大比例尺数字测图的野外数据采集

大比例尺数字测图的野外数据采集

一、测图前的准备工作

（一）图根控制测量

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。测区高级控制点的密度不能满足大比例尺数据测图的需求时，应加密适当数量的图根控制点，又称图根点，直接供测图使用。图根控制布设，是在各等级控制下进行加密，一般不超过两次附合。在较小的独立测区测图时，图根控制可作为首级控制。

图根控制点（包括已知高级点）的个数，应根据地形复杂、破碎程度或隐蔽情况而决定其数量。如果利用全站仪采集碎部点，就常规成图方法而言，一般以在500m以内能测到碎部点为原则。一般平坦而开阔地区每平方千米图根点的密度，对于1/2000比例尺测图不少于4个，对于1/1000比例尺测图不少于16个，对于1/500比例尺测图不少于64个。

图根平面控制点的布设，可采用图根导线、图根三角、交会方法和GPS RTK 等方法。还可采用“辐射法”和“一步测量法”。辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用极坐标测量方法，按全圆方向观测方式，一次测定周围几个图根点。这种方法无需平差计算，直接测出坐标。为了保证图根点的可靠性，一般要进行两次观测(另选定向点)。“一步测量法”就是将图根导线与碎部测量同时作业。利用全站仪采集数据时，效率非常高，可少设一次站，少跑一遍路，适合数字测图，现在有很多测图软件都支持。

“一步测量法”的步骤归结为（如图5-1所示）：先在已知坐标的控制点V501上设测站，在该测站上先测出下一导线点C1（图根点）的坐标，然后再施测本测站的碎部点30，36，56，50的坐标，并可实时展点绘图。搬到下一测站C1，其坐标已知，测出下一导线点C2的坐标，再测本站碎部点40，41点坐标…，待导线测到C5测站，可测得V511坐标，记作V511′点。V511′点坐标与V511点已知坐标之差，即为该附合导线的闭合差。若闭合差在限差范围之内，则可平差计算出各导线点的坐标。为提高测图精度，可根据平差后的坐标值，重新计算各碎部点的坐标，然后再显示成图。若闭合差超限，则想办法查找出导线错误之处，返工重测，直至闭合为止。但这个返工工作量仅限于图根点的返工，而碎部点原始测量的数据仍可利用，闭合后，重算碎部点坐标即可。

图5-1一步测量法示意图

（二）测站点的测定

数字测图时应尽量利用各级控制点作为测站点。但由于地表上的地物、地貌有时是极其复杂零碎的，要全部在各级控制点上采集到所有的碎部点往往比较困难，因此，除了利用各级控制点外，还要增设测站点。

尤其是在地形琐碎、合水线地形复杂地段，小沟、小山脊转弯处，房屋密集的居民地，以及雨裂冲沟繁多的地方，对测站点的数量要求会多一些，切忌用增设测站点作大面积的测图。

增设测站点是在控制点或图根点上，采用极坐标法、支导线法、辐射法等方法测定测站点的坐标和高程。数字测图时，测站点的点位精度，相对于附近图根点的中误差不应大于图上0.2mm，高程中误差不应大于测图基本等高距的1/6。

（三）全站仪的半测回观测法观测值的改正

在图根控制和测站点测量中，采用全站仪进行观测，可按半测回观测法观测水平方向和竖直角。由经纬仪测角可知，采用测回法取盘左、盘右平均值测定水平方向和竖直角，可以消除由于横轴误差和视准轴误差所产生的水平方向的影响，以及消除竖盘指标差对竖直角的影响。全站仪半测回观测法是预先测定仪器的横轴误差、视准轴误差和竖盘指标差，并储存在全站仪内存中，在观测水平方向和竖直角时，由程序对半测回观测方向和天顶距自动进行改正来消除其影响。当视准轴误差和竖盘指标差有较大变化时，应进行仪器误差的重新测定。

1.横轴误差对水平方向影响的改正

设因横轴倾斜i角而产生的水平方向的读数影响为：

α

=

x i⋅

i

tan

则正确的水平方向读数为：

i 'x L L -=， i 'x R R +=

式中 L ′、R ′——盘左、盘右水平方向读数；

α——竖直角。

2.视准轴误差对水平方向影响的改正

设因视准轴误差c 对水平方向的影响为：

αcos /c x c =

则正确的水平方向读数为：

c 'c 'x R R ,x L L +=-=

式中 L ′、R ′——盘左、盘右水平方向读数；

α——竖直角。

在半测回观测法中，为施加xi 和xc 改正，观测水平方向时必须同时观测竖直角α，如果只是为了求xi 和x c ，竖直角α不必精确测定。

3.指标差对竖直角的改正

设指标差为x ，则一般垂直度盘竖直角的计算公式为：

)x L (--︒90＝α 或 ︒--=270)x R (α

式中 L 、R ——盘左、盘右天顶距读数；

α——竖直角。

4.仪器器材、资料准备以及人员的安排

实施野外数据采集前，应准备好仪器、器材、控制成果和技术资料，合理配备测量人员。

1）仪器器材的准备

仪器器材主要包括：全站仪、对讲机、便携机、备用电池、通讯电缆、花杆、反光棱镜、钢尺等。全站仪、对讲机应提前充电。在数字测图中，由于测站到镜站的距离一般都比较远，每组都应该配备对讲机。

2）资料的准备

数字测图中，一般都是多个小组同时作业，为了便于作业，在野外采集数据之前，通常要对测区进行“作业区”划分。一般以道路、河流、沟渠、山脊等明显线状地物为界线，将测区划分为若干个作业区。对于地籍测量来说，一般以街坊为单位划分作业区。分区的原则是各区之间的数据(地物)尽可能地独立(不相关)。自然地块进行分块，对于跨区地物，如电力线等，会增加内业编图的麻烦。

在数据采集之前。最好提前将测区的全部已知点成果通过计算机输入全站仪的内存中，以方便调用。

目前多数数字测图系统在野外进行数据采集时，要求绘制较详细的草图。如果测区有相近比例尺的地图，则可利用旧图或影像图并适当放大复制，裁成合适的大小（如A4幅面）作为工作草图。在这种情况下，作业员可先进行测区调查，对照实地将变化的地物反映在草图上，同时标出控制点的位置，这种工作草图也起到工作计划图的作用。在没有合适的地图可作为工作草图的情况下，应在数据采集时绘制工作草图。工作草图应绘制地物的相关位置、地貌的地性线、点号、丈量距离记录、地理名称和说明注记等。草图可按地物的相互关系分块地绘制，也可按测站绘制，地物密集处可绘制局部放大图。草图上点号标注应清楚正确，并全站仪内存或电子手簿记录点号对应。如图5-1所示。

3）外业作业人员的组织