籍調查
1）農村宅居地的地籍調查。農村宅居地調查可將核實丈量和權屬結合進行，調查的同時添寫地籍調查表或調查記錄，相鄰宅基地界線及時由雙方法人或法人代表指界確認并因地制宜設立界標，在調查表上簽字蓋章，至于在村內、外廠礦企業單位用地仍應采用先申報，后進行權屬調查，確立權屬界址點位置，再進行地籍測量。
2）宗地界址邊的勘丈及宗地草囝的繪制。宗地草圖是以權屬界為主要內容的實地勘丈圖。宗地圖形與實地大約成比例，在相應位置注記實量的界址邊長和確定界址點的條件距離及界址邊與實地相鄰地物的關系距離。
3）村莊地籍測量。村莊地籍測量的方法要考慮具有一定的選擇性和靈活性，同一地區視其具體情況采用不同的測量方法。
1.2 方案的實施
農村地籍調查方案確定以后，就會用于實際生產中，在實際生產中到底如何去實施以及在實施中遇到的問題如何去處理，介紹如下。
地籍調查實施方案：
1）土地權屬調查。①土地的確權。土地的確權是指在主管部門的主持下，由權屬主、相鄰土地權屬主、地籍調查員或其他必要人員參加的集體依法對土地權屬的認定，包括權屬類別和權屬主的確認。②有爭議宗地界線處理方法。農民集體所有土地與國有土地之間的土地權屬界線，雙方有邊界協議或正式文件或國有土地使用者已辦結土地登記手續的，其協議、法定界線、界址等作為確權依據。③界址點設置。權屬界線走向明顯變化處及2個以上權屬界線交叉處，應設置界標，并在工作底圖上標注界址點。
2）地籍測量。地籍測量分為地籍控制測量和地籍要素測量。地籍控制測量是地籍圖件的數學基礎，是關系到界址點精度的帶全局性的技術環節，因此，地籍控制測量必須做到“精心設計、從高到低、分級布網、嚴密實施”。地籍要素測量必須滿足：①測出每宗地的界址點、界址線的準確位置，以及宗地內主要建筑物的位置，以滿足地籍圖的要求；②測出每宗地內的建設用地、農用地及未利用地的范圍，以滿足土地利用現狀圖的要求。測圖者要與調查者配合，對每宗地都要進行嚴格的測量。
1.3 農村地籍調查方案的實例
農村地籍調查在實際生產中應該如何實施，本節將通過實例來探討。
1.3.1 測區情況
本次調查的地點是土橋鎮，土橋鎮位于榆樹市的東南邊陲，東與黑龍江省五常市，南與吉林省舒蘭市接壤，是兩省三市六鄉鎮的結合部。全鎮幅員面積135平方公里，現有九個行政村，103個社員小組，人口2.6萬人，耕地面積7600公頃。省級榆山油柏公路在本鎮通過，村村沙石路，村村通公路，交通便利，四通發達。
1.3.2 測繪資料及利用情況
1）控制測量資料。原有吉林省測繪局提供的C、D級GPS控制點（2005年施測）做為本測區首級控制的起算點。
2）圖件及其它資料。①由榆樹市國土資源局提供的1：10000地形圖（1993年航測），做為本次地籍調查的設計用圖和工作標圖。②榆樹市國土資源局提供的1：1000地形圖（1988年精測），用于本次地籍調查的街坊劃分和外業工作參考圖。③各級政府頒發的有關地籍調查、測繪的政策、法規和有關文件。④地籍檔案：申請書、權源文件、地籍調查表等檔案。
2 技術依據
1）GB/T7929-1995《1：500 1：1000 1：2000地形圖圖式》；
2）GB14804-93《1：500 1：1000 1：2000地形圖要素分類與代碼》；
3）《全國土地分類》國家土地管理局土資發[2001]255號；《試行》
4）《中華人民共和國土地法》、《吉林省土地管理條例》；
5）CH1002-95《測繪產品檢查驗收規定》；
6）CH1003-95《測繪產品質量評定標準》；
7）《吉林省地籍調查成果驗收辦法》；《試行》；
8）本項目專業技術設計書。
3 地籍調查的步驟
1）權屬調查。2）地籍測量與勘丈。3）打印數據、表格，成果輸出。4）質量檢查。5）提交成果。
4 結論
通過本次對農村地籍調查的研究，本論文得出以下結論：
1）本文就農村地籍調查提出了一套比較完善的調查技術方案，其中運用了比較先進的地籍測量方法，在實際工作當中有重要的指導意義。
2）農村地籍調查工作可按以下步驟來展開：
權屬調查――地籍測量――成果輸出――質量檢查――提交成果
基于現行的土地管理存在的問題，將提出一些建議和意見。
1）完善地籍管理制度。
2）實現地籍管理系統化、信息化以及管理信息的數字化。
3）提高地籍管理人員專業素質，大力培養專業型人才。
4）加強群眾對地籍管理的認識 地籍管理涉及千家萬戶，服務面向全社會。
參考文獻
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篇10
關鍵詞：土地整理 地理信息系統 規劃設計 空間分析
Application ofDigitalElevation model technology
in Land Consolidation Programming
Abstract: This paper introduces the establishing method of the Digital Elevation Model(DEM) based on MapInfo and probe on its application in Land Consolidation Programming. In China, land consolidation has contributed a lot to the realization of the rational disposition of land resource and to the improvement of the land use efficiency and the ecological environment.With the Geographic Information System (abbreviate GIS) development and land consolidation overall development, arrangement of work of technology, how be in an all-round way, a effective one apply GIS technology to the land consolidation, the work quality of improving the land consolidation programming has become the problem that relevant professionals care about and hope to solve gradually.TakingShangrao county of Jiangxi province as an example, the application of GIS technique in land consolidation programming has been discussed in the paper. Though setting-up of the digitized map of project district, is it carry on introduction, manage, operate, analysis, show to geographical spatial datum to realize, can obtain land resource relevant information fast, can realize goal automation statistical and quantity charge to space, make a large amount of a abstract one, isolated data vivid, easy to observe and analysis.
Key words:land consolidation programming； GIS；planning and designing；spatial analysis
本文以江西省上饒縣皂頭等鄉（鎮）土地整理項目作為研究區，建立了基于GIS數字高程模型及相關專題圖，并將它應用于該項目區的現狀分析和規劃設計中，旨在為GIS技術特別是其數字高程模型技術在土地整理專項規劃中的應用做一些有益的探索和嘗試[1][2][3] ][4][5]。
1. 數據準備和研究方法
本文試驗項目區位于江西省上饒縣尊橋鄉、皂頭鎮和鄭坊鎮，分為皂頭片、尊橋片、鄭坊片三片。皂頭片位于上饒縣中部，涉及6個行政村；尊橋片位于上饒縣中部，涉及3個行政村；鄭坊片位于上饒縣北部，涉及5個行政村。項目區附近水利、交通、林網、電力、生態保護等基礎設施較為優越。
根據土地整理規劃編制需要和論文研究需要收集了項目區2004土地利用現狀變更調查資料（EXCEL格式臺帳數據）、上饒縣土地利用總體規劃圖（1997-2010年）、項目區涉及地區1：10000地籍圖掃描文件和1：10000地形圖掃描文件、上饒縣近年來的統計年鑒。利用MapInfo軟件配準和數字化項目區涉及地區1：10000地籍分幅圖并利用GIS技術從圖中自動提取部分資料，再將項目區土地利用現狀變更調查資料（EXCEL格式）導入MapInfo處理，使空間數據和矢量數據相互對應。利用MapInfo軟件配準和數字化項目區涉及地區1：10000地形圖，從中提取地形信息（高程點、等高線），運用MapInfo軟件制作項目區數字高程模型，并以此進行分析和輔助規劃。
2. 項目區DEM建立
數字高程模型(digital elevation model，簡稱DEM)是采用規則或不規則多邊形擬合面狀空間對象的表面，主要是對數字高程表面的描述[11]。根據多邊形的形狀，可以把DEM分為兩種，即格網模型和TIN模型，其中又以TIN模型運用的居多。DEM的主要優點是能夠方便地進行空間分析和計算。DEM的方法主要有地面測量、攝影測量、立體遙感、地形圖數字化、GPS、激光掃描、干涉雷達等多種方法[8]。建立DEM 的方法有多種，但根據已有等高線地形圖獲取高程數據則比較簡單、快速和可靠，是目前采用的主要方法[10]，而且其精度也能達劍用戶的要求，性價比高。
2.1 項目區圖件掃描與配準
掃描后的柵格圖需要進行糾正，以消除紙張變形所帶來的誤差。一般情況下，采用仿射變換的方式來糾正。配準地籍圖是土地整理圖件制作的第一步。土地整理中首先需要配準的柵格圖件是項目區的1：1萬地籍分幅圖的掃描件，配準時通常采用平面直角坐標系(non-earth投影) ，控制點選擇公里網格的交點。土地整理圖件制作所需的一部分信息都是從地籍圖上提取的。
2.2地形圖數字化
等高線矢量化處理。主要包括對等高線進行屏幕跟蹤矢量化、對等高線標賦高程值、對離散高程點進行屏幕矢量化、對高程點標賦高程以及對這些矢量化產品進行編輯、檢查、拼接，并最終生成完整的矢量圖。MapInfo系統提供了比較強大的圖層管理功能，可以按照用戶要求顯示、編輯、選擇、標注和保存圖層，圖層的疊加順序信息以工作空間的方式保存。MapInfo是按圖層組織計算機地圖的；矢量圖中每個圖層分別包含了地圖信息的不同方面，多個圖層按照一定的順序重疊便形成了一幅具有完整信息和空間含義矢量地圖[7]。
2.3空間數據內插生成DEM
DEM 的內插是根據所采集規則排列的原始數據高程求出待定點的高程。DEM 的建立主要有兩種方法，基于規則格網的建模方法（GRID）和基于不規則三角網的建模方法（TIN）[8]。本文以項目區尊橋片為例說明MapInfo系統下DEM建立的過程。首先，從尊橋片涉及的1：10000地形圖中矢量化等高線和高程點（在現狀圖制作過程中已經完成），應用MapInfo專裝題圖制作工具中的格網生成器，采取IDW（倒數距離權重插值器）插值的方法內插生成格網專題圖。選擇需要顯示的圖層疊加在格網專題圖上，然后用“創建3D地圖”命令創建基于此格網數據的3D地圖,如圖（1）。
3.DEM的建立及其在土地整理項目中的應用
DEM作為地形表面的數字表達形式，與傳統地形圖相比，它具有可實現地形信息多形式顯示；保持地形精度；易于實現自動化、實時化等特點 ，已成為空間數據分析的重要工具，并被應用在數字流域模擬、虛擬現實等領域，取得了良好效果[8] 。
對于丘陵山區類型的土地整理項目，項目區地形地貌的分析往往對規劃方案的各個方面都產生一定的影響，而單一依靠對項目區地形圖紙圖的判讀難以滿足地形分析的需要。針對丘陵山區地貌條件復雜、直觀性差等難點，利用DEM在空間數據分析處理方面的優勢進行地形分析，則能達到比較理想的效果，并且可以為該類地區整理項目中總體規劃方案確定、工程項目規劃以及工程量測算等方面提供輔助決策[9]。
江西上饒縣皂頭等3個鄉（鎮）土地整理項目屬于丘陵山區土地整理項目，項目區內地形比較復雜，以尊橋片為例，區內分布了很多山丘，總體屬于階地河漫灘地貌，從一般地形資料中無法對其形成有效地分析，故本文嘗試為該片建立DEM模型進行分析。
通過對項目區土地整理項目尊橋片三維空間地圖的觀察，可以看出，該項目區整體成“幾”字形，地勢起伏不平，中部地區地勢最高。為了更好的進行土地整理規劃設計，本文依據地形走勢將該片區大致分為A、B、C三個區域，如圖（2）所示，分別進行分析和設計。
從尊橋片土地整理現狀圖和三維地形圖上可以看出，A區呈南北方向狹條狀，沿西側有一條級別較高的尊橋公路，中部有較密集的居民點分布。的灌溉水源較為豐富，南部和北部有許多山澗溪流，中部有上譚水庫北支渠穿過，灌溉只要依靠自流和引水，渠道設施比較簡陋，灌溉質量較低。通過仔細研究發現A區東側比西側地勢略高，因而考慮沿東側修建斗渠，沿西側公路修建斗溝，再修建一定數量的灌排兩用農渠，形成完整的灌排網絡，以保證灌溉質量和排水通暢。同時修建和改造連接各居民點的道路，修建田間道、生產路形成道路體系，并且在田間道兩側修建防護林。
B區的北部較為平坦，南部呈山丘地形。考慮北部設計為畈田，南部設計為梯田，以中間的公路為界。南部的灌溉可以設計多條灌排兩用渠直接從上譚水庫北支渠引水，再在兩側設計斗溝以便排水通暢。北部山丘地勢較高，引水灌溉比較困難，故考慮在山丘上修建蓄水池，儲蓄山澗水源和降水，并沿等高線設置渠道，以保證梯田的灌溉。
C區和A區較為類似，也呈現狹條狀。區內有一些地勢較低的洼地，在雨季極易造成積水，影響作物生長，可以通過局部土地平整改和修筑排水渠道善這一情況。C區的灌溉水源主要來自上譚水庫北支渠，在東北部也有一些山澗水源，考慮修建灌排兩用渠直接從支渠中引水并向兩側灌溉，對于山澗水源則通過修整原有渠道，提高引水質量。
土地整理規劃前后項目區灌溉體系對比圖和道路體系對比圖，見圖（3）圖（4）。
4. 結語
隨著GIS應用技術的發展和土地整理工作的廣泛開展，如何更全面、更有效的利用GIS技術輔助土地整理規劃設計，提高土地整理工作質量逐漸成為了相關從業者關心和希望解決的問題。本文以江西省上饒縣皂頭等3個鄉（鎮）土地整理項目為例，通過分析和研究，探討了GIS技術在土地整理規劃中的應用思路和方法，取得了一些啟發。
基于GIS技術的土地整理圖件制作能為規劃編制工作帶來極大的便利，主要體現在：。
（1）實現對土地整理相關數據的有效管理。通過GIS技術支持下的土地整理相關空間數據和屬性數據的有機結合，有利于更好的儲存、查詢、分析、顯示，改變了單一屬性數據分析的缺陷，便于生成相關專題圖件，使決策方案更加合理。
（2）應用GIS空間技術為項目區土地整理規劃設計提供依據。DEM分析方法實現對項目區地形的可視化分析。從項目區高程數據中插值生成DEM數據，利用DEM在空間數據分析處理方面的優勢進行可視化地形分析，并以此輔助決策則能很好地實現這些要求，并且可以為該類地區整理項目中總體規劃方案確定、工程項目規劃以及工程量測算等方面提供輔助決策。
綜上所述，本文對GIS技術在土地整理規劃中的應用做了一些有益的探索和嘗試。GIS對信息的表達形式具有直觀、形象的特點。圖形化的結果輸出表現方式，比起傳統的數據文件和報表形式，更便于決策人員所應用，從而也使得規劃更容易被公眾所接受。
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