地形測量范文

時間:2023-03-21 21:33:00

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地形測量

篇1

關鍵字:地形測量;地籍測量;權屬調查;

中圖分類號:P2 文獻標識碼: A

一、地籍測量的概念

地籍測量是土地管理工作的重要基礎,它是以地籍調查為依據,以測量技術為手段,從控制到碎部,精確測出各類土地的位置與大小、境界、權屬界址點的坐標與宗地面積以及地籍圖,以滿足土地管理部門以及其它國民經濟建設部門的需要。為滿足地籍管理的需要,在土地權屬調查的基礎上,借助儀器,以科學方法,在一定區域內,測量每宗土地的權屬界線、位置、形狀及地類等,并計算其面積,繪制地籍圖,為土地登記提供依據而進行的專業測繪工作。它是土地管理的技術基礎。要求分級布網、逐級控制,遵循“從整體到局部,先控制后碎部”的原則。

二、地籍測量內容

1、根據地塊權屬調查結果確定地塊邊界后,參照表10-2設置界址點標志。

2、界址點標志設置后,按照下述“二”中的測量方法進行地籍要素測量。

3、測量內容:包括區劃、權屬、地類、地形四要素的所有面、線和點狀對象,外加等高線和高程注記點。

三、地籍測量的特點

地籍測量與基礎測繪和專業測量有著明顯不同,其本質的不同表現在凡涉及土地及其附著物的權利的測量都可視為地籍測量,具體表現如下:

(1)地籍測量為土地管理提供了精確、可靠的地理參考系統。地籍測量是一項基礎性的具有政府行為的測繪工作。現階段我國進行的地籍測量工作的根本的目的是國家為保護土地、合理利用土地及保護土地所有者和土地使用者的合法權益,而且借助現代先進的測繪技術為地籍提供了一個大眾都能接受的具有法律意義的地理參考系統。

(2)地籍測量是在地籍調查的基礎上進行的。地籍測量具有勘驗取證的法律特征。無論是產權的初始登記,還是變更登記或他項權利登記,在對土地權利的審查、確認、處分過程中,地籍測量所做的工作就是利用測量技術手段對權屬主提出的權利申請進行現場的勘查、驗證,為土地權利的法律認定提供準確、可靠的物權證明材料。

(3)地籍測量的技術標準必須符合土地法律的要求,地籍測量技術和方法是對當今測繪技術和方法的應用集成。地籍測量技術是普通測量、數字測量、攝影測量與遙感、面積測算、誤差理論和平差、大地測量、空間定位技術等技術的集成式應用。根據土地管理和房地產管理對圖形、數據和表冊的綜合要求組合不同的測繪技術和方法。

(4)從事地籍測量的技術人員應有豐富的土地管理知識。地籍測量工作從組織到實施都非常嚴密,它要求測繪技術人員要與地籍調查人員密切配合,細致認真地作業。

四、地形測量與地籍測量有何區別。

地形測量:指的是測繪地形圖的作業。即對地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程進行測定,并按一定比例縮小,用符號和注記繪制成地形圖的工作。地形圖的測繪基本上采用航空攝影測量方法,利用航空像片主要在室內測圖。但面積較小的或者工程建設需要的地形圖,采用平板儀測量方法,在野外進行測圖。

地籍測量:是以地籍調查為依據,以測量技術為手段,從控制到碎部,精確測出各類土地的位置與大小、境界、權屬界址點的坐標與宗地面積以及地籍圖,以滿足土地管理部門以及其它國民經濟建設部門的需要。為滿足地籍管理的需要,在土地權屬調查的基礎上,借助儀器,以科學方法,在一定區域內,測量每宗土地的權屬界線、位置、形狀及地類等,并計算其面積,繪制地籍圖,為土地登記提供依據而進行的專業測繪工作。

五、地籍測量方法及精度要求

測量方法:原則上采用數字地面測量,即使用全站儀或其他解析型地面測量儀器,配合棱鏡,實地測量測站至待測碎部點的方向、距離和高差,同時輸入待測點圖式編號及其相關點的連接碼,并采集待測對象的主要屬性數據。

精度要求:地物(貌)點測定精度

①地物(貌)點分:地物(貌)按點位精度要求分為三類:

A、類地物點。又稱主要地物點,指主干街巷或支巷的拐點和巷側建筑物的明顯角點B、類地物點。又稱次要地物點,主要指設站施測困難的城鎮明顯建筑物角點和村莊內明顯建筑物角點。C、類物(貌)點。除上述兩類地物點的其他地物(貌)點,主要指無法準確定位的地物(貌)點。

②平面精度。地物(貌)點相對于鄰近圖根點的點位中誤差,應不超出表1(表略)的對應規定范圍。同類鄰近地物(貌)點間的距離中誤差應不超出表2的對應規定范圍。森林隱蔽等特殊困難地區可按表7.1規定值方寬50%。表1地物(貌)點平面點位中誤差(厘米)

③高程精度。地物(貌點)高程精度按表2(表略)等高線間內插點高程中誤差要求。表2 等高線間內插點的高程中誤

六、關于地形測量與地籍測量的比較

1.要素。地籍測量重點在權屬要素(包括權屬界線及與之有關地物要素),對于常規地形測量所要求的高程點、等高線、管線等地貌要素無強制要求。地形測量除不表示權屬界線、地籍編號等要素外,原則上對地表的所有地物、地貌均應予以表示,可以根據比例尺及用戶要求對其取舍。

2.方法。目前的全野外數字成圖手段可應用于地形測量、地籍測量。地籍測量因對地貌、管線等要素不做要求,野外碎部采集及內業編輯成圖工作量大大減少,但后續的宗地圖制作、入庫工作的工作量非常大,并且因為入庫而對圖形的拓撲關系要求很嚴格,體現在地籍圖編輯上就要求嚴格的做好點、線、面的編輯與檢查。

地形測量因為為全要素測量成圖,野外采集與內業編輯比較繁瑣。但是地形測量到編輯成圖為止,基本沒什么后續工作(除非建立數據庫)。因此,如果在地籍測量的基礎上進行地形圖的成圖,首先刪除地籍權屬界線、注記,然后進行地形要素的補測,這一步是主要工作量所在(需補測線桿、檢修井、高程點、交通附屬設施等等)。

3.精度。地籍圖的精度優于地形圖。如果先測制地形圖,必須兼顧地籍圖精度要求;如果先進行地籍測量,在補測成地形圖,已測要素的精度完全可以保證。

4.應用軟件。目前我省進行的城鎮地籍測量及入庫工作,所用工作軟件基本上為武漢中地公司的MapGIS系統(德州為武漢瑞得),地籍測量為了后續工作的無縫銜接而均使用各自的測量成圖模塊。這些測量成圖模塊均為我國的研發人員自行開發,與國外很多專業成圖軟件或在國外軟件基礎上開發的成圖系統相比,在功能與實用性上差距很大。如果只是進行地形測量,在所使用軟件方面可以有較大的選擇空間;而如果在地籍測量的基礎上進行地形成圖,或者繼續使用原軟件,或者將原格式(MapGIS或瑞得圖形格式)轉為其他成圖軟件格式。由于國產軟件與國外軟件的兼容性問題,在不同軟件之間的數據格式轉換也將增加一些工作量。

綜上所述,地籍測量是有關城市發展建設與經濟發展建設的一件重要工作,它的內容與地形測量緊密相同,側重點又完全不同,在技術上有自己獨特的地方。了解地籍測量的特色,才能使地籍測量技術進一步進步,滿足社會發展的需要。地籍測量的最終成果質量的好壞直接影響地籍信息系統的質量與可靠性。為提高數字地籍產品的質量, 應該在地籍測量的各個時期采取相應措施,確保精度要求。

參考文獻:

[1].孝天文.現代地籍測量[M].科學出版社,2002.

[2].梁玉保.地籍調查與測量[M].黃河水利出版社,2011.

篇2

關鍵詞:地形測量 測繪技術 發展趨勢

中圖分類號: P2 文獻標識碼: A 文章編號: 0 引言

地形測量學是研究測繪地形圖及與其有關測繪工作的理論、方法的應用技術學科。地形測量是為城市、礦區以及各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮規劃、礦山開采設計以及各種經濟建設的需要。

地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小,并將其測繪成地形團的理論和技術。通過測定小范圍地表高低起伏形態和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程,經相應的數據處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應地面幾何圖形相似的地形圖,為國家經濟建設提供設計與施工的圖紙資料。

傳統的測繪包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監測5個部分。現代測繪技術自動化技術具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優點。

1 目前地形測量的測繪自動化技術

測繪自動化是集數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,3S技術(GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感)及其集成技術成為測繪技術自動化技術的核心。

1.1 GPS技術 GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統,是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統,是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。

GPS定位技術與常規地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應用廣,觀測時間短,執行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技術開始于90年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統,稱載波相位動態實時差分技術,是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優點。

1.2 GIS技術 地理信息系統(Geographical Information System-GIS)是利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間及其相關數據的計算機系統,是融地理學、測量學、幾何學、計算機科學和應用對象為一體的綜合性高新技術。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。

GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎;二是多維結構;三是標準化和數字化;四是具有豐富的信息。

地理信息系統對空間地理信息進行處理,準確采集有關的數據,并對地理空間數據和信息進行處理、管理、更新和分析,是采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術的技術系統,對現代測繪技術自動化技術的起重要支撐作用。

目前GIS地理信息將向著數據標準化(Interoperable GIS)、數據多維化(3D&4DGIS)、系統集成化(Component GIS)、系統智能化(Cyber GIS)、平臺網絡化(Web GIS)和應用社會化(數字地球)的方向發展。

1.3 RS技術 遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射),經過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術。遙感技術依其波譜性質,可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。

遙感信息技術已從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態分析發展到動態監測。

RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數據管理和分析的技術手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現了GIS原始地圖數據的實時更新。3S的綜合應用是一種充分利用各自的技術特點,快速準確而又經濟地為人們提供所需的有關信息的新技術,三者的緊密結合,為地形測量提供了精確的圖形和數據。

2 測繪技術自動化技術的發展趨勢

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的系統、智能化,測繪技術自動化技術向著3G技術及集成技術自動化、實時化、數字化,數據庫和應用軟件的開發應用,三維可視化技術以及人工智能化發展。使測繪技術自動化技術能全方位的應用于地形測量中,提高了地形測量的效率和準確性。

2.1 3G技術及集成技術的進一步發展 積極普及3G技術的應用,改進3G技術中存在問題,更新3G及其集成技術測量的方法和手段,加強測量精度和準確性,使3G技術能在地形測量測繪技術領域的應用進一步擴展。

全球數字攝影測量系統在GPS、GIS、RS和3S集成技術中的應用,對數碼攝影測量和地形測量更加普及和深化,使測繪技術向電子化、自動化、數字化方向發展。

2.2 測繪軟件及數據庫的開發與更新 加強地形測量數字化測繪軟件的研發,使測繪軟件系統更加高效、靈活和功能齊全,使測繪軟件技術在地形測量中起到了相當重要的作用。

更新完善信息數據庫,將采集的測量數據轉換直接進入信息數據庫,數據管理查詢方便,數據共享,實現全球數據更新和擴展空間基礎信息系統的動態管理,實現測量數據的管理科學化、標準化、信息化,實現測繪數據的傳輸網絡化、多樣化、社會化,使測繪技術走向自動化,實時化,數字化。

2.3 人工智能和專家系統在測繪技術中的應用 隨著計算機技術的發展和測繪技術與相關學科的交叉、綜合,人工智能和專家系統在測繪技術中有著廣泛的應用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理,從事智能化的數據、圖形處理和信息管理工作,極大地提高工作效率,使測繪技術向自動化、智能化發展。

全球定位系統(GPS)、數字攝影測量系統(DPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和專家系統(ES)這5S技術的發展和相互結合,專家系統在其中發揮著重要的作用,專家系統對整個測量流程進行控制,并執行相應的推理、分析和處理工作,并可實現信息資源共享,實時動態監測診斷,提高效率和質量,是測繪技術通向實時、自動、智能測量系統的關鍵。

3 結論

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,從傳統的測繪技術(例如電子測距儀、經緯儀、水準儀和平板儀)向3G技術、數字攝影測量技術以及人工智能化發展,推動了測繪技術自動化技術的活躍和革新,測繪技術朝著自動化、實時化、網絡化和數字化方向發展,使地形測量更快速、簡單、精確。

參考文獻:

[1]王運昌.地形測量學[M].冶金工業出版社.1993.p2.

篇3

實習時間:200*年,7月23日至8月7日

實習地點:滿洲里市烏努格吐山礦區

實習報告人:

指導老師:

地形測量實習報告

目錄

一、實習目的...3

二、儀器設備及成圖軟件...3

三、測區概況及外業數據采集...3

1.測區概況...3

2.外業數據采集...4

1)坐標系統...5

2)技術依據...5

3)數據采集作業過程...5

4)圖根點的確定...7

5)特殊地物的測量...7

四、內業電子草圖的勾繪...8

五、內業成圖...9

1、成圖軟件介紹...9

2、內業成圖方法:...10

1)方法簡介...10

2)內業成圖具體過程...10

3、地形圖的分幅與編號...11

六、實習體會...12

一、實習目的

掌握數字化測圖外業數據采集方法與內業作圖方法。

二、儀器設備及成圖軟件

1.全站儀2.GPS3.CASS5.1

三、測區概況及外業數據采集:

1.測區概況

烏努格吐山銅鉬礦位于滿洲里市南西22km,從滿洲里市至礦區有三條草原路,四季暢通,交通十分方便。礦區范圍約27km2,行政區劃屬新巴爾虎右旗(即西旗)。地理座標:

東經117°14′~117°32′;北緯49°22′~49°30′。本區為低山丘陵區,山勢走向北東,一般標高為750m;最高約889m,最低約為702m。一般相對高差150m左右。山勢平緩、地形開闊。北礦段山脊呈半環形,北東高,南西低,南西為半環形開口處,具有明顯的構造剝蝕地貌特征,區內水系不發育,沒有形成河流。

礦區處于高緯度地帶,屬干旱型寒溫帶,冬季嚴寒;春季有暴風雪。據滿洲里氣象站1957-1982年26年資料,年降水量平均為298.2mm,最大448.4mm;最小179.2mm;年蒸發量平均1565.3mm,最大1833mm。氣溫年平均為-1.2℃,二月份平均氣溫為-25℃,最低為-42℃;七月份平均氣溫為21℃,最高為37.9℃。絕對平均濕度5.4mm。凍土最大深度為3.89m。風向多為西南風,風速最大達40m/秒。

礦區地震裂度為6度。

區內沒有林木,為草原牧區,近處居民點有甘井子、三隊、敖爾金牧場三隊,達石莫鄉等,人口稀少,多為蒙古族。區域北滿洲里市、扎賁諾爾區一帶有煤礦、水泥廠、熱電廠、白灰廠及食品加工廠等重、輕工業。區內糧食及蔬菜多依賴內地供給。

2.外業數據采集

全站儀為日本拓撲康儀器公司生產拓撲康全站儀,以其性能指標如下:

測角精度2秒

測距精度2+2PPM

本測區為主礦區第二測區,野外測量數據編碼以B開頭。測區接第一組寬從西向東1公里、長從南向北4.8公里。其區域范圍坐標值為:

X:5474202—5478922

Y:519104—520104

區域內有山峰一座,其最高點高程860米,山坡溝壑較多。因在主礦區,測區內探槽較多,測區內有居民地一處,以及相關設施,如牲口棚等。整個測區均為草地覆蓋。

1)坐標系統

平面采用北京54坐標系3度帶坐標,投影帶中央子午線經度為117度。

高程基準:黃海高程系。

2)技術依據

本工程執行國家質量技術監督局2001-03-19的《地質礦產勘查測量規范》。(國家標準GB/T18341-2001);2001-03-05的《全球定位系統GPS測量規范》(國家標準GB/T18314-2001);地形測量圖式執行國家質量技術監督局1995-09-15的《1:5001:10001:2000地形圖圖式》。(國家標準GB/T7929-1995).

3)數據采集作業過程:

本組有一名老師和四名學生組成,老師主要負責草圖勾繪和控制點制作,學生負責具體測量。首次作業時由于已知的兩個控制點不通視,無法立后視,不能進行數據的校核,故由GPS-RTK確定一點。遵循“從整體到局部”、“先控制后碎部”、“由高級到低級”、“步步有檢核”的原則。每次作業順序為:

1.確定測站點。確定測站點時,要盡量保證大的可視區域,同時還要保證有可通視的已知點。所以,在實際作業時一般將測站點定在較高的坡或山頂,以避免經常遷站。

2.架設儀器。架設儀器時,要保證儀器架穩,一般是將三腳架的腿間距稍微放大些,保證平穩。角度過大將導致全站儀過低,給觀測帶來不便,同時也影響觀測員的行動;角度過小時全站儀放置不穩,存在儀器損害的潛在危險。觀測前要進行儀器的校驗,對準已知點,以保證數據均為可信數據。

3.立棱鏡,測量讀數。立鏡時要保證鏡竿盡量豎直,每個碎布點保持間距35-45米左右。實際碎部點間距大多在35米左右,符合精度要求。全站儀能夠自動保存數據,讀數較快。一般有兩到三人負責立棱鏡,其中兩人同時立鏡。

4.記錄。本次外業數據采集作業采用的是無碼作業,這種方法的優點是采集數據速度快,缺點是只能是采集數據,無法對數據的性質進行分類記錄,所以在觀測同時要進行草圖的勾繪,如:山脊線、山谷線、探槽等特殊數據就要在草圖上記錄下來,以便內業作業。一般由一人主測,另一人勾繪草圖

5.測站點檢驗及校和。在測量一定點數(一般為300點)后或遷站時,要進行一次測站點檢和。檢和方法為:重測某一已知點(一般為后視控制點),檢驗兩次誤差是否符合技術要求。如果誤差超出范圍則所測數據有誤。

4)圖根點的確定

確定圖根時盡量利用已知的國家高級點。也可自行根據實際情況定圖根點。本測區內利用高級點2個:

V265474579.284519658.205764.47

V185477041.294519822.423758.715

自行定點16個:

BK15474431.133519934.508766.545

BK25475050.627520056.886795.278

BK35474902.681519523.61782.271

BK45475639.852519876.123859.753

BK55475711.29519899.502860.319

BK65475106.569520093.574797.176

BK75475207.041519672.71795.007

BK85475307.254519708.475804.522

BK95475798.629519761.325858.603

BK105475741.046519594.331835.538

BK115476019.869519809.579829.267

BK125476197.752519628.102816.566

BK135476565.462519699.346776.352

BK145476625.622519652.957769.102

BK155476245.824519449.814792.862

BK165476197.447519093.774735.102

5)特殊地物的測量

第二測區內的主要特殊地物有:居民地、牲口棚、探槽、大車道、鐵絲網。

居民地:居民地內主要地物為四點民房,可采用測三點法,草圖記錄點號。

牲口棚、探槽的測法與四點民房相同。

大車道:大車道的方法為測道路中線,量寬度,記錄點號。大車道測量時,在直道是可較長距離測一點,拐點處必測。

四、內業電子草圖的勾繪

地貌方面:根據測區實地狀況應屬丘陵地貌,因此地貌應用2米等高線表示。DTM的建立符合地貌的現實性。繪出的等高線平滑自然,等高線擬合步長為2米,等高線注記均勻。在地勢平坦地區,應用散點表示地形的變化,散點分布均勻合理。特殊地貌采用正確的地貌符號進行表示。

本測區內面狀地物主要包括:各種房屋。

本測區內線狀地物主要包括:大車道、鐵絲網。

本測區內獨立地物主要包括:探槽、牲畜棚。

測區內除以上地物外無其他地物,地貌也較為簡單,因此地形圖沒加圖例說明。

每天外業作業完成后,晚上回來后要進行電子草圖的勾繪,以防止手繪草圖丟失后給成圖造成不便。電子草圖的勾繪根據手繪草圖將特殊地物地貌點相連,并進行一定的修補。

本測區內主要的地物為探槽。探槽的勾繪方法為:根據草圖的記錄,將每個探槽的三個點相連,再插入探槽的圖例。

探槽圖例

測區內其他地物還有四點民房、大車道、鐵絲網。

四點民房勾繪方法與探槽相似,連三點再插入四點民房圖例。

四點民房圖例

大車道與鐵絲網勾繪方法:先用Pline線將所有點相連,再將Pline線換成大車道和鐵絲網圖例表示。

鐵絲網圖例大車道圖例

五、內業成圖

1、成圖軟件介紹

內業成圖利用南方CASS5.1軟件。其具有如下特點:

CASS5.1在數字化成圖方面的技術特色:

1)更加便捷的簡碼用戶方案。

2)更加完善、使用的電子平板。

3)更加底層的骨架線技術。

4)更加直觀、便捷的圖上比例尺更改。

5)更加直觀高效的地物遍及。

6)更加豐富的DTM建模與等高線繪圖技術。

7)提供了更多的用戶化途徑。

8)全面采用ObjectARX開發技術。

9)更加集中的參數設置模式。

2、內業成圖方法:

1)方法簡介

在外業無碼作業數據采集的基礎上,內業將利用外業草圖,采用南方CASS5.1軟件進行成圖。成圖比例尺為1:2000和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格分層管理,可出各種專題地圖的要求。圖形格式為DWG格式。

2)內業成圖具體過程

1.DAT文件的建立:在Excel文件中首先輸入該點的點號,再空一格,在第三格中輸入X坐標的值,在第四格中輸入Y的值,選擇CSV格式進行保存,并將文件的擴展名改為DAT。

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.DTM的建立:在等高線的目錄下選擇由數據文件建立DTM,輸入繪圖比例1:2000,選擇不考慮坎高,回車以后在選擇直接顯示建立三角網的結果;

4.三角形的修改:在等高線的目錄下選擇“刪除三角形”,“增加三角形”,“過濾三角形”,“三角形內插點”,“重組三角形”的命令,按照提示進行操作可以對三角網進行修改。

5.勾繪等高線:在等高線的目錄下選擇“勾繪等高線”,輸入等高距2米,選擇“張力樣條擬合”。

6.等高線的修飾(包括修飾與高程注記):在等高線的目錄下選擇“刪除三角網”,修改不正確的等高線,并沿直線注記等高線或單獨注記。

7.加圖廓的方法:首先利用工程應用查詢圖框的長,寬;在繪圖處理的目錄下選擇“加任意圖幅”,在打開的對話框中輸入測圖員的姓名、長寬、接圖表等與圖相關的內容,拾取圖的左下角坐標。完成內業地圖勾繪。

3、地形圖的分幅與編號

根據甲方要求主測區共分9幅圖,編號從1至9,圖幅名為烏努格吐山礦區地形圖(編號),圖幅長為1米寬為0.8米。南排土場1幅,圖名為烏努格吐山礦區南排土場地形圖。西排土場1幅,圖名為烏努格吐山礦區西排土場地形圖。炸藥庫1幅,圖名為烏努格吐山礦區炸藥庫地形圖。尾礦庫兩幅,編號為1至2,圖名為烏努格吐山礦區尾礦庫地形圖(編號)。一場區1幅,圖名為烏努格吐山礦區一場區地形圖。二廠區1幅,圖名為烏努格吐山礦區二廠區地形圖。生活區1幅,圖名為烏努格吐山礦區生活區地形圖。尾礦庫母壩1幅,圖名為烏努格吐山礦區母壩地形圖。

六、實習體會

這次暑期實習,沒有像往年那樣選擇康平縣,而是不遠千里的前往內蒙古區滿洲里市,參與到烏努格吐山礦區控制及地形測量的工程當中。相比于以往的教學型實習,真正的工程(實習)顯然能夠更好的體會所學到的知識。事實也確實是如此,通過這次實習,我真正的體會到了理論聯系實際的重要性。測區屬于呼倫貝爾草原的一部分,動植物種類較少,地勢較為平坦,地貌相對簡單,但在這實習的十多天里還是體會到了從未有過的艱辛。現在細細想來,那十多天的經歷,雖然艱苦,但卻學到了很多,不僅僅是測量的實際能力,更有面對困難的忍耐。

測量學首先是一項精確的工作,通過在學校期間在課堂上對測量學的學習,使我在腦海中形成了一個基本的、理論的測量學輪廓,而實習的目的,就是要將這些理論與實際工程聯系起來,這就是工科的特點。測量學是研究地球的形狀和大小以及地面點位的科學,從本質上講,測量學主要完成的任務就是確定地面目標在三維空間的位置以及隨時間的變化。在信息社會里,測量學的作用日益重要,測量成果做為地球信息系統的基礎,提供了最基本的空間位置信息。構建信息高速公路、基礎地理信息系統及各種專題的和專業的地理信息系統,均迫切要求建立具有統一標準,可共享的測量數據庫和測量成果信息系統。因此測量成為獲取和更新基礎地理信息最可靠,最準確的手段。測量學的分類有很多種,如普通測量學、大地測量學、攝影測量學、工程測量學。作為測繪工程專業的學生,我們要學習測量的各個方面。測繪學基礎就是這些專業知識的基礎。

通過這次實習,鍛煉了很多測繪的基本能力。首先,是熟悉了全站儀的用途,熟練了全站儀的各種使用方法,掌握了儀器的檢驗和校正方法。其次,在對數據的檢查和矯正的過程中,明白了各種測量誤差的來源,其主要有三個方面:儀器誤差(儀器本身所決定,屬客觀誤差來源)、觀測誤差(由于人員的技術水平而造成,屬于主觀誤差來源)、外界影響誤差(受到如溫度、大氣折射等外界因素的影響而這些因素又時時處于變動中而難以控制,屬于可變動誤差來源)。了解了如何避免測量結果錯誤,最大限度的減少測量誤差的方法,即要作到:(1)在儀器選擇上要選擇精度較高的合適儀器。(2)提高自身的測量水平,降低誤差水平。(3)通過各種處理數據的數學方法如:距離測量中的溫度改正、尺長改正,多次測量取平均值等來減少誤差。第三,除了熟悉了儀器的使用和明白了誤差的來源和減少措施,還應掌握一套科學的測量方法,在測量中要遵循一定的測量原則,如:“從整體到局部”、“先控制后碎部”、“由高級到低級”的工作原則,并做到“步步有檢核”。這樣做不但可以防止誤差的積累,及時發現錯誤,更可以提高測量的效率。通過工程實踐,真正學到了很多實實在在的東西,比如對測量儀器的操作、整平更加熟練,學會了數字化地形圖的繪制和碎部的測量等課堂上無法做到的東西,很大程度上提高了動手和動腦的能力,同時也拓展了與同學的交際、合作的能力。

一次測量實習要完整的做完,單單靠一個人的力量和構思是遠遠不夠的,只有小組的合作和團結才能讓實習快速而高效的完成。而這些,就是在測量之外所收獲的了。小組成員的合作很重要,實習小組的氣氛很大程度上影響實驗的進度。在去滿洲里之前,所有人的熱情都相當高,不僅僅是對測繪的外業感興趣,更多的是對草原的向往。但在經歷了二十多個小時的火車后,我自己的熱情已被疲勞所掩蓋,雖然第二天不是必須去草原,但我依然堅持上了山,就是想先看看測區是什么樣子。坦率地說,在這次實習之前,我甚至連“測區”這樣基本的專業詞匯都缺乏感性認識。在工程正式開始之后,每個組(全站儀)都有一位老師和四位學生,老師不但要做好小組的管理工作,還要對我們及時指導。在最初幾天的新鮮感過后,每天重復而乏味的翻山越嶺的體力勞動讓很多人怨聲載道,說實話,我也是如此。但工程本身的性質又不允許工期的延后,所以不得不繼續早出晚歸。其實現在想來,也許絕大多數工作都是如此,這更多的只是從未有過的疲勞所帶來的壓力。由于各種原因,我們組很少能夠全員的上山,所以工作進度難免有了些影響,但最終也能夠正確地完成了任務,看到了自己的成果。對于測量來說,確實沒有一個人的英雄,只有做好合作——包括本小組內部和各小組之間,才能保質保量地完成任務。

在草原上,我們經歷了陽光的暴曬,帶走了黝黑的皮膚,挺過了狂風和冰雹,全部物品和人員均安然無恙。在工程的最后一天(8月7號),我病倒了。發燒和腹瀉讓我無法堅持到山上,所以只能休息。沒有善始善終,讓我很是遺憾。但就整個實習過程來說,此次外業實習的每個步驟都以了然于胸,對于書本上的知識已基本掌握,這樣來講,也就沒有太多的遺憾了。從這件事上我了解到,身體對于一個人來講是多么的重要。

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關鍵詞: GPS RTK;質量控制;地形測量;實例;分析;體會

隨著科學技術的飛速發展,GPS技術的廣泛應用,使我們的測繪工作涉及的領域進一步增加。近年來GPS RTK技術的開發,使得其在城市地形測繪中的應用越來越廣泛,其作業效率高、測量準確,是目前城市地形測量的重要工具。

1 RTK技術概述

GPS RTK技術是一種高效的定位技術,它是利用2臺以上GPS接收機同時接收衛星信號,其中一臺安置在已知坐標點上作為基準站,另一臺用來測定未知點的坐標稱為移動站,基準站根據該點的準確坐標求出其到衛星的距離改正數并將這一改正數發給移動站,移動站根據這一改正數來改正其定位結果,從而大大提高定位精度。RTK正常工作的基本條件:基準站和移動站同時接收到5顆以上GPS衛星信號;并同時接收到衛星信號和基準站發出的差分信號;基準站和移動站要連續接收GPS衛星信號和基準站發出的差分信號,即移動站遷站過程中不能關機,不能失鎖,否則RTK須重新初始化。

2 GPS RTK定位的質量控制

2.1 對坐標參數轉換的要求

GPS衛星星歷是以WGS-84大地坐標系為根據而建立的,GPSRTK使用的坐標系統是WGS-84坐標系統。

2.2 基準點選擇要求

針對RTK定位原理中的兩種信號傳播的重要性,基準點位置的選擇尤為重要,基準點滿足GPS觀測條件外,還應滿足“電磁波通視”即電磁波能從基準站通過直射、繞射和反射等傳播方式有效地到達移動站,一般規定基準站應選擇在測區中央地勢開闊或高層建筑物的樓頂上,周圍沒有無線電干擾和多路徑效應,以利于接收衛星信號和數據鏈信號。

2.3 校正點選擇要求

求參時校正點位的水平殘差和垂直殘差應小于5cm,當有大于5cm情況時應具體分析,核對已知數據,查看點位周圍環境,或用周圍已知點位代替。

2.4 點位選擇要求

選擇點位時應滿足GPS觀測要求,安排觀測時間時應排除點位幾何圖形強度因子(PDOP)值大的時間段(可以通過衛星預報的信息來查看),經分析出現粗差的時候往往是PDOP值較大的時間段,一般中午時分不易進行RTK測量,或者測量效率很低,所以要早出工,晚收工,利用良好時段進行RTK測量,不僅效率快,而且精度高。

2.5 機內精度設置要求

設置機內精度時保留一定的精度儲備,這樣可以使收斂較慢的點位觀測精度會提高。一般做控制時機內精度指標預設為點位中誤差±2.0cm,高程中誤差±2.0cm。

2.6 RTK觀測架站要求

為減少對中誤差和加快初始化收斂,要求RTK觀測架站時均置放腳架,觀測時間應不少于2min。

2.7 重復觀測

進行重復觀測來提高點位精度。一般控制點點位需獨立測兩次,兩次間重新求解整周模糊度,做兩次收斂,當雙觀測值的點位坐標差值不大于#5cm,取中數作為最終成果。

2.8 解決盲點

如果導致盲點主要原因是數據鏈信號接收問題,首先可提高基準站和流動站天線的架設高度,流動站天線可采用長垂準桿架設以保證成果精度。若不行再考慮搬站;如果盲點地區致盲的主要原因是接收衛星狀況不良,則應該在盲點周圍加測根控制點,以便用全站儀補測。

2.9 加強觀測中的校核

通常有以下幾種校核方法:

(1)已知點檢核比較法:即在布測控制網時用靜態GPS或全站儀多測出一些控制點,然后用RTK測出這些控制點的坐標進行比較檢核。發現問題即采取措施改正。

(2)重測比較法:每次初始化成功后,先重測1~2個已測過的RTK點或高精度控制點,確認無誤后才進行RTK測量。

這兩種方法比較常用,一般情況下規定校核差應不大于±5cm。

3 應用實例

某工業園區須對地形進行修測,園區面積15km2,地勢較為平坦,植被覆蓋率高,區內少高層建筑,有水泥路貫通全區,交通便利。

(1)平面控制資料:由國土局測繪隊提供一等GPS控制點A點、B點,一級導線點N426、N425,其成果可作為測區平面起始依據。其中GPS、A點位于測區南部,GPS、B點位于測區北部,一級導線點N426、N425位于測區西北部。

(2)高程控制資料:由國土局測繪隊提供的高程,一級導線點N425、N426,標志均完好,其成果可作為測區高程起始依據。

(3)地形圖:省測繪局1994年測量的1:1000地形圖,可作為測區首級控制網設計、選點、作業計劃的基礎圖件。

4 外業施測

外業人員在基準站架好儀器即可開始測量了,測量人員背著儀器到每個界址上立桿并記錄數據,一般取3s作為一個記錄單元,數據平滑采集后取平均值,在記錄數據時要求測量人員立點要準確,盡量穩住對中桿,同時畫出草圖,以便內業整圖時提供參考。

4.1 作業方法及步驟

(1)選擇好坐標系:采用1954年北京坐標系。

(2)設置好投影參數:中央子午線為117°,X常數用0,Y常數用500000,投影尺度比用1。

(3)設置基準站,基站設在非已知點上,我們選取向陽東邊的4層樓樓頂,待基站架設完畢,并已開始單點定位,輸入基準站坐標時,按讀取鍵獲取單點定位坐標作為基準站坐標。分別到測區的兩個已知一級GPS控制點A點、B點上進入碎部點測量,在手簿分別存儲到點名A1和A2。

(4)進入“求轉換參數”,取出A1、A2坐標,在測量手簿上轉換參數計算完畢,并自動存儲到“轉換參數”中,查看轉換參數。

(5)到N425、N426上進行測量,核對是否與已知坐標一致。殘差列表如表1所示。

表1殘差一覽表

經檢核可知,轉換參數的可信度較高,可以依據該參數進行地形測量。

4.2 內業處理

外業測量存儲的rec文件是專用的數據庫文件,不可直接用來給成圖軟件調用,用“測點成果輸出”功能可以把rec文件轉換為CAD中所需的dat格式。轉換后導入CAD軟件中,結合外業的草圖,從而快速地完成數字化內業成圖工作。

5 分析以及體會

本次工程分四塊測圖區域,分別由兩臺全站儀和兩臺RTK移動站進行測量。下面是此工程進行之中的一些體會:

(1)本工程的導線網由RTK測量,由于不是同一天所做,出現了非一天所做的導線點用全站儀進行定向時,誤差相對較大的狀況。所以我們在布設基準站時,一定要排在同一點上,對中整平一定要保證。

(2)RTK在進行測圖時會出現基準站和移動站之間通訊中斷的問題。出現這種問題的可能性有幾種,如基準站電池用盡、基準站和移動站的數據傳輸出現問題、移動站所處位置信號較差、測量時間段測區衛星信號較差等等。除去不可抗拒因素以外,我們都應該找出原因,并解決問題。

(3)RTK用來做地形測量,也有其比較適宜的范圍、地理條件。在城區范圍內由于有高樓阻擋,RTK的衛星信號接收會出現較大問題,經常不能得出固定解,所測出的點的精度也不能完全保證,而在山地等較為空曠的地區用RTK進行測量則能夠充分體現其定位精度高、速度快、無須通視、無誤差累積等傳統測量儀器無法比擬的優勢。

(4)流動站利用同一基準站信息可各自獨立開展工作,實時提供測點三維坐標,現場及時對觀測質量進行檢查,避免外業出現返工。GPS測量可以極大地降低勞動作業強度,減少野外砍伐工作量,提高作業效率。一般GPS測量作業效率為常規測量方法的3倍以上。

6 結束語

實踐證明,在大面積開闊地區,通過RTK技術進行地形測量有巨大的優勢,使得地形測量這項工程變得簡單,同時也提高了測量精度。但在障礙物遮擋嚴重的地區如部分陡峭峽谷,河道等區域不能完全取代傳統測量方法,必須結合傳統方法。但隨著RTK技術的不斷發展,RTK技術將會不斷克服各種技術難題,其應用前景將更加廣闊。

參考文獻

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【關鍵詞】RTK測量技術;實際地形測量;特點;意義;應用

隨著GPS技術的發展,在實際地形測量中,GPS技術已成為建立平面控制網的一種標準測量方式。GPS不僅能夠達到1:1000平面控制測量的點位精度要求,而且誤差分布均勻,不存在誤差積累問題,完全可以滿足大比例尺控制測量的需要。

RTK是實時動態測量系統的英文簡稱,這是一個數據傳輸技術和GPS測量技術的有機結合,也是對于GPS測量技術里的一個新突破。以下就RTK測量技術在實際地形測量中的應用進行了分析。

一.RTK測量技術的概述

RTK測量技術對于測量的精確度非常高,目前的RTK精度大多能到達如下精度:水平1cm+1ppm,垂直2cm+1ppm。是目前地形測量里的主要應用的技術。RTK圖根點測量流動站觀測時應采用三腳架對中、整平,每次觀測歷元數應大于20個,采樣間隔2~5秒,各次測量的平面坐標較差應不大于4cm,大地高較差應不大于4cm,并取各次測量的平面坐標中數和大地高中數做為最終結果。RTK圖根點測量平面坐標轉換差不應大于圖上0.07mm,高程擬合殘差不應大于1/12基本等高距。RTK圖根點測量平面測量各次測量點位較差不應大于圖上0.1mm,高程測量各次測量高程差不應大于1/10基本等高距。

一般的靜態測量過程中,通過對于數據進行處理后,對不同的坐標系才能進行相應的轉換,因而這個過程相對來說非常繁瑣。利用RTK技術來進行測量的話,則只要通過一定的坐標系進行預先的建立,并且得出高程測量和地方平面坐標系在該坐標系的值和換算參數的計算,就可以對于上述兩個進行直接的測量。在建立了平面坐標的轉換關系后,對于周邊高等級已知點也能因此測量出其值。

二、RTK在地形測量中的意義

GPS技術的大力發展,對于區域和城市的地形測量來說,該技術已經成為建立平面控制網測量方式的標準,不單只是高等級的加密網和首級網,連航空攝影和圖根點的像控點的測量和測定,都能通過對于GPS技術的采用來實現,并且達到的效果不論是效率和精度都能大大提高,但是仍然還是通過采用全站儀來對于碎部進行測量。伴隨著GPS RTK技術應用的普及和廣泛,對于地形測量里通常的碎部測量和控制測量都得以舍棄。在條件比較差的RTK接收條件之下,方才采用全站儀來進行配合測量。

RTK技術一般僅需要一人背儀器直接在測區進行碎部點的采集,因而在操作上非常簡單,同時還具有用工時間短、靈活采點和工作效率高等特點。就算對于碎部點的點位精度顯示出來,也能非常容易令工作人員作出舍棄還是保留數據的正確選擇,在數據采集后非常方便對于室內進行處理,通過專業的軟件接口就可以傳輸到計算機里并且進行相應的地形圖的編輯和制作等,工作效率得以大力提升。采用RTK的技術,對于地形測量的各種專題圖都可以進行施測,在具體的測量中能夠有著非常實際的應用價值。

三、RTK測量技術在實際地形測量中的應用

在地形測量中,RTK測量技術受到相關專業人員的認可。以下就RTK在實際地形的測量中的應用進行分析應用。

1、測量碎部點的方式。對碎部點的測量,手持安置流動站天線的對中桿在碎部點上即可。工作人員手持的天線要與桿在碎部點進行對準。通常情況下,選擇在空曠的地方得出的測量速度會更快,固定和完成采集一個點的工作時間通常只需要幾秒鐘。對于地形特征點進行RTK的直接測量, RTK采集的數據轉換為數字成圖軟件以后,坐標點就是所有的測量點,需要在采集時把最基本的草圖完成并做好記錄,同時還要把觀測到的數據轉換成相應位置的點位,用符號或線型來進行地形圖的繪制。通過RTK的方式對于地形點和地物進行直接的測量,在開闊的地方更能體現出其巨大的優越性,在狹窄的地方也會存在相對的局限性。因為在狹窄的地方,對于建筑物屋角坐標就難以測量,在茂密樹林和高低起伏的山區RTK的數據傳輸受到的干擾更大,需要更長時間的等待,從而對于作業的速度和精度產生極嚴重的影響。在這樣的地區進行測量作業時,就需要通過在開闊地區進行RTK技術測量,再在碎部點坐標采集時使用全站儀的方式相結合,從而保證圖形成品的效率和品質。

2、圖根控制測量。在實際地形測量方面,一般的控制測量主要有三角測量、導線測量等,這些測量方式都需要在測站之間相互通視。這樣的測量技術浪費時間和費用,同時他的精度也不是很準確,在外業測量中不可能知道測量成果的精度。一些靜態、快速靜態定位測量雖然無需測站之間通視,但在點多邊短加密網測量中,太過麻煩,效率低。而采用了RTK技術進行圖根控制測量,既可以實時知道定位結果,又可知道定位精度,可大大提高作業效率。對于《城市測量規范》規定2:圖根點的精度,相對于鄰近的等級控制點的點位中誤差,不應大于圖上0.1mm,高程中誤差不應大于測圖基本等高距的1/10。就1:500地形圖而言,圖根點的點位中誤差限差為5cm,高程中誤差限差也為5cm。從RTK精度分析可以看出,在15km測程范圍內RTK的測量精度是可以滿足這一要求的。也就是說,RTK的測量精度對于一般圖根控制測量的精度是是非常的夠用的,也是很適合一些地形測量的。

3、定位精度和檢查的可靠性。對于地形測量中應當引起重視的中心因素,就是對其自身測量的精確程度的高低。一般的情況下,有下列體現檢核方法的標準程度:(1) 對于幾個坐標點要進行固定,從而加大比較力度。在RTK點存在的情況下,對于已有的RTK點的坐標的重新測量就要進行相關的比較;如若沒有這個情況,則需要對于儀器進行重新設置,再通過已測RTK點進行重測并且進行比較,同時輔助以全站儀來對于各個測點之間的高差和距離進行有效的測量,并且通過高差的比較差和對于距離進行反算等方式,來對于檢核成果的精確程度進行反復核算。(2)對于部分控制點的坐標,要通過RTK的技術方式進行相關的測量。把已知坐標作為參照物來和它進行相應的比較和檢核。在檢核檢測的過程中,發現問題和弊端就能及時而有效的找出,并且通過正確的措施來加以修改和更正。在反復進行這樣的檢核檢測之后,這樣的技術方法一定能因為實踐的多次考驗,得到更多相關技術和操作人員的認可。在通過驗證之后,這樣的方法也一定相對可靠,從而可以在實際操作應用中,特別是在這樣的技術條件情況下進行大量廣泛而深入的應用,最終為RTK技術在地形測量中的應用呈現出更多的優勢所在。

結束語

RTK測量技術,是目前一個在地形測量中精確度和效率都比較高的技術,也是當前在地形測量里主要應用到的技術。大量的研究和實踐均表明:RTK的測圖精度與《規范》的要求很相符合,該技術是人們在測量方面比較認可的一種測量技術。

參考文獻:

[1]徐萬祥 ,柴本紅 ,侯永平 .RTK測量高程精度探討[J].地礦測繪,2009,(2).

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關鍵詞:作用;特點;區別GPS技術

1 水下地形測量的具體作用

(1)很多大壩在泄洪的過程中會因大壩溢流壩段下游沖刷形成大型的沖刷坑,所以必須對沖刷坑的深度和淤泥厚度進行監測。(2)大壩在建成后會攔截很多淤積物、垃圾、野生植物,這就會對大壩上游造成影響,從而導致大壩運行受到干擾,所以要對大壩上游的淤積變化進行監測。(3)大壩下游的橋梁在泄洪過程中會受到水流沖刷,這樣就會影響到水下橋墩的結構安全,所以必須采取措施對橋墩的水下結構進行監控,并及時補救。

2 水下地形測量的特點

2.1 水下地形的完全不可預見性

隨著水流的沖刷,水下地形結構往往是千變萬化的,所以在測量的過程中不能忽略每一個測點。在測量過程中會因為水流的流動方向造成測量重復和遺漏的現象,所在測量前必須根據比例尺的要求在水下的每個地形點制定好斷面方向,并進行均勻布測。如果不能對斷面進行布測時可以使用散點法,但要保證比例尺的設定間距。

2.2 常用的水下地形測量方法與同步性

水下地形測量我們經常會用到斷面索定位法、交會法、極坐標法、無線電定位法、GPS定位等方法,下面我就針對這些測量方法進行分析。(1)斷面索定位法:這種方法比較適用于1:500比例尺水下地形圖。當水面的測量面較窄、測深點的密度大時,其他的測量方法是不能滿足的,所以當水下地形圖確定為1:500時多采用此方法。(2)交會法:和陸地測量一樣。水下地形測量也分為前方交會法和后方交會法。(3)極坐標法:這種測量方法需要使用經緯儀在水面配合,如果測量水面較小、無風浪可以使用這種方法。(4)無線電定位法:多用于大江河和海洋的測深定位,目前中種方法是測距精度最高、操作最為方便的方法,同時它受視線和氣候的影響最小。(5)GPS定位:這是我們在本文重點討論的測量方法。

2.3 水下地形點的高程計算公式

陸地測量中可以對地形進行直接的測定,但是在進行水下地形測量時要將水面高程進行刨除,這就形成了以下公式:

H=W-d(H:圖上高程 W:相應水位 d:水深)

通過這個公式也反映出水下的地形高程是由水位高程和水深兩個部分組成的。

2.4 水下地形測量的同步性

在進行水下地形測量的過程中,水深和水下平面位置是分別進行的,但是由于水流影響水下的地形在不斷變化,所以在測量中必須保證水位、水深、水底位置要處于同一時間段,以提高水下測量的精確性。水下地形測量的組要內容包括水下地形平面位置、水深、水位變化。所以保證三者的同步性是提高測量數據精度最有效的辦法。

3 水下地形測量的GPS方法

3.1 水下地形測量方法

(1)光學地形測量方法:光學定位法,即光學經緯儀配合測深儀定位法。由于測量時受到通視條件、能見度、氣候、測站條件等限制,造成觀測精度變低,且同時要進行水位測量,則無法保證水下測量作業的精確度。(2)利用GPS技術在進行水下地形測量的過程中,通常利用一臺固定接收機校準已知的坐標點,在利用一臺可移動接收機作為運動載體。在操作中利用衛星進行觀測,這樣使測量精度和速度都得到保證,確保測量作業的全天候。

3.2 GPS具體實施的常用方法和步驟

(1)基準站、流動站組合的動態實時定位(RTK)測量模式。此種模式下的測量精度最高,平面位置精度可達到分米至厘米級,基準站與流動站間的距離一般設置為5km左右,由于電臺功率以及遮擋情況的存在,影響數據傳輸,使得一些測點還是會出現盲區,造成數據中斷。(2)基準站、流動站組合的偽距差分實時定位測量模式。此種模式使用單頻GPS接收機,平面位置精度一般為1m左右,可滿足1:10000比例尺水下地形圖的精度要求,基準站與流動站間的距離一般為10km左右,但同樣由于電臺功率以及周邊遮擋的情況,在一些測點處一樣會出現盲區,影響數據傳輸的連續性,造成數據采集的中斷。(3)由流動站與永久性運行的跟蹤站相連接的偽距差分后處理測量模式。此種模式下的測量精度與第二種方案精度相當,由于采用后處理方式,可得流動站在測量過程中每一觀測歷元的高精度坐標,不需要在流動站與基準站之間建立數據傳輸,流動站亦不受電臺功率及周邊遮擋的影響,不會出現盲區,保證了測量數據的完整性和精確性。

3.3 RTK技術的應用

RTK技術就是使用GPS進行相位差分。在GPS測量中通常以載波相法作為基礎數據,對實際地形進行GPS測量。在測量過程中使用叫實際數據和測量結果相互結合,構成了實際地形的基礎數據,首先將基準站架設在一個已知控制點上,然后再使用其它的移動測站連接衛星,最為通信傳輸系統,移動測站通過衛星進行接收和發送數據。當一段地形進行測量后,就將測回內所有的測設點數據進行保存,并通過計算機進行數據分析,得出測設點的數據。

3.4 水下粗差高程點的探測方法

水下地形測量是一種動態測量效益,這與陸地上測量時截然不同的,在水下測量數據受水和大氣的雙重影響,尤其是水流、水的質量、水下運動體等因素的干擾都要遠遠強于陸地測量。所以水下測量所得的數據比陸地測量所得的數據更加容易受到干擾造成較大偏差。所以在進行水深值測定時通常應用電能轉化器將電能向水底發射,水底反彈的回波又會通過轉化器變成電能。通過軟件的數據處理和分析后形成完整的數據顯示出來。

4 水下地形圖的繪制

水下地形圖的繪制是通過軟件根據時間和測量間隔而進行的。依據北京坐標系換算出大壩坐標系,采用大壩自身坐標系統,以大壩中軸線為X軸,壩左為正、壩右為負,垂直于壩軸線且相交于壩左、壩右分界點的直線為Y軸,下游為正、上游為負,高程使用黃海基準。最后根據計算機記錄的定位數據、水深數據、水位數據,通過數據的加載,將測量數據轉化成CAD文件,并且根據需要繪制出各種不同的水下地形圖。

5 現行技術面臨的問題

5.1 水下地形測量技術的優勢

通過本文的分析,我們得知水下地形測量技術的應用已經十分成熟,尤其在數據采集和成圖技術中已經能達到監控需要,其優點如下:(1)通過GPS技術,我們可以應用相應軟件,對測量過程進行控制,并且可以同時對水下坐標值和水深情況進行相應的收集。(2)測量軟件系統可以對水深值進行自動平差,使水深值的數據變得更加精確。(3)通過GPS程序的支持,可以繪制出較精確地水下等高線地形圖。并且可以根據不同需要調整比例尺。

5.2 面臨的問題

在測量中所使用的測量軟件都是配合單一的GPS設備所使用的,這使數據的流通分析很麻煩,同時也影響了對數據的分析研究,希望在以后的工作時間中可以不斷的進行完善。

參考文獻

[1]王守彬,王新洲,劉曉東.GPS-RTK與數字測深集成技術在水下地形測量中的應用[J].測繪信息與工程,2004.

[2]楊飛,馬耀昌.GPS在水下地形測量中的應用研究[A].測繪荊楚--湖北省測繪學會2005年“索佳杯”學術論文集[C],2005.

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關鍵詞:地形測量;測繪技術;發展趨勢

地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小,并將其測繪成地形圖的理論和技術。通過測定小范圍地表高低起伏形態和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程,經相應的數據處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應地面幾何圖形相似的地形圖,為國家經濟建設提供設計與施工的圖紙資料。現代測繪技術自動化技術具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優點。測繪自動化是集數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,3S技術(GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感)及其集成技術成為測繪技術自動化技術的核心。

地形測量學是研究測繪地形圖及與其有關測繪工作的理論、方法的應用技術學科。地形測量是為城市、礦區以及各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮規劃、礦山開采設計以及各種經濟建設的需要。

地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小,并將其測繪成地形團的理論和技術。通過測定小范圍地表高低起伏形態和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程,經相應的數據處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應地面幾何圖形相似的地形圖,為國家經濟建設提供設計與施工的圖紙資料。

1、目前地形測量的測繪自動化技術

測繪自動化是集數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,3S技術(GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感)及其集成技術成為測繪技術自動化技術的核心。

1.1 GPS技術 GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統,是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統,是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。

GPS定位技術與常規地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應用廣,觀測時間短,執行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技術開始于90年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統,稱載波相位動態實時差分技術,是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優點。

1.2 GIS技術 地理信息系統(Geographical Information System-GIS)是利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間及其相關數據的計算機系統,是融地理學、測量學、幾何學、計算機科學和應用對象為一體的綜合性高新技術。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。

GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎;二是多維結構;三是標準化和數字化;四是具有豐富的信息。

地理信息系統對空間地理信息進行處理,準確采集有關的數據,并對地理空間數據和信息進行處理、管理、更新和分析,是采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術的技術系統,對現代測繪技術自動化技術的起重要支撐作用。

1.3 RS技術 遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射),經過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術。[6]遙感技術依其波譜性質,可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。

遙感信息技術已從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態分析發展到動態監測。

RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數據管理和分析的技術手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現了GIS原始地圖數據的實時更新。3S的綜合應用是一種充分利用各自的技術特點,快速準確而又經濟地為人們提供所需的有關信息的新技術,三者的緊密結合,為地形測量提供了精確的圖形和數據。[6]

2、測繪技術自動化技術的發展趨勢

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的系統、智能化,測繪技術自動化技術向著3G技術及集成技術自動化、實時化、數字化,數據庫和應用軟件的開發應用,三維可視化技術以及人工智能化發展。使測繪技術自動化技術能全方位的應用于地形測量中,提高了地形測量的效率和準確性。

2.13G技術及集成技術的進一步發展 積極普及3G技術的應用,改進3G技術中存在問題,更新3G及其集成技術測量的方法和手段,加強測量精度和準確性,使3G技術能在地形測量測繪技術領域的應用進一步擴展。

全球數字攝影測量系統在GPS、GIS、RS和3S集成技術中的應用,對數碼攝影測量和地形測量更加普及和深化,使測繪技術向電子化、自動化、數字化方向發展。

2.2 測繪軟件及數據庫的開發與更新 加強地形測量數字化測繪軟件的研發,使測繪軟件系統更加高效、靈活和功能齊全,使測繪軟件技術在地形測量中起到了相當重要的作用。

更新完善信息數據庫,將采集的測量數據轉換直接進入信息數據庫,數據管理查詢方便,數據共享,實現全球數據更新和擴展空間基礎信息系統的動態管理,實現測量數據的管理科學化、標準化、信息化,實現測繪數據的傳輸網絡化、多樣化、社會化,使測繪技術走向自動化,實時化,數字化。

2.3 人工智能和專家系統在測繪技術中的應用 隨著計算機技術的發展和測繪技術與相關學科的交叉、綜合,人工智能和專家系統在測繪技術中有著廣泛的應用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理,從事智能化的數據、圖形處理和信息管理工作,極大地提高工作效率,使測繪技術向自動化、智能化發展。

全球定位系統(GPS)、數字攝影測量系統(DPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和專家系統(ES)這5S技術的發展和相互結合,專家系統在其中發揮著重要的作用,專家系統對整個測量流程進行控制,并執行相應的推理、分析和處理工作,并可實現信息資源共享,實時動態監測診斷,提高效率和質量,是測繪技術通向實時、自動、智能測量系統的關鍵。

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關鍵詞:數字化地形測量;測繪技術;GNSS技術;攝影測繪技術

中圖分類號:P2文獻標識碼: A

一、淺析數字化地形測量與測繪技術

1.1地面數字測圖

地面數字測圖也被稱為內外業數字一體化測圖,主要是指在地面上可以直接進行數字測圖作業。它是目前使用范圍最廣的數字測圖方式,并且主要用于比例尺地圖比較大的地區或者是測繪資金投入比較大的地區。

因為是實地測量,在進行地面數字測圖時,就要借助技術手段來操作,這樣可以提高測得數字的精確度,但是這種測量方式對人力、物力和財力消耗較大。所以,在選擇這種方法測量時要加強成本控制。

1.2原圖數字化

原圖數字化測量操作起來比較簡單,工具只涉及到計算機、繪圖儀和數字化儀及數字化軟件,并且成圖周期短。如需在某地建立數字地形圖,對時間或者是在資金上都有限制,選擇此方法是最合理的。它的主要操作有兩種方式:掃描矢量化后數字化和手扶跟蹤數字化。這兩種方式都有優點和缺點,例如,手扶跟蹤數字化就比掃描矢量化后數字化的準確度和工作效率低;但掃描矢量化后數字化的精準度是由原圖設定的,在使用過程中很容易出現偏差,導致最后的測量精準度比原圖的效果差,而且最重要的是,掃描矢量化后數字化只能簡單地描繪出白紙成圖時地表上的地質和地貌。為了能夠更好的測量出數字地形圖,并且能夠把精確的坐標插入到原有的坐標中,可以通過對坐標數據進行有效調整,同樣的,要是在實體測量中增加坐標數量,測量精度也會得到進一步的改善。

1.3航測數字成圖

航測數字成圖最大的優勢在于成圖范圍廣,它采用空中攝影機在空中攝取地面影像,對外業進行判讀,在內業建立地面模擬機型并調整,并通過計算機繪圖軟件直接對模型測量。這種技術的優點在于把室外的作業轉移到了室內,操作簡單,成像速度快,精準度高,成木低,不受外界因素干擾。但這種技術也存在前期資金投入量大等缺點。

二、數字測繪技術在原圖處理中的應用

2.1旅圖數字化處理

對原有地圖建立各種GIS系統時,就要參照原始地圖,并且一定要滿足精度和比例的要求,然后使用數字化儀處理數字化工作。現在最常使用的測繪技術是GNSS數據輸入,它主要是依據GNSS工具確定地表面圖形的準確位置,因為GNSS輸入是測定三維空間位置的數字,所以不用做轉換,直接就可以輸入數據庫。此外,還有RTK技術,它是在GNSS的基礎上發展起來的,它能夠為流動站確定出三維定位。流動站在接收GNSS衛星信號時,同時也采集載波相位觀測量,然后在利用OTF技術由基準站得載波相位求解整體的模糊度,最后算出厘米級精準度流動站的位置。采用這種測量技術只依靠數量基準就能夠方便快速地確定出控制點、地形點和地界點的詳細坐標,在野外中還能自動繪制成電子地圖。

2.2 MAPCAD軟件的數字化原圖作業流程

因為 MAPCAD軟件掃描矢量化輸入方法具有繪制圖像清晰、邏輯方便、容易轉換等優點,但在地形圖的精準度上對人工跟蹤的準確度和輸出設備的精準度有嚴格的要求。工作人員實踐操作是否熟練和工作態度是否認真,對人工跟蹤精準度起到決定性作用。因此,要在工作人員技能培訓上加大力度,嚴格要求作業人員按照矢量化方案設計工作,以確定圖件的精準度和質量在國家規范的數字化測圖要求內。

三、GNSS測量技術在數字化地形測量中的應用

因為數字化地形測量的工作內容比較復雜,所以在精準度上和技術上都要有相當高的標準。而GNSS定位技術就是把幾何和物理學科相結合,使用GNSS系統空間分布的衛星與地面接收裝置實現對物體的多角度定位。目前,GNSS測繪技術中的定位技術主要有:實時動態和靜態相對定位兩種模式。對于GNSS接收機的安裝使用必須要同時接收4顆以上的衛星,才能進行三維定位。而實時厘米級定位精準度,要求同時能夠接收5顆甚至是更多的衛星。在理想的情況中,由于GNSS系統中有24顆衛星環繞地球運動并且在一般的情況下水平角要在10度以上,都可以觀測到7顆衛星。假如附近有假山或者是大型建筑物遮擋的話,所能看到的衛星就會減少,接收機會也很難定位,所以要利用慣性導航技術。

GNSS技術在數字化地形測量中的應用特點包括:①測量范圍寬。GNSS技術在測量范圍上沒有限制,它可以按照需要設置控制網,簡化加密級別,間接地除去聯測過渡點。②測量精度高。隨著現代化技術不斷地更新換代,GNSS技術也在逐漸地走向成熟。目前,生產性作業精度可建立起比常規測量準確度更高的控制網。③在實際應用中,每一個聯測點之間不要求通視。④觀測自動化程度較高。因為外業用電扭操作,內業用電子計算機處理數據,所以作業時間會大大的縮短,效率也會明顯的提高。⑤ GNSS技術測出的成果可以得出三維地心坐標,常常用來測量規定中的平面坐標和高程系統分離情況,主要用在宇航科學等空間科學應用。⑥GNSS技術控制網布置完成后,可以24小時進行觀測,并且也可以在天氣比較惡劣的情況下作業。

四、數字化地形中的數字攝影測繪技術的應用

數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理,應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法而進行的。就攝影測量本身而言,從信息科學和計算機視覺科學的角度來看,它是利用影像來重建三維表面模型的科學與技術,也就是在“室內”重建地形的三維表面模型,然后在模型上進行測繪,從本質上來說,它與原來的攝影測量沒有區別。因而,在數字攝影測量系統中,整個的生產流程與作業方式,和傳統的攝影測量差別似乎不大,但是它給傳統的攝影測量帶來了重大的變革。

目前通過在空中利用數字攝影機所獲得的數字影像,內業使用專門的航測軟件處理,進行的航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法。該方法的特點是可將大量的外業測量工作移到室內完成,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節的限制等優點。特別適合于城市密集地區的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大,如果一個測區較小,它的成本就顯得較高。但可以說是今后數字測圖的一個重要發展方向,未來社會要求的是可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。并且隨著全數字攝影工作站的出現,加上GNSS技術在攝影測量中的應用,使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。

結束語

隨著計算機和網絡技術的發展,數字化地形測量儀器也在逐漸地往智能化方向發展,從傳統的大平板測繪技術到GNSS測繪技術的取代,這是時代技術的進步,也是數字化地形測量的逐漸發展和進一步完善。這樣,測繪技術就會朝著自動化、實時化、網絡化方向發展,讓地形測量更快速、簡單、精確。

參考文獻:

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[4]寧津生,王正濤.面向信息化時代的測繪科學技術新發展[J].測繪科學,2010 (9) .

[5]陳然.數字化水下地形測量技術應用研究[J].云南:昆明理工大學出版社,2009(10).

篇9

關鍵詞:水下地形測量;GPS-RTK技術;方法選用;技術分析

Abstract: this paper briefly introduces the measuring the content of the underwater topography roughly, then plane positioning and facade methods of determining the depth location for full explanation, compared to the two aspects of between the advantages and disadvantages of various methods, the selection of specific circumstances, at last, the paper introduces the current situation of the application of advanced technology.

Keywords: underwater topography measurement; GPS-RTK technology; Chosen methods; Technical analysis

中圖分類號:[TU198+.1] 文獻標識碼:A 文章編號:

引言

隨著我國經濟的迅猛發展,水利水電事業的高速前進,水下地形的測量和繪圖工作挑戰越來越多,必須全面了解水下測量比較使用的方法,繼而根據具體工程情況科學合理運用,這樣才能在實際工作中創造最大化的經濟效益和社會效益。目前我國水下地形測量存在著部門難題亟待解決,包括水下地形的測量數據處理方法及繪圖過程現代化程度較低、地形測量缺乏工作效率且方法較多較雜沒有形成體系,本文總結了相關內容以尋找解決方法。

水下地形測量概述

常規情況下的水下地形測量主要包括三方面工作內容,即:平面定位、深度位置測定和水位的觀測。第一步工作內容是沿著河道兩岸按照一定密度的設計要求建立控制點體系,根據測深的精度要求、瞬時的可能水位差和水位變化模型對測定的影響,確定數量來布設水位站,保證水位站密度滿足所需要控制的范圍內部內插之后水位的精度要求。第二步運用現代導航軟件和GPS等硬件設施進行測深船定位,指揮測深船航行于指定的測量斷面中,定時采集導航軟件和測深系統所采集的觀測數據。最后對所采集的數據進行處理,將實測坐標轉換至工程實用坐標、修正測定的聲速和水位變化值、改正時間同步情況,然后形成實用的地形圖。

平面定位方法

按照規范的相關規定要求,水下地形的平面定位誤差必須控制在1.5mm范圍,對于平坦的底質可以適當放寬到2.0mm范圍內。為了滿足定位的精度要求,需要全面的了解常用的幾種平面定位方法,按照不同測區范圍、深度和流速等情況及測圖比例尺寸要求,結合現有技術能力和儀器設備情況,最終加以科學選擇。

3.1 前方交會法

該方法適用性較為廣泛,對于任何水域水下地形的位置測定都能夠進行,在經緯儀方向交會方法和大平板儀方向交會方法中應用較多。經緯儀方向交會方法通過觀測方向值來換算解析坐標展點,繼而完成繪圖,大平板儀方向交會方法則是使用左右兩個站點同時集中照準測船標志點,兩個站點一個完成測圖板另一個完成透明紙繪圖,最后內業操作完成控制點定位,圖解完成繪圖。相比較而言,前者可以避免圖解的誤差,具有更高的精度,但是對內外業人員要求默契的配合,需要較高實測經驗的繪圖人員完成。進行前方交會法測定平面位置的時候,常常遇到水域面積較大導致交會方向的長度超越規范規定測區的情況,此時就需要使用三臺儀器進行立體交會,下圖1即為三個測試點誤差分析,圖中還展示了同側不遠定位點的測量精度較遠離控制區域定位點的精度高。下圖2為某河道兩岸通過對稱的四測站組合式交會點,其可以依據交會角度優劣情況,適當的選取不同的雙組交會方向值最終定位。

圖1 三個測試點進行前方交會法誤差分析 圖2 四測站組合式交會點平面位置測定

3.2 六分儀后方交會法

該方法較多的應用在施測范圍寬廣的水域中,兩個觀測人員各自手持六分儀站在測船上同步測定角度,再由船上的繪圖人員使用三桿分度儀來進行圖解定位。該方法操作簡單、適用性強,但是因為六分儀和三桿分度儀都存在偏心誤差不可避免的劣勢,精度不夠高,在1:5000及以下小比例尺寸水下地形測量應用中效果較好。

立面深度位置測定方法

進行平面定位的同時需要進行里面的深度位置同步測定,這樣才能準確的描述水下地形實際情況和各要素特點。現有規范沒有以定值形式規范深度測定誤差,其為根據具體的使用方法、感潮水域情況和實際測深情況以設置特定精度的要求。

4.1 回聲測深儀深度測定

水深測量的區域面積較大的情況下,回聲測探儀可以充分發揮其快捷、方便的優勢,精度能夠達到實際水深0.5%至1%范圍內,對于一般的建設生產要求足夠滿足,但是其容易受到漂浮物及水生植物的干擾,必須先行解決障礙物,常常采用繩測或者桿測配合來完成。通過適當的側前和側后比測及相關的修正手段,可以大大的提高回聲測深儀完成的測深精度。首先當水位的變化高于0.1m的情況下要對水位的修正,先進行不同時間不同水位的分級過程線水位測定,接著插曲改正深度數值修正水位。其次是對測量船運動吃水情況的修正,船速及船動對水深測定影響較大,進行修正值保證可以實現實際工作測量的精度要求。最后還需要對測船傾斜的誤差進行修正,采取現代化的先進方法予以缺陷彌補。

4.2 測桿測定深度位置

直接將標有分劃尺寸的測桿插到水下進行水深的測深方法較為傳統,在淺于5m的水域測定較為適用,此外還要求水流速度小于1m/s。由于勞動量太大且受到測桿桿長限制,該方法更多的是配合其他測深方法,以發揮其淺水區域較高的精度特點,尤其是2m深度水域范圍內桿測是目前水下地形最有效最精確的測量方法。

多方法綜合結合現狀

5.1 測深儀結合全站儀水下測深操作

使用全站儀來跟蹤水深測量點坐標位置,將棱鏡始終保持在測深儀的換能器常量上,測深儀測定換能器到水深點高差,棱鏡進行測深點位置二次確認,繼而計算高程,最后采用坐標展點發來實現水下地形測量繪圖,這就是完整的測深儀同全站儀結合測深的操作流程。該方法適用性好,測船逆行或者順行都能保證測深精度,另一方面該方法不設置過多的組水尺,避免了中間誤差,另外由于換能器處于水下位置,不會受到水面波動等影響。

5.2 測深儀結合GPS-RTK技術測深操作

GPS-RTK技術應用下的測深儀操作首先要合理選擇差分參考站,將該站點三維數據輸入系統,由系統實時解算流動站三維坐標,繼而同步的記錄測深儀觀測數據,完成水下高程值測定,后期采用成圖軟件進行內業處理,完成繪圖。該方法將RTK數字天線結合進測深儀測量系統之中,簡化了操作的步驟,實現了水下高程測量獨立操作過程,而且作業的條件要求較低,定位測量精度較高,從而保證了作業的效率,實現了水下地形測量的經濟效益和精度要求。

6. 結語

水下地形測量方法多種多樣,各自有著獨特地優點的同時也都存在不足,必須結合實際工程需要進行方法選擇。除了外業測量方面的方法需要綜合考慮以外,現在的水下測量軟件也存在操作不方便、數據不互通和分析缺乏科學研究等缺陷,需要投入大量的科研工作。

參考文獻:

[1] 何府祥.淺析幾種常用的水下地形測量方法[J].中國設備工程,2005,(6):20-22.

篇10

【關鍵詞】數字化;GPS 技術;地形測量;測量相關技術

1、引言

隨著市政規劃和工程建設的需要,地形測量的重要性日益提高,并受到了廣泛的關注和重視,近兩年來相關測繪技術的發展并先后應用于地形測量也為地形測量的準確性和科學性提供了保障,在此基礎上開展GPS技術數字化地形測量應用研究對地形測量有著重要的意義。

2、GPS技術

GPS系統包括3大部分:空間部分-GPS衛星星座;地面控制部分-地面監控系統;用戶設備部分-GPS信號接收機。空間衛星系統由均勻分布在地球6個軌道平面上的24顆高軌道工作衛星構成,衛星每2小時沿近圓形軌道繞地球一周,由星載高精度原子鐘控制無線電發射機在“低噪聲窗口”四周發射L1、L2兩種載波,向全球的用戶接收系統連續地播發GPS導航信號。地面監控系統由均勻分布在美國本土和三大洋的美軍基地上的5個監測站、1個主控站和3個注入站構成。該系統的功能是:監控站用GPS接收系統測量每顆衛星的偽距和距離差,采集氣象數據,并將觀測數據傳送給主控點。主控站接收各監測站的GPS衛星觀測數據、衛星工作狀態數據、各監測站和注入自身的工作狀態數據,及時編算每顆衛星的導航電文并傳送給注入站;控制和協調監測站間,注入時間的工作,檢驗注入衛星的導航電文是否正確以及衛星是否將導航電文發給了GPS用戶系統;診斷衛星工作狀態,改變偏離軌道的衛星位置及姿態,調整備用衛星取代失效衛星。注入站接受主控站送達的各衛星導航電文并將之注入飛越其上空的每顆衛星用戶接收系統主要由以無線電傳感和計算機技術支撐的GPS衛星接收機和GPS數據處理軟件構成。

3、數字化地形測量的組織

數字化地形測量是工程施工與規劃的基礎,同時由于數字化地形測量需要較高的準確性和精確性,因而需要良好的組織。具體來說主要包括:

3.1測量工序

地形測量的工序主要分為兩個環節:一是控制測量與計算機輔助平差計算;二是碎部數據采集與軟件編圖成圖。兩個環節間以數據傳輸為紐帶,即可平行施工又可順序施工,與傳統地形測量相比,減少了大量的中間生產環節。

3.2測量方案

數字化地形測量項目的作業方案根據儀器設備條件確定,儀器設備條件不同,作業方案變化各異,一般可選用靜態GPS網作基本控制,導線動態作加密控制,支導線補充測站點,全站儀動態碎部數據采集,進而計算機軟件機助成圖的作業方案。一定條件下,大比例尺數字化地形測量可以一次性全面布網至測站點,并且可以直接先測圖而不受先控制后測圖逐級加密等測量原則的約束。

3.3測量方法

在生產工序上,數字化地形測量不一定要遵守先控制、后測圖的原則,控制測量、碎部測圖可以同時進行,甚至可以是先測圖后控制,只是后者需將碎部成圖以控制點為基準借助成圖軟件進行測站糾正。在控制點點之記的制作上,數字化地形測量不一定要將其作為一個專門工作來進行,可依據最終成圖編繪點之記碎部測圖在數字化地形測量中只是一個數據采集的過程成圖大量的工作已從外業轉移到了內業,目前,碎部成圖作業方法較多,因人而異。

4、數字化地形測繪過程中的常見問題

4.1 等高線處理不當

由于數字化地形測繪軟件中的等高線一般都是根據野外采集的地貌點的高程,采用等值內插法,按基本等高距插繪等值點連成曲線,再按不同的圓滑方法進行圓滑而生成的。在地形測量中,并不是野外采集的所有地貌點之間都能進行等高線內插的,也就是說靠全自動建立的數字地面模型(DTM)有可能失真,因而需要進行必要的人工干預,刪除自動組網中那些不能內插等高線的三角邊,而要做好這一點,就要靠繪圖人員的技術和經驗。比如:溝或坎上的點就不能與遠離其坡下的點插繪等高線,否則可能會使生成的等高線懸空或穿入地下,使局部地形面目全非。再如等高線不能穿過道路和建(構)筑物,有的需在建立 DTM 模型時就充分考慮,有些應在繪制好等高線后進行局部修剪或刪除。如果上述工作不到位,數字地形圖是很難真實反映實際地形的。

4.2 野外數據采集不準確、不全面

(1)地形變化處地形點不全面,坎(溝)上有點,下面無點或少點,這造成繪制的等高線可能失真,從而難以準確反映實際地形。

(2)有些線狀地物如小溝(特別是暗溝)、電力線、電訊線(或電纜)、各種管線在圖內應有始有終,而拾取地形點時往往易忽略,這主要與繪圖人員的技術與責任有關。

(3)野外草圖繪制不全、不細。野外繪制草圖人員是現場跑路最多而且最忙的,技術要求高,雖然是草圖,也應按正規圖來繪,因為它是最后成圖能否滿足規范要求的重要依據之一。尤其是地物、地貌的連線關系應與實地一致,測點順序不能顛倒和記錯。同時,現場繪制草圖人員還得記清跑尺員省去而圖上需要表示的地物的相關位置,都應準確量取并在草圖中標注清楚。如果工作不細心,這些都易忽略,造成地形地物不清、不全。

4.3 自檢工作不利

相對于常規測圖而言,在圖紙審核中,數字化成圖的過程發現的缺陷要多一些。除了上述問題外,主要是繪圖人員的自檢工作需加強。如注記或植被符號壓線和覆蓋地物的現象以及坎(溝)上的高程注于坎下或下面的高程注在上面的現象。還有圖式符號使用不正確等,這種現象只要經過仔細自檢,應可以避免,而這些問題都與制圖人員的責任心有關。

5、GPS技術在數字化地形測量相關技術中的應用

5.1GPS技術在數字化地形測量中的應用

5.1.1常規測量方法的缺陷

測量范圍不廣。一般性的借助人力或一般機械進行測量的方法,由于其技術含量有限,操作起來不僅耗費人力、物力,而且測量范圍有限。搜集到的用于路線測量控制的起算點間一般很難保證為同一測量系統,國測、軍測、城市控制點往往混雜一起,這就存在系統間的兼容性問題,假如用不兼容的起算點,勢必影響測量質量。

5.1.2國家大地點破壞嚴重,影響測量作業

由于國家基礎控制點,大多為20世紀五六十年代完成,經過30多年,有些點由于經濟建設的需要被破壞,有些點則由于人們缺乏知識遭人為破壞。在這些地區進行路線測量作業,往往在50km以上均找不到導線的聯測點。這樣路線控制測量的質量得不到保證。

地面通視困難往往影響常規測量的實施。一般地形的控制點要求布設300m范圍內。但由于通視的原因,這一條件難以滿足,甚至在大范圍密林、密灌及青紗帳地區,根本無法實施常規控制測量。

5.2相對于常規的測量方法來講,GPS測量有以下特點:

5.2.1測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點,使得選點更加靈活方便。但測站上空必須開闊,以使接收GPS衛星信號不受干擾。

5.2.2定位精度高。一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1ppm,而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm,GPS測量精度與紅外儀相當,但隨著距離的增長,GPS測量優越性愈加突出。大量實驗證明,在小于50公里的基線上,其相對定位精度可達12×10-6,而在100~500公里的基線上可達10-6~10-7。

5.2.3觀測時間短。觀測時間短采用GPS布設控制網時每個測站上的觀測時間一般在30~40min左右,采用快速靜態定位方法,觀測時間更短。例如使用Timble4800GPS接收機的RTK法可在5s以內求得測點坐標。

5.2.4提供三維坐標。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時,可以精確測定觀測站的大地高程。

5.2.5操作簡便。GPS測量的自動化程度很高。目前GPS接收機已趨小型化和操作傻瓜化,觀測人員只需將天線對中、整平,量取天線高打開電源即可進行自動觀測,利用數據處理軟件對數據進行處理即求得測點三維坐標。而其它觀測工作如衛星的捕獲,跟蹤觀測等均由儀器自動完成。

5.2.6全天候作業。GPS觀測可在任何地點,任何時間連續地進行,一般不受天氣狀況的影響。

5.3 GPS用于數字化地形測量的特點測量范圍廣

GPS技術由于由高策低,測量范圍可以很大。可按需布設控制網,簡化加密級別,省去聯測過渡點。測量精度高。隨著GPS技術的日益成熟和快速發展,現今,生產性作業精度可達1~Z10-6mm,國外可達零點幾10-6mm,可建立比常規測量精度更高的控制網。各個聯測點之間不要求通視,不必建造高規標。

觀測自動化程度高。外業用電紐操作,內業用計算機處理數據,作業時間短,效率高。測量成果可得三維地心坐標,優于常規測量的平面坐標和高程系統分離狀況,有利于宇航科學、導彈發射等空間科學的應用。星座布置完成后,可24h觀測,在雨、霧、雪等條件下亦可全天候作業。

6、數字化地形測繪時需注意的事項

(1)測圖單元的劃分,盡量以自然分界為界,如河流、道路等,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,且精度也會高些。

(3)對于一些測量存在困難但又不得不測的,除需要得到甲方的許可外,還涉及到對現行規范的正確解讀及作業員對地形表述的領悟能力。當然,至于哪個先測哪個后測可根據實地的實際情況,靈活的調整,同時也要方便測站上觀測人員的數字及字母輸入。

(4)測等高線時,除了測量特性線外,還應盡量多測一些加密的點,以滿足計算機建模均需要,也能更加詳盡地反映地貌。

(5)由于數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必須解決的。特別是在測區遠離內業地點時,必須有一定的措施。

7、結語

GPS技術是現代科學技術的結晶,它是衛星技術、微電子技術、計算機技術和天文觀測技術等高科技尖端技術的綜合產物,GPS技術的出現與不斷完善將會進一步推進地形測量技術的改進,完善和豐富地形測量方法。

參考文獻:

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[2]屈桂榮.數字化地形測量初探[J].黑龍江科技信息,2010,(21).