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④逆時針旋轉望遠鏡,瞄準左目標C,得讀數,則盤右半測回角值為:則一測回觀測結果為:圖4-1測回法觀測水平角(5)導線邊長測量(與測角同步進行,采用電子記錄)本測區導線邊長測量采用經鑒定后的電子全站儀單程測定二測回(每測回兩個讀數記錄,但在記錄之前應先預測幾次,邊長穩定后再作記錄),測距一測回內讀數較差應小于±10mm,測回間較差應小于15mm。測距時溫度氣壓只在測站讀取,溫度讀至0.5℃,氣壓讀至1Hpa。儀器加乘常數,氣象常數可直接置入全站儀自動改正。4.1.2RTK圖根控制測量實時動態(RealTimeKinematic簡稱RTK)測量技術,也稱載波相位差分技術,是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術,它是GPS測量技術發展中的一個新突破,隨著GPS全球定位系統技術的發展RTK測量得到了廣泛應用,測區可以采用RTK的形式布設圖根控制,直接測定三維坐標,RTK高程經大地水準面精化作為最終成果直接用于測圖。基準站應有正確的坐標(含1980西安坐標和WGS-84坐標)。且應選在地勢較高、交通方便,天空較為開闊,有利于衛星信號的接收和數據鏈發射的位置。為防止數據鏈丟失以及多路經效應的影響,周圍無GPS信號反射物(大面積水域,大型建筑物等),無高壓線、電視臺、無線電發射站、微波站等干擾源。流動站距基準站的距離不得超過3km。流動站應使用三腳架,在對中、整平、開機后30秒開始觀測,獲得固定解的時間不得超過30秒,觀測三次,間隔不小于30秒,雙觀測值的點位坐標差≤±5.0cm,取中數作為最終成果。觀測待定點之前設置機內精度。機內精度指標預設為點位中誤差±3.0cm,高程中誤差±3.0cm。4.1.3平面控制測量主要精度要求在數字測圖中,最常采取的方法是采用全站儀進行三維坐標測量,它實際上是以距離測量和坐標方向角觀測為基礎的,然后再由儀器自動計算出觀測點的三維坐標輸入計算機。所以,全站儀極坐標測量細部點時的誤差的主要來源仍是測角誤差和測邊誤差[6]。四等以下網中最弱點點位中誤差(相對于起算點)不得大于5cm[7]。測距誤差主要由全站儀測距中誤差和對中桿垂直地物點位置誤差兩部分組成,測距中誤差可由全站儀的標稱精度±(a+b×10-6D)求得,而對中桿靠緊垂直地物點位置誤差ε一般為±(1.5-2)cm,故測距誤差:式中———測距中誤差,mm;———固定誤差,mm;———比例誤差系數,mm/Km;D———距離值,Km。光電測距儀各級導線的主要技術要求要按CJJ8-99《城市測量規范》表2.1.11-1規定執行。測定細部點的精度時常用碎部點的平面位置誤差來表示其精度。平面位置中誤差Mp為:式中———測量中誤差,mm;———測角中誤差,mm;D———距離值,Km。而事實上,當應用全站儀進行三維坐標測量時,角度測量一般需要一個測回或者兩個測回。當測站點到碎部點的水平距離小于200米的時候,細部點的平面位置誤差主要來源于測邊誤差。而測邊誤差一般是由于棱鏡反射中心放置不到位而產生的。所以,現場測圖時最好采用專門的伸縮桿配合微型薄片棱鏡,這樣可以大大提高細部點的平面位置精度,也可以明顯減少測距誤差。隨著水平距離的增加,測角誤差的影響逐漸增大,當距離大于400米時候,在注意測邊誤差同時,更加要注意提高測角的精度,所以適當控制測距邊長對于提高精度是必要的[8]。4.1.4導線成果展示(1)一級導線布設圖(圖4-2)圖4-2過坂村一級導線布設圖(2)導線成果數據如下表所示(表4-3)表4-3過坂村一級導線成果數據表(單位:m)類型點號等級X(N)坐標Y(E)坐標GPS點H11E0012E級19513.28042349.515GPS點H11E0013E級19328.75342118.684GPS點H11E0014E級19186.08642496.708GPS點H11E0015E級19306.68042264.196導線點H11T0940一級18735.06542739.641導線點H11T0941一級18712.95542632.545導線點H11A0015一級18683.73742544.823導線點H11A0016一級18533.73242355.527導線點H11A0017一級18693.22542231.731導線點H11A0018一級18849.74142119.665導線點H11A0019一級18975.20842020.758導線點H11A0020一級19121.38941719.8034.2高程控制測量4.2.1四等水準測量(1)四等水準觀測要求一個測區及其周圍至少應有3個水準點;水準點之間的距離,應符合規定要求。本測區含有4個水準點。兩次觀測高差較大超限時應重測。當重測結果與原測結果分別比較,其較差均不超過時限值時,應取三次結果數的平均值數。(2)四等水準觀測本測區起始水準點引用前必須先進行已知點檢測而路線觀測和附合路線可以一并進行;水準儀視準軸與水準管軸的夾角為i角,作業開始后的第一周里最好每天都對水準儀進行一次i角檢測,要求i角必須≤20″,超出限差時,必須對其進行校正,待i角穩定后可每15天進行一次i角檢測。四等水準觀測,采取中絲讀數法來進行單程觀測。在直接讀取中絲視距后,觀測順序為后─后─前─前。而四等水準支線則應進行往返觀測,每測段的測站數一定要是偶數。四等水準觀測原始數據,可采用各種電子手簿進行記錄,應輸出各站觀測數據及測段匯總,原始記錄輸入微機后應進行存盤備查,輸出前所有數據不得更改或編輯。4.2.2數字地形圖的高程精度地形圖的高程精度主要是指圖上等高線的精度和高程注記點的精度這兩個方面。(1)等高線的精度等高線的高程精度也就是等高線插求點的高程精度,應以其高程中誤差來衡量。數字測圖的等高線精度實際上就是DEM(數字高程模型)插求點的高程中誤差;一般認為影響DEM(數字高程模型)精度的主要因素有:采樣點的位置和密度、插值算法,數據結構,地形類別以及測量方法和粗差剔除程度等等。通過試驗可以得到,等高線的高程精度通常可達到0.3m至0.4m,完全可以滿足1:500比例尺測圖時丘陵地區的精度要求,而且還可以采用增加高程注記點的辦法來提高整個圖幅的高程精度,來達到對高程方面用圖的精度需要。(2)高程注記點的精度CJJ8-99《城市測量規范》中規定:城市建筑區和基本等高距為0.5m的平坦地區,高程精度用高程注記點精度(即用高程注記點相對鄰近圖根點的高程中誤差)表示[9]。按照誤差傳播定律,可得到計算其高差中誤差的公式為:采用全站儀進行三維坐標測量時,高程注記點的精度實際上就是電磁波測距(DEM)三角高程的精度,由DEM三角高程測量計算其高差h的公式為:式中S———兩點之間的實地水平距離;———兩點間的垂直角觀測值;K———大氣垂直折光系數;i———測站點儀器高;v———照準點覘標高[10].若顧及測站點的高程誤差,則數字地形圖上高程注記點相對于鄰近圖根點的高程中誤差為在平坦地區,地面傾角不大于3°時,即Z=87°~93°,測站點(圖根點)的高程測量也同樣是采用EDM三角高程測量建立的。實踐表明,EDM三角高程測量精度在進行圖根控制測量時完全能夠達到四等水準測量的精度,故取;另取Z=93°(或87°)時。在影響高程注記點精度的各因素中,測距誤差,量測儀器高、標高誤差是次要的,而天頂距的測量誤差是主要因素。所以在數字測圖時,要注意天頂距的觀測精度,當距離大于300m時,還應加入球氣差改正。4.2.3平差計算及成果整理(1)平差計算前應對原始觀測成果進行檢查,以確保成果的正確性。四等水準高程計算,按NASEW2000平差軟件系統,使用丹麥法,進行平差計算,平差計算前進行邊長投影計算。(2)當采用電子手簿記錄時,原始記錄應如實輸出,不得進行編輯;導線邊長投影計算也必須單獨輸出。(3)成果整理要求,各起算控制點和新測設的埋石點(含埋石圖根點)的成果表必須用Excel軟件制作,并按控制點類型、等級、點號排序。(4)測量時間、測量單位、測量方式、坐標系、高程系等信息在細表中不必體現,但應在成果說明中準確表達完整。(5)控制點高程取位要求:四等以上水準高程取位至0.001m。4.2.4四等水準測量成果表四等水準測量的成果數據整理如表所示(表4-4)表4-4過坂村四等水準測量高程成果表(單位:m)類型點號等級高程(H)標石類型備注GPS點H11E0012E級26.293砼四等水準GPS點H11E0013E級25.942砼四等水準GPS點H11E0014E級23.131砼四等水準GPS點H11E0015E級25.885砼四等水準導線點H11T0940一級14.845砼四等水準導線點H11T0941一級15.536砼四等水準導線點H11A0015一級16.037砼四等水準導線點H11A0016一級20.217砼四等水準導線點H11A0017一級20.105砼四等水準導線點H11A0018一級24.158砼四等水準導線點H11A0019一級24.352砼四等水準導線點H11A0020一級27.050砼四等水準5.碎部測量所謂碎部測量就是測定地物、地貌特征點的平面位置和高程,并將其繪制成地形圖的測量工作。野外碎部點采集碎部點采集的方法由于儀器設備不同及編碼方式不同而有所區別,大比例尺數字測圖野外數據采集按碎部點測量方法,可以分為全站儀測量方法和GPSRTK測量方法。目前,一般采用全站儀測量方法,在控制點和加密的圖根點或者測站點上架設全站儀,全站儀定向之后,觀測碎部點上放置的棱鏡,得到方向、天頂距(豎直角)和距離等觀測數據,記錄在電子手簿或者全站儀內存等。[11]如果條件允許,也可用GPSRTK測定碎部點,然后直接將得到的碎部點的高程和坐標存儲。野外數據的采集,除了碎部點的坐標數據之外還需要采集有關繪圖的其他信息,例如碎部點的連接線型、碎部點的地形要素名字等等。然后由計算機生成圖形文件,再進行相關處理。一般用“測算法”采集碎部點坐標,并用電子手簿記錄碎部點三維坐標及其繪圖信息。點號每次自動生成,順序加1。繪圖信息輸入主要區分為全碼輸入、簡碼輸入、無碼輸入3種[12]。大部分情況下采集數據時要及時繪制現狀圖。大比例尺數字測圖的野外數據采集,除了需要硬件設備的支持之外,還需要有數字測圖的軟件進行支持,而不同的數字測圖軟件在數據記錄格式、數據采集方法、圖形文件格式和圖形編輯功能等方面有一些差別。碎部點測量時,可以根據實際的地形情況、使用儀器和工具選擇的不同來確定測量方法。本測區在地形上,視野開闊,接收機接收衛星信號良好,因此選擇RTK進行地形碎部測量;在房屋建筑測量上,測區房屋分部較為集中,接收機接收衛星信號不佳,因此選擇全站儀進行碎部測量。RTK與全站儀聯合進行數字化測圖是一種高速度、高效率的新方法。具體表現如下:首先,作業效率高。對于通視效果不好的地段,可使用RTK定位圖根點位,然后利用全站儀采集數據,可實現優勢互補;其次測量精度高。測量精度達到厘米級,滿足地形測量要求,定位精度分布均勻,每個點的誤差均由隨機產生,不會像傳統測量一樣產生誤差積累,成功可靠;再者用該方法可以減少野外作業人員。RTK流動站僅需要一個人操作,一個人繪制草圖,基準站設置好后就可自動運行;而且運用RTK與全站儀聯合進行數字測圖可以節省經費。用RTK與全站儀聯合測圖技術進行地形圖繪制,不需要布設控制網點,省去了大筆經費;由于觀測效率高,作業時間變短,從而節省了人力物力。6.內業數字化成圖6.1數字化傳輸及展點數字化傳輸及展點的過程,是先用電纜將電子手簿與計算機連接起來,再將外業采集的數據傳輸到計算機。首先要對數據預處理,即將野外采集的數據格式轉換成圖形編輯系統要求的格式和對外業采集數據的各種可能的錯誤進行修改。接下來就由對外業數據進行分幅處理再生成平面圖形、建立圖形文件等操作,再生成三角網數字高程模型(DEM),即進行等高線數據處理,自動勾繪等高線等[13]。6.1.1數據傳輸打開CASS軟件,點擊菜單中數據上的讀取全站儀數據命令(圖6-1);在彈出的全站儀內存數據轉換窗口中選擇相應的選項,并點擊讀取全站儀數據(圖6-2)。圖6-1全站儀數據的讀取圖6-2讀取全站儀數據6.1.2形成文本文件(圖6-3)圖6-3文本文件點坐標顯示6.1.3展點在CASS軟件菜單中點擊數據處理上的展野外測點點號(圖6-4),將點展示在軟件編輯處(圖6-5)。圖6-4野外測點點號展示圖6-5CASS中野外測點展示成果6.2圖形編輯與內業繪圖數據經過人機交互圖形編輯技術,比照野外草圖,對錯測或漏測的部分進行重測或補測,消除一些測量上的明顯錯誤,并對地形符號的進行填充還有進行文字注記說明,對圖廓進行整飾等,然后由操作測圖軟件進行計算機圖形編輯(圖6-6)。圖6-6野外測點圖形附屬6.3檢查驗收成圖后,就要按照數字化測圖規范的要求,對數字地形圖進行檢查驗收。對于數字化測圖,隨機選取明顯地物點進行檢測。外業檢查主要檢查有無漏測的點還有隱蔽點的精度是否達到要求。內業驗收主要看采集的信息是否豐富,分層情況是不是符合規范要求,還要檢查數字成圖可否與GIS的信息接軌,為GIS提供基礎信息。6.3.1誤差來源在數字化測圖中,都是計算機展繪點位,所以展繪點位引起的誤差是很小的幾乎可以忽略,因此數字測圖的誤差主要是操作者本身和測繪儀器引起的誤差。數據采集的過程中,對中、整平、定向每個環節都可能產生不同的誤差。全站儀極坐標法測圖的方法,主要是測量測站點與碎部點兩者間的垂直角、水平角以及距離。因此,影響碎部點精度的要素有測距誤差和測角誤差,而影響測角誤差的主要有望遠鏡儀器垂直誤差、照準誤差、測站對中誤差、外界條件和目標照準誤差等;而影響測距精度的主要有測站與鏡站偏心誤差、儀器本身的誤差、棱鏡誤差等。碎部點的高程,則可以用三角高程測量的方法測得,即測得測站點與碎部點之間的垂直角和距離,量取覘標高、儀器高,再應用相關軟件直接進行計算,可以在全站儀上讀取高程。這樣一來影響高程精度的因素主要有距離測量、垂直角測量和覘標高與儀器高的量取這幾個步驟了[14]。6.3.2改正影響大比例尺測圖精度的誤差這些來自人為因素、儀器、天氣狀況的誤差一般而言是比較難控制的,所以有控制點誤差是技術上的誤差。提高大比例數字測圖的精度,對于大比例尺數字測圖而言是很重要的,一般我們可以從以下的幾個方面進行分析改進。(1)量化分析系統誤差量化的分析系統誤差,主要做法是運用已有經驗和數據,再推斷在數字化成圖過程中各個步驟的質量,目的在于增強對質量管理的指導,然后再進行量化分析系統誤差,最后對數字化地形圖的成型圖進行修改,這樣更可以保證成圖的質量。通過量化分析系統誤差,一般都能計算出修改好的地形圖的質量好壞。在實施作業的過程中,對于系統誤差的處理一定要秉著嚴謹的工作態度,最大限度的降低系統誤差的大小,這樣才可以提高成圖的質量[15]。(2)隨機誤差的控制隨機誤差也稱為偶然誤差和不定誤差,是由于在測定過程中一系列有關因素微小的隨機波動而形成的具有相互抵償性的誤差[16]。根據隨機誤差的特點,在進行野外數據采集時,可以布置設定適當數量的檢測點,并隨機的分布在圖形中[17]。在布置的時候要注意整體性的控制,在復雜的地形區就應當適量增加檢查的點,而且盡量選定一些比較明顯的檢查點,還可以進行列表分析來確定誤差的大致范圍,再根據大致范圍進行修改。(3)消除粗差粗差是指在相同的測量條件下,測得的序列中高于三倍外誤差的誤差。對于粗差的消除主要有兩種方法:可靠性分析研究和歸入法。通過比較閉合差進行可靠性分析或者選用穩健迭代加權法來讓粗差自動剔除。這種可靠性分析的目的,是在統計中能自動的發現粗差,并且可以迅速準確且有效地指出粗差所在的位置,從而達到自動定位。歸入法中一種方式是粗差歸入式,這種方法的觀測值是有形同的期望值,但是標準差卻不一樣。可以用逐步迭代來變換不斷變化的值的權重,粗差的權重歸零從而達到消除粗差的目的[18]。另一種方式在此不再贅述。6.4數字測圖成圖展示(圖6-7)圖6-7廈門市海滄區東孚鎮過坂村數字成圖展示7.結束語目前數字測圖技術正處于蓬勃發展的時期,已形成一種新的學科體系成為各地大比例尺地形圖生產的主要途徑[19]。由于本論文主要實施的地區是農村地區,農村地區相對城市,地形地物上有些不同,規劃設計也不那么科學合理,再加上一些山區田地,測量工作的開展會有一些難度。所以運用全站儀和RTK配合測圖,就可以克服由地形帶來的一些不便,而且數據的傳輸整理以及更新都變得更加方便,有利于該地區地理信息系統的建立,也有利于該地區的整體規劃與發展。隨著數字化測圖的發展,未來的數字化測圖的作業方法很可能會由編碼向無碼轉變,關于提高成圖的質量,一般會從以往的對作業人員的操作技能的要求轉變為對作業人員的理論水平的要求上。數字化地形圖在計算機上應用時,不同比例尺的數字圖的差別僅僅在于細致程度的不同,而與精度沒有關系。鑒于這點,未來的數字化測圖,可以考慮淡化傳統的比例尺概念,而是更加注重地形和地物的表達,這也很可能將是未來數字化測圖的發展方向[20]。致謝本論文是在指導老師高鵬老師的悉心指導下完成的。我的指導老師高鵬老師給我提出了許多寶貴的意見,并非常細致的對我的設計初稿進行修改,使得我的畢業論文能夠順利的完成,在此我要向高鵬老師表示最真摯的謝意,謝謝您!從論文選題、研究方案制定到論文修改、定稿,無不凝聚著老師的心血和智慧。值此論文付梓之際,向老師致以最真誠的謝意,同時也要表達學生深深的敬意。同時,感謝資源工程學院測繪專業老師及院領導在我的生活和學習中給予的關懷和幫助;感謝龍巖市經緯測繪有限所有同事在我實習過程中給我的幫助和指導。感謝08測繪級的全體同學,在這四年中給予的支持和鼓勵,是你們伴我度過這四年美好而又難忘的時光!在這離別的時刻,心中亦不盡是傷感,還懷有對學校對老師對同學的無盡感恩,是學校給予了我這么美好的學習環境,是老師們讓我這四年來都沉浸在知識的海洋里吸取養分,是同學陪我走過了我最美好的大學時光。太多太多的感謝盡在不言中。很榮幸在短短的四年時光里,接受到老師們的教育和指導,正是由于校院領導和老師們對我們的悉心關懷和諄諄教誨以及嚴謹的治學態度,激勵著我們不斷前進不斷吸取知識。我們的大學生活過的很充實,不曾虛度光陰,專業知識學得很到位。在這里我要向給予我指導和幫助的所有領導和老師們表示最誠摯的感謝。最后,感謝百忙之中評閱本論文并提出寶貴意見和建議的各位專家、學者們!感謝參加答辯的各位評委老師和工作人員!參考文獻[1]潘正風,楊正堯,程效軍,等.數字測圖原理與方法[M].武漢:武漢大學出版社,2009:3.[2]許少亮.淺談在數字測圖中的幾點工作體會[J].河南科技,2010,7.[3]劉濤.大比例尺數字測圖及常見問題分析[J].測繪與空間信息系統,2010,12.[4]徐宇飛主編.數字測圖技術[M].河南:黃河水利出版社,2005,78.[5]劉紹堂主編.控制測量[M].河南:黃河水利出版社,2007,14.[6]劉順焰.大比例尺數字測圖的精度淺析[J].中國煤田地質,2005,6.[7]CJJ8-99《城市測量規范》[S].1999.[8]劉順焰.大比例尺數字測圖的精度淺析[J].中國煤田地質,2005,6.[9]車曉軍.大比例尺數字測圖的精度要求與誤差改正[J].武漢交通職業學院學報,2009,6.[10]張鳳舉,張華海,趙長勝,等.控制測量學[M].北京:煤炭工業出版社,2008:167.[11]潘正風,楊正堯,程效軍,等.數字測圖原理與方法[M].武漢:武漢大學出版社,2009:285.[12]唐嘉興..淺析大比例尺數字測圖在工程測繪中的實踐與應用[J].科學之友,2011,9.[13]廖蔚勇.全站儀數字測圖新方法與傳統方法的比較[J].山東煤炭科技.2010,1.[14]呂鋒,李勇,周炳才.數字測圖的誤差來源及其減少方法,淮海工學院學報,2011,12.[15]藍善勇.影響大比例尺數字測圖精度的誤差來源與改正,技術與市場,2011,5,18.[16]陸晶.基于ModBus的數據采集系統的研究與設計[D].2011.[17]潘正風,楊正堯,程效軍,等.數字測圖原理與方法[M].武漢:武漢大學出版社,2009:43.[18]藍善勇.影響大比例尺數字測圖精度的誤差來源與改正,技術與市場,2011,5,18.[19]任志勇.在數字測圖中的幾點工作體會[J].華北國土資源,2010,1.[20]單玉環.未來數字化測圖的發展方向[J].測繪地名學,2010.ImplementationoftheGuobanVillage,DongfuTown,HaicangDistrict,Xiamen1:500DigitalMappingResourceengineeringinstituteMajorinEngineeringofSurveyingandMappingNo.2008092533Name:PengHongSupervisor:GaoPengAndChenMeizhi【Abstract】:Withtheadvancesintechnology,measuringinstrumentsandmethodsofmeasurementtochangewitheachpassingday.Measuringinstrumentsbythetraditionalplanetable,theodoliteandlevelinstrume

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