测绘技术自动化在地形测量中的应用与发展

图 １ 全 站 仪 工 作 原 理 示 意 图［１］
数字全站 仪 主 要 有 以 下 几 个 特 点：第 一，在 测绘地形图时，其可 以 同 时 进 行 控 制 测 量 与 地 形 测量。第二，使用全 站 仪 进 行 工 程 施 工 的 放 样 过 程，全站仪可以把设 计 图 纸 中 相 关 的 点 快 速 的 在 地面上表现。第三，采 用 全 站 仪 进 行 地 质 灾 害 监 测时，可以对地质灾 害 以 及 建 筑 物 的 变 形 等 进 行 实时的 监 测。 第 四，全 站 仪 进 行 控 制 测 量，其 可 以具有 前 方 交 会、后 方 交 会 以 及 导 线 测 量 等 功 能，测量成果的精 度 高，使 用 便 捷，因 此 可 以 显 著 提高测量作业效 率。 第 五，使 用 全 站 仪 一 般 在 一 个测站就可以完成 距 离 测 量、高 差 测 量 以 及 角 度 测量等 内 容。 第 六，全 站 仪 可 以 通 过 连 接 设 备， 与计算机、数 字 绘 图 仪 等 输 出 设 备 连 接，便 捷 和 开放的操 作 系 统 极 大 的 提 高 了 地 形 图 测 量 的 测 绘质量及工作效率 。 ［１］
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２０１６ 年 第 ５ 期
测绘技术自动化在地形测量中的应用与发展
刘跃文Байду номын сангаас
（山西省忻州市２１１地质队，山西 忻州 ０３４０００）
［摘 要］ 地形测量是现代测绘技术应用最为 广 泛 的 领 域，近 些 年 的 一 些 新 的 测 绘 方 法 有 效 的 促 进 了 地形测量工作的精度、提高了测量水平。本文具体的介绍了数字全站仪 以 及 ＧＰＳ－ＲＴＫ 技 术 等 两 种 地 形 测 量 方 法 ，对 它 们 的 工 作 原 理 、技 术 特 点 以 及 适 用 范 围 进 行 了 讨 论 和 剖 析 ，以 期 对 测 绘 人 员 的 工 作 提 供 借 鉴 。
２．２ 全 站 仪 工 作 过 程 介 绍 实际的工 作 中 采 用 全 站 仪 所 进 行 的 地 形 图 测量涵盖以 下 的 过 程，即 数 据 的 采 集、数 据 的 处 理、图形 的 处 理 编 辑、及 后 期 的 图 形 输 出 等。 数 据采集的 目 的 是 获 取 地 形 图 测 绘 所 需 要 的 数 据 信息，主要 是 测 量 实 体 的 属 性 以 及 空 间 位 置 等。 野外的数据采集一 般 有 两 种 工 作 方 式，第 一 种 是 在野外使用全站仪 进 行 数 据 的 获 取，并 将 其 存 入 全站仪的系统内存 里，或 者 将 获 取 的 数 据 转 入 到 掌上电脑中，后期再 将 掌 上 电 脑 中 的 数 据 导 入 计 算机中进行再次处 理；第 二 种 是 在 野 外 直 接 将 全 站仪和计算机进行 连 接，这 样 就 可 以 将 全 站 仪 测 量的实时数据传输 相 连 接 的 计 算 机 系 统 中，并 且 可以进行实地地理 属 性 的 添 加，便 于 后 期 地 形 图
［收 稿 日 期 ］ ２０１６－０８－１５ ［作 者 简 介 ］ 刘 跃 文 （１９７１— ），男 ，汉 族 ，山 西 繁 峙 人 ，本 科 ，工 程 师 ，主 要 研 究 方 向 ：测 绘 。
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的直接成图。 ２．３ 测 绘 方 法 的 分 析 ２．３．１ 建 立 测 量 平 面 控 制 坐 标 建立平面 控 制 坐 标 系 是 正 式 进 行 地 形 图 测
绘的一个前提，测绘 人 员 一 般 选 用 大 地 坐 标 系 作 为平面控制的基本 坐 标 系，因 为 这 样 可 以 较 为 便 捷的利用国家已有的三角控制点。如果在所测 绘的范围内不存在 确 定 的 控 制 点 时，可 以 在 测 区 内建立自己的直角 坐 标 系，并 以 地 球 正 磁 北 为 零 作为直角坐标系的起始方位角。
［关 键 词 ］ 全 站 仪 ＧＰＳ－ＲＴＫ 测 绘 方 法 ［中 图 分 类 号 ］ Ｐ２０４ ［文 献 标 识 码 ］ Ｂ ［文 章 编 号 ］ １００７－３０００（２０１６）０５－３
１ 引 言
快速发 展 的 科 学 技 术 促 进 了 地 形 测 量 技 术 的不断更新和进步，特 别 是 大 比 例 地 形 图 测 制 方 法由原来的经纬仪 测 图、平 板 白 纸 测 图 等 传 统 方 式，发展为目前的利 用 数 字 全 站 仪 配 合 测 图 软 件 以及数字全站仪配 合 绘 草 图 等 方 法，新 的 地 形 测 量技术无 论 在 操 作 便 捷 程 度 上 还 是 在 测 量 成 果 的精 度 均 有 了 质 的 提 升。 与 此 同 时，ＧＰＳ－ＲＴＫ 技术在测量中的广 泛 采 用，也 在 很 大 程 度 上 提 高 了大比例地形图的测绘效率和精度。
２ 全 站 仪 测 制 地 形 图
２．１ 全 站 仪 的 特 点 全站仪的 特 点 是 精 密、轻 巧 和 耐 用，并 且 操 作方便简单，仪器 的 内 存 大、精 度 较 高，操 作 中 可 以进行乘常 数 和 加 常 数 的 修 正、补 偿 改 正、换 算 水平距等。伴随着 测 绘 技 术 的 进 步，数 字 全 站 仪 具有智能化、标准 型、仪 器 自 动 运 行 等 特 点，数 字 全站仪目前主要用 于 道 路、桥 梁 和 房 屋 等 建 筑 的 施工测量，而且在地 形 图 的 测 量 领 域 中 也 被 广 泛 采 用 ，全 站 仪 工 作 原 理 简 图 如 图 １ 所 示 。
２．３．２ 采 集 数 据 采集数据 必 须 在 测 区 内 选 择 视 野 开 阔 的 地 域，选择的全站仪站 点 应 当 可 以 观 察 到 测 区 内 绝 大部分测点，同 时 在 该 站 点 上 设 置 标 记。 将 全 站 仪应当架设在设置 的 站 点 处，将 掌 上 电 脑 等 设 备 与全站仪进行连接，并 且 打 开 测 图 精 灵 进 行 数 据 的自动采集。 对地貌、地 物 测 绘 进 行 时，需 要 的 测 点 存 在 区别，往往会出现 独 点 地 物、多 点 地 物、带 状 地 物 等，所以需 要 结 合 测 量 现 场 的 情 况 而 具 体 操 作。 例如对建筑物进行 测 绘 的 时 候，测 量 工 作 需 要 采 集大于或等于三个 点 的 数 据，在 进 行 独 点 地 物 测 量，往往只要采 集 一 个 点 的 数 据。 特 殊 地 物 的 测 量要根据地物的变 化 情 况 而 定，需 要 确 定 合 理 的 采点位置以及数量，以 能 够 精 确 的 控 制 其 形 状 的 变化为主要指标。 在采集数 据 时 需 要 注 意 的 是：第 一，如 果 测 量同时需要采用多 个 棱 镜，应 该 最 大 限 度 的 保 持 各个棱镜的高度一 致；如 果 要 变 化 某 一 点 棱 镜 的 高度时，注 意 要 更 新 该 处 的 棱 镜 高 度。 第 二，测 绘人员 野 外 作 业 时，应 该 配 备 对 讲 机 等 通 讯 设 备，用于测 量 人 员 之 间 的 互 相 沟 通 协 调，避 免 出 错。第三，全 站 仪 测 点 时，要 确 定 全 站 仪 所 在 的 点序号，以及后视 点 的 序 号，万 一 点 号 出 现 差 错， 将会致使测量数据整体报废。 ２．３．３ 数 据 处 理 根据测点 的 坐 标，参 照 要 求 绘 制 地 形 图，目 前全站仪 测 图 主 要 是 采 用 ＣＡＳＳ 测 图 软 件 来 实 施，此软件以 Ａｕｔｏ ＣＡＤ 为 平 台 的 数 字 化 测 绘 数 据采集系 统，通 过 其 “电 子 平 板 ”的 作 业 方 式，连 接到全站仪的所有 数 据 接 口，进 而 达 到 自 动 输 入 记录所采集到的数据［１］，在野外的条件下，全站 仪 可以完成地形图的绘制任务。参考实地测量时 的草图进行地形图 的 绘 制 工 作，用 标 准 符 号 将 各 个测点互相 连 接，地 物 绘 制 工 作 完 成 后，根 据 测