野外数据的采集及全站仪在其中的运用

大比例尺野外数据采集和全站仪的运用
随着现代测绘技术的飞速发展，作为现代测绘技术基础的数字测图技术也呈现出日新月异的变化。

目前，以现代测绘设备和计算机应用软件为主体的数字测图技术已广泛应用于测绘生产，地形测量已从传统的白纸测图转变为数字测图。

1.数字摄影测量的突出特点之一是产品的数字化和专题数据库（如DEM、DOM等）的建立和維护
如何充分发挥数字摄影测量的技术优势，自动地生产数字测绘产品并对已建立的4D产品数据库进行快速更新，是摄影测量与遥感学科的一大研究热点。

中国幅员辽阔，获取国家基础地理信息的任务非常繁重，在数字摄影测量生产中，比较好地使用了数字高程模型自动生成技术，并启动了国家基本地形图的自动更新机制，明显提高了数字摄影测量的作业效率。

中国对数字高程模型（digital elevation model，DEM）研究始于20世纪80年代，在摄影测量领域主要研究了DEM内插和粗差剔除问题，在土木工程领域重点研究了DEM的分析应用问题。

研究成果之一是发展了约束Delaunay三角网构模方法，解决了顾及地形特征的高精度数字地形快速建模难题，研制了DEM 数据生产工具GeoTIN和DEM数据管理与可视化应用软件GeoGrid。

GeoTIN提供了TIN建立、数据编辑和质量检查等功能，能从等高线中自动提取地形特征点、优化处理TIN中的平三角形问题，可进行大范围多幅地形图数据之间的自动接边、基于相邻等高线拓扑关系的粗差探测、三维晕渲图与等高线叠加检查以及DEM内插等高线与原始等高线套合检查等。

其在大规模等高线数据处理的精确度、效率和质量控制等方面具有优点，已在1：5万和1：1万DEM数据生产、土木工程领域的道路设计和场地平整等方面中发挥了重要作用。

地形测量包括地物和地貌测量两大内容。

传统的平板仪测图和经纬仪（或测距经纬仪）测图通称白纸测图，它主要采用解析法和极坐标法，其成果为模拟式的图解图。

但由于其成图周期长、精度低、劳动强度大等局限逐渐被淘汰。

而全数字地形测图顺应现代测绘技术新潮流，利用先进的测量仪器（如GPS接收机、电子全站仪等）和自动化成图软件，采用各种灵活的定位方法进行以数字信息表示地图信息的测图工作，它的成果为模型式的数字图。

而目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采集数据。

整个工作分为两个阶段：即数据采集（控制测量、地形特征点采集）；内业绘图处理（数据传输、图形绘制和编辑）。

2.野外数据采集包括两个阶段，即图根控制测量和地形特征点（碎部点）采集
2.1图根控制测量
图根控制测量的目的是在高级地形控制测量的基础上再加密一些直接供测图使用的控制点，以满足用于测绘地物地貌的测站点的需要。

由于采用全站仪，测站点到特征点的距离即使在500米以内也能保证测量精度。

一般以在500米以内能测到碎部点为原则，选择通视条件好的地方，图根点可稀疏些；地物密集、通视困难的地方，图根点可密些（相对白纸测图时的密度）。

控制测量主要使用导线测量，观测结果（方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等）自动或手工输入电子手簿，采用平差软件进行平差计算，各项限差应在允许范围之内，如有不符合要求的情况，应进行补测或重测。

2.2碎部点采集
全站仪由于具有自动记录功能，野外采集数据的速度较快。

测量人员根据事先的分工，各负其职。

数字测图要求测定所有碎部点的坐标及记录碎部点的绘图信息，并记录在全站仪的内存中，而后传输到计算机，并利用计算机辅助成图。

但在野外数据采集中，若用全站仪测定所有的碎部点，不仅工作量大，而且根据实际地形无法直接测定。

因而，必须灵活运用“测、算法”结合，测定碎部点的坐标。

3.内业绘图处理
数字测图系统的内业主要是计算机屏幕操作，一般采用人机交互图形编辑技术，我们主要使用南方测绘仪器公司CASS数字测图软件。

3.1数据传输、数据处理
3.1.1 CASS数字测图软件的草图法数字测图
将外业采集数据按一定的格式传输入计算机内，并将数据格式转换成图形编辑系统要求的格式（生成内部码），即可展绘点号点位，然后根据测量草图对外业数据进行分幅处理、绘制平面图，再进行等高线处理，即自动建立数字地面模
型（DTN）、自动生成等高线等。

经过数据处理后，未经整饰的地形图即可显示在计算机屏幕上。

3.1.2CASS数字测图软件的电子平板法数字测图
电子平板数字测图的作业流程：通讯电缆安装了CASS数字测图软件的笔记本电脑与测站上安置的全站仪连接，全站仪测得的碎部点坐标自动传输到笔记本电脑并展绘在绘图区。

3.2图形绘制和编辑
要完成图形的绘制与编辑工作，主要与有关的菜单、对话框及文件打交道。

绘图人员根据测量的点以及勘丈的距离和绘制的草图对数据处理后所生成的图形数据文件进行编辑、整理。

要想得到一幅规范的地形图，除要对数据处理后生成的“原始”图形进行修改、整理外，还需要加上汉字注记、高程注记，进行图幅和图廓整饰，并填充各种面状地物符号等，最后编辑后的成果即为我们所需要的地形图。

针对电子平板法数字测图图形绘制和编辑，全站仪测得的碎部点坐标自动传输到笔记本电脑并展绘在绘图区，完成一个地物的碎部点测量工作后，采用与草图法相同的方法进行现场实时绘制地物。

它是一种在野外作业现场实时连线的成图方法，其特点是野外现场直观性强，“所测的数据即所得”；可以及时发现错误，立即修改。

将数字化技术引入地形测量后，实行一体化作业，大大减轻了室外作业的强度，缩短了成图周期。

不仅减轻劳动强度，而且不会损失观测精度，与传统白纸测图相比，全数字地形测图不仅仅是方法的改进，更是技术本质上的飞跃。