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关键词:地形图测绘 地籍测量
中图分类号:P284 文献标识码:A 文章编号:
1 大比例尺地形图测绘
大比例尺地形图测绘工作是一项以客观而又准确地通过所测地形图的三维空间来描述地物、地貌景观,为城市的合理规划服务为目的,以地表上的地物、地貌作为表示对象,并以规定的点、线、图示符号、文字以及数字注记来描述地物、地貌景观的技术性工作。大比例尺地形图一般用于城市规划与管理;国土资源规划与管理;工厂、矿山设计与施工;矿山的储量计算;各类工程设计与施工,条带状地形图一般用于铁路、公路等的设计与施工。
2地籍测量是土地管理的基础性工作
地籍测量包括地籍调查和地籍图测绘两方面。地籍调查是地籍测量的中心环节,重点是搜集和查清每宗土地的位置、权属、类型、用途、数量和质量等地籍信息。地籍测量是土地管理工作的重要基础,它是以地籍调查为依据,以测量技术为手段,从控制到碎部,精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图,以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要的技术性工作。地籍测量的成果资料是地籍图,它的主要要素是宗地的权属界线,这些界线有的是可见的线状地物,也有的是不可见的点位连线等。地籍测量是土地管理的基础性工作,他的作用主要体现在地籍测量成果、资料的使用功能上,地籍测量成果、资料在土地管理和土地科学利用方面具有法律性、经济型、社会性和地理性作用。
3大比例尺地形图测绘与地籍测量的共同点
大比例尺地形图测绘与地籍测量都是涉及图形的测绘,因此在图形测绘的工作过程中,存在着许多共同点:
(1)测图成果都是大比例尺
(2)依据的基础理论相同
大比例尺地形图测绘和地籍图测量都是通过使用测量仪器量测角度、距离、高程,并依据测量学的基础理论和技术方法来确定地面界址点活地物特征点的平面位置。
(3) 遵循的测图原则相同
大比例尺地形图测绘和地籍图测量都遵循着“先整体后局部、先控制后细部、从高精度到低精度”的测图基本原则。
(4) 测图方法相同
大比例尺数字测量和地籍测量均是先控制测量、图根测量,再碎部测量。测量成果输入计算机,数字化成图。
(5) 采用的投影方式和坐标系统相同
当长度变形值不大于2.5cm/km时,大比例尺地形图测绘和地籍图都是采用高斯——克吕格正形投影统一3°带的平面直角坐标系统。当长度变形值大于2.5cm/km时,当面积小于25测区时,一般不经投影而采用平面直角坐标系统在平面上直接进行计算。
(6)采用的图幅分幅方法及编号相同
大比例尺地形图测绘和地籍测量的图幅分幅都是采用坐标网格的矩形或正方形分幅法。图幅编号按图廓西南角坐标(整10m)整数码,纵坐标在前,横坐标在后,中间短线连接。
4大比例尺地形图测绘与地籍测量的不同点
(1) 测图目的不同
大比例尺地形图测绘是以客观反映地表上的地物、地貌景观为目的,主要用于规划、设计和工程施工等,应用范围较广。地籍测量是以权属管理工作为目的,专门用于地籍管理和土地登记,应用范围狭窄。
(2) 工作量不同
地籍图测绘的核心是以反映宗地权属范围的界址点坐标来表达宗地的位置、形状、大小和利用现状的,地籍图较高的精度要求也相应导致了成图作业方法的高要求,所以地籍测量大比例尺地形图测绘的工作量大很多。
(3)测量点位精度要求不同
大比例尺地形图测绘与成图比例尺关系很大,一般是指图上的点相对于实地同名点位的测定精度。地形测量规范要求:重要的地物与地物轮廓对于附近根点的平面位置中误差不大于图上0.6mm,次要地物与地物轮廓位置中误差不大于0.8mm。地籍测量的精度包括地籍控制测量精度和地籍图测绘精度,《城镇地籍调查规程》规定地籍图根控制点相对于临近基本控制点的点位中误差在图上不得超过±0.1mm,测站点相对于邻近地籍图根控制点误差不得超过图上±0.3mm。因界址点为地籍图的主要因素,界址点的坐标精度代表了地籍资料的定位精度。界址点的图上位置精度是影响地籍图面精度的主要因素。因此在相同比例尺的情况下,地籍测量队细部界址点的测定要求比大比例尺地形图测绘时一般地物点的点位测量精度要求高。
(4) 图上标示的内容不同
大比例尺地形图测绘只强调客观地反映地表上的地物、地貌景观,具体的专业内容往往留给用户应用时自行填补。地籍测量的地籍图测绘首先应考虑表示权属、权属关系、土地用途等一系列内容。地籍图上所显示的现象如地籍号、地类号、权属界线等往往是地表上看不到或无法直接测量的。此外、地籍测量要求地籍图上所标示的内容与地籍调查锁搜集的信息内容必须完全吻合,并保持高度的一致性。
(5)测图要素选择不同
大比例尺地形图测绘要求标示的是地面上的所有地物、地貌要素,如地面上的河流、山脉、道路、居民点、地面高低起伏等,比较详尽。地籍测量的测图要素主要是地籍界址点、界址线、权属关系、地籍号、地类号、土地用途、土地面积等与土地管理有关的内容。地籍图上反映的地物较少,不要求反映地貌。虽然地籍图上也有一些地理要素和社会经济要素,但他们是作为地籍要素的一些环境因素而表示的,起定位和衬托作用。
(6)依据的规范和图示不同
地籍图测绘是以表示地籍调查信息为主要内容的平面图,作业依据是1993年国家土地管理局制定的《城镇地籍调查规程》,在表现形式上还有专门的地籍图图示。大比例尺数字地形图测绘依据是国家测绘局制定的《1:500、1:1000、1:2000比例尺(地形测量规范)》和相应的地形图图示符号。
5充分利用已有地籍资料与大比例尺地形图
(1)利用地籍测量资料更新大比例尺地形图
地籍测量是以坐标数据为主要表现形式的,作为界标物的道路、水面界线、房屋、各类墙栅等地物都有较好精度的点位坐标。因此,我们可利用地籍测量提供的房屋拐角点及地物特征点的点位坐标,及时更新大比例尺地形图,以保证成图的现势性。
(2)利用大比例尺地形图编绘地籍图
地籍图必须有众多的地物要素作衬托,才能清楚地表现出地籍要素的位置特征,缩短成图周期,降低成本费用,又能满足土地管理的需要,因此,它在建制镇、村庄地籍测量中具有广阔的应用前景。
6结束语
大比例尺地形图和地籍图两者虽然在表示的内容上、取舍上各有侧重点,但在实际工作中它们之间却有着紧密地联系。加强整个城市的各个部门的测绘工作进行统一管理,统一测绘,对避免重复测量,减少不必要的人力、物力和财力的浪费会起到重要的作用,才能在实现真正意义上的测绘资源共享的同时,使测绘工作的发展更加长远。
参考文献:
[1]杨德麟等,大比例尺数字测图的原理、方法、应用[m].清华大学出版社.1998.
【关键词】数字地形图 地形测绘 数字化 数字测绘 测绘问题 测图
中图分类号:P24 文献标识码:A
一.引言
数字化测图是建立在传统的白纸测图基础之上的,是利用先进的测量仪器,采用全站仪、GPS接收机等设备,通过计算机和自动化成图处理软件,运用灵活的定位防护,以数字信息的形式来表示地图的信息,对地图信息进行收集获取、转变、传输、识别以及存贮及处理、显示等计算机数字化处理过程。同传统的测图方法相比,数字化测图不仅仅是测绘方法上的进步,更是测绘技术上的飞越。随着数字化地形测绘技术的快速发展,全数字化测绘模式正在取代传统的大平板地形测绘模式,并形成未来的主流测绘模式。
二.数字化地形测绘过程中存在的问题。
1.野外采集的数据不全面,不准确。
此类问题主要表现在以下方面:
(1)部分线状地物,如电力线、暗沟、河沟、电缆及通讯线及各种管线等在图内应该是有始有终,由于测绘人员的技术缺陷或责任心缺乏,导致在拾取地形点时经常被忽略。
(2)地形变化处的地形点不全面,沟或坎上有点,而下面少点或无点,造成绘制的等高线出现失真,难以准确的反映实际的地形情况。
(3)野外草图绘制不细、不全。在野外绘制草图的人员通常都是测绘现场最繁忙的人,而对技术性要求较高,即便是绘制草图,也应该是按照正规图的标准来进行绘制,草图绘制的好坏,是最后成图能否符合规范要求的重要依据。在绘制时,对地貌或地物的连线关系要保持同实际一致,各测点的顺序不能记错,更不能颠倒。现场绘制草图的人员要准确绘制表示地物的相关位置,并在草图中标注清楚。草图绘制过程中,绘制不详细、不全面都会造成成图后地形地物不全、不清,影响巨大。
2.等高线处理不合理。
在数字化地形测绘软件中,等高线基本上都是根据野外采集的地貌点的高程,运用等值内插法,按照基本等高距插绘等值点连接成曲线,之后按照不同的圆滑方式,进行圆滑而生成。在实际地形测绘中,并非是所有野外采集的地貌点之间都可以进行等高线内插,即依靠全自动建立的数字地面模型也有可能出现失真,因而在实际测绘时,需要采用必要的人工干预,通过人工删除自动组网中无法内插等高线的三角边,而人工干预对绘图人员的技术要求和经验要求较高。例如,在坎或沟上的点不能和远离坡下的点插绘等高线,一旦插绘,会导致生成的等高线出现穿入地下或悬空,导致局部的地形面目全非。等高线不能穿过建筑物或道路,有时需要在建立DTM模型时充分考虑,而有些需要在绘制好等高线后,进行局部删除或修剪,一旦这些工作未处理到位,所绘制的数字地形图都无法真实的反映实际的地形。
3.绘制过程中自检工作处理不到位。
同常规测图相比,在图纸审核过程中,数字化成图的过程中发现的缺陷要比传统测图多一些。除开野外采集数据不准确及等高线处理不合理外,绘图人员的自检工作也是影响的主要原因。在实际绘制过程中,如果注记或植被的符号压线或覆盖地物、沟或坎上的高程标注于坎下或是下面的高程标注于上部等现象,依旧图式符号使用不正确等,这些现象只要经过仔细检查,完全可以避免。类似问题的出现,都同绘制人员的职业责任心缺失有关。
三.提高数字地形测绘的相关措施。
1.全站仪测碎部点时避免发生错误的检查。
在全站仪测碎部点过程中,通常都是由于人为的原因,导致照准的起始方向上出现偏差,导致测的碎部点的坐标存在错误,而使用全站仪录入碎部点数据时,作业人员不能随时检查,给后续的成图带来了麻烦。为了避免出现类似错误,在测站点上,要先把全站仪对中、整平,输入后视点和测站点的坐标,用对中杆棱镜对准后视,之后在利用全站仪测量后视点的坐标。将测量的坐标和已知的后视点坐标相比较,检查的结果可以检查后视点点位和测站点的正确与否。全站仪测量时,在照准起始方向后,要在测区内寻找一个电视天线、避雷针等较高的明显目标,并在照准之后记下该方位角的读数。之后,测量一定数量的碎部点或是间隔一定时间后,都要照准此明显目标,来检查全站仪是否存在方向偏移,以此来减少全站仪测绘误差。
2.做好全站仪的检验及校正。
全站仪是高精度测量设备,其工作状态及测量误差对测量结果影响较大。全站仪虽然在出厂时通过了出厂检查,并经过严格的检验,但由于在实际使用过程中,需要搬动及运输等操作,导致可能造成仪器出现测量偏差。另外,由于全站仪在长时间使用后,难免会出现部分项目或条件发生不可避免的偏移,导致测量无法满足基本要求。为了避免仪器误差导致测量结果出现异常,要根据仪器的相关标准和要求,做好全站仪的作业前检验工作,一旦发现问题要及时进行解决。对全站仪的检验项目包括:仪器光轴的检验、仪器常数的检验、十字丝和望远镜水平轴保持垂直的检验、管水准轴和仪器竖直垂直的检验、光学对中器的检验及垂直角零基准的检验等项目。通过定期或不定期的检验,按照规定要求进行校正,保证设备的稳定性,来确保测量结果的准确性。
4.提高绘制测站草图水平。
在采集细部点的同时,也要在采集数据的现场,及时绘制测站草图。测站草图的具体内容包括:测站点点号、地物地形或底面的轮廓、细部点的标号和属性、测站起止细部点的编号、草图绘制人员及测量时间等相关信息。在绘制好测站草图后,要及时上交。在每天测完后,要及时将全站仪的坐标数据和数据处理软件进行直接通讯,和控制点一并展开测绘。在数字地形图测绘过程中,要注意提高绘制测站草图的水平,通过细处完善,来提高地形图的精度及测绘准确度。
5.提高等高线绘制的准确度。
一般在进行等高线注记时只注记曲线,而且注记字头应该指向高地或山顶。对于地貌复杂的地方,要注意配置并要保持地貌的完整。标注高程点一般选择标注在较为明显的地形点和地物点上。等高线修饰中,如遇到房屋及其他建筑物、路堤、双线道路、陡坎、湖泊、斜坡、坑穴、水库、双线河、池塘及双线渠等,标注要中断,在等高线的坡向无法判别时,还应增加示坡线。
四.CPS RTK测绘技术应用。
GPS RTK指载波相位实时动态差分( Rea-l time Kinematic) 定位, 它是GPS发展到现在的最新技术,是GPS测量技术发展的一个新突破。GPS RTK实时动态定位系统由基准站和流动站组成,建立无线数据通讯是实时动态测量的保证,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置1台接收机作为参考站,对卫星进行连续观测。
GPS RTK实时动态定位技术应用于数字地形测绘中,具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件的限制等优点,并具备自动观测、信息自动接收、自动存储的能力, 减少了内外业的传递过程。GPS RTK优势十分明显,与传统方法相比,GPS RTK的使用在很大程度了解放了铁路作业人员的劳动强度,提高了测绘的效率,为数字地形测绘工作提供了精确的数据。
其优点主要有:
1.实时动态显示经可靠性检验可达厘米级精度的测量成果。
2.彻底摆脱了由于粗差造成的返工,提高了GPS作业效率。
3.作业效率高,每个放样点只需要停留2~4s,其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
4.应用范围广,可用于厂区控制网测量、施工测量、竣工测量、建筑物变形观测、GIS前端数据采集等诸多方面。
5.如辅助相应的软件,GPS RTK可与全站仪联合作业,充分发挥GPS RTK与全站仪各自的优势。
五.结束语。
利用仪器进行全数字地形图测绘时,要保证测图地物点的精度,要能逼真的反应地貌形态,要反应出细小地物和地貌的形态,要根据地貌特征点线来绘制等高线,要熟知各种地形图符号,要保证地形图符号和定位线及定位点以及实物的位置要相匹配,同时要确保使用测量仪器的测量精度满足规定的要求,通过细节重视,技术提升,来减少测量误差,提高数字地形图测绘水平。
参考文献:
[1] 吕剑 论数字化地形测绘中几个常见问题 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年2期
关键词:数字地形图,数据采集,碎部点
中图分类号:TU984文献标识码:A文章编号:
引言
数字测图(Digital Surveying and Mapping,DSM)系统是以计算机及其软件为核心在外接输入输出设备的支持下,对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。利用全站仪、GPS等设备进行数据采集,为GIS提供数据源,广泛用于测量工程、水文、工民建、道路桥梁、水利水电工程等建设领域。数字地图(Digital Map)以数字形式存贮在磁盘、磁带、光盘等介质上的地图。数字测图主要作业过程为三个步骤:数据采集、数据处理及地形图的数据输出(打印图纸、提供光盘等)。 随着电子全站仪、RTK技术的发展逐步成熟,以及电子计算机的普及,地形图的成图方法正在逐步地由传统的白纸法成图向数字测图方向发展。数字测图几乎已占据了大部分的地形图测绘市场。随着测绘科学技术的发展,全数字地形测图在现代机助制图技术支持下已经发展成为了高新的制图技术。
1数字地形图测绘,应符合下列要求
1.1当采用草图法作业时,应按测站绘制草图,并对测点进行编号。测点编号应与仪器 的记录点号相一致。草图的绘制,宜简化标示地形要素的位置、属性和相互关系等。
1.2当采用编码法作业时,宜采用通用编码格式,也可使用软件的白定义功能和扩展功能建立用户的编码系统进行作业。
1.3当采用内外业一体化的实时成图法作业时,应实时确立测点的属性、连接关系和逻辑关系等。
1.4在建筑密集的地区作业时,对于全站仪无法直接测量的点位,可采用支距法、线交会法等几何作图方法进行测量,并记录相关数据。
2全站仪测图野外数据采集
全站仪测图,可按图幅施测,也可分区施测,按图幅施测时,每幅图应测出图廓线外5mm,分区施测时,应测出区域界线外图上5mm。最后对采集的数据应进行检查处理,删除或标注作废数据、重测超限数据、补漏错漏数据,对检查修改后的数据,应及时与计算机联机通信,生成原始数据文件并做备份。
3全站仪碎部点采集
地形测量在完成地形控制测量后,就要进行地形测图。地形测图是以控制点为基础,按一定的要求和规则,将地面上各种地物、地貌测绘到图纸上。地形测量中需要将地物、地貌的特征点测绘到图纸上,这些特征点又称为碎部点。相对于地形控制而言,测绘具体的地物和地貌是测区碎部,因此称为地形碎部测绘。
大比例尺数字测图野外数据采集按碎部点测量方法,分为全站仪测量方法和GPS-RTK测量方法。本文主要介绍全站仪测图方法。
地面上的地物、地貌形态虽然多种多样,但这些形态总是可以概括、分解成各种几何形体的。而任何几何形体都是不同的面构成的,任何面又都可由一些具体决定性的点所连成的直线或曲线来确定。可以说,各种地物、地貌的形态最终是由点决定的。我们把决定地物、地貌形态的点称为地物特征点或地貌特征点。地貌特征点和地物特征点统称碎部点。碎部测量实际上就是测定地物、地貌碎部点在图上的点位及其高程,然后依次描绘出各种地物、地貌。解析碎部点测量解析碎部点测量
4在等级控制点、图根导线点或支导线点上按极坐标法直接测定下列碎部点坐标
4.1永久性建、构筑物的主要拐角点,具有方位意义的独立点;
4.2道路、河流、沟、塘的特征点,桥、闸的特征点;
4.3主要道路上的各类检修井,电力、通讯线路上的电线铁塔;
4.4图幅拼接线上的若干明显细部位,保证必要精度;
5碎部点采集的特殊情况
在进行碎部点采集时往往会遇到一些特殊情况。对于比较复杂的地方通视一定不好,也许将棱镜举高能采到点,若就几个点还行,点多时这么采点测出的地物一定偏差很大,因此就应该找一个视野开阔的地方支一站过去再测,这样往往会事半功倍。
当对多点房屋进行采点时,有时一些拐角会被挡住,同时支站过去测有没意义,此时应在此拐角一边延长线上的某处采一点,在用钢尺量出此处到拐角的距离并及时标注到草图上。对于一些电杆、通信杆、路灯等地物棱镜无法放置正中,此时采点时应该采用偏心去采; 对于一些直径较大的烟囱、广告牌等应该在其采集三个点。对于钢尺无法去量距时应用测距仪去测距。此外在采集碎部点的同时要按规定将高程点进行采集,直接在编号前加上一个字母以示区别就行了。
碎部点测量采用带有内存的全站仪,在正确设置好测站与定向点(包括仪器高和占标高)后,首先要对相邻已知点的边长及高差进行检核,不符值在5厘米以内可以直接采集碎部点,超过5厘米的应查明原因,选择正确点使用。散点高程施测采用全站仪,在碎部点采集完后,采集高程点,高程点宏观上要分布均匀,微观上要注意测量道路交叉口,桥,闸,宅基地等位置高程点,高程点注记取位至厘米。对于民房密集区可采用DS3水准仪加密散点高程。
6绘制测站草图及展点
在采集细部点的同时,应在采集数据的现场,实时绘制测站草图。草图内容包括:测站点点号,细部点编号及属性,地物、地形、地貌轮廓,本测站起止细部点编号,测量时间,草图绘制人员。只要绘制好测站草图,才有利于内业电子成图及查图。草图应列入上交资料。每天测完后要及时将全站仪中的坐标数据与CASS软件直接通讯到微机中,与控制点一并展绘。
参考文献:
[关键词]数字地图 地形图 图式 变化及特点
[中图分类号] P284 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-3-182-2
1引言
地形图(topographic map)指的是地表起伏形态和地理位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲,将地面上的地物和地貌按水平投影的方法,并按一定的比例尺缩绘到图纸上,这种图称为地形图。地形图图式是地形图上表示各种地物和地貌要素的符号、注记和颜色的规则和标准,是测绘和使用地形图所依据的技术文件之一,由测绘主管部门立法颁布实行。
地形图图式是一个活动的载体,其负载的各种符号、形状、大小、多少取决于科学技术的发展以及地物地貌等各种形式自然变化和人类人为的各种活动,这样中国就有1964年版、1974年版、1977年版、1996年版、2007年版的《 1:500、1:1000、1:2000地形图图式》,图式的变化和修订是社会发展的必然。07版图式中各种地物的表示更加简捷,符号更加形象和完整。新版《图式》的出发点,着眼于数字化地形图的出图及入库,抛弃了手工绘图,便于识图。更能适应数字测绘现状和信息化测绘的发展趋势。本文对新版1:500 1:1000 1:2000比例尺地形图图式进行了详细解读。
2解读
通过07版新图式与96版旧图式相比,07 版新图式变化较大。新版图式中符号尺寸的尺
寸说明比较详细到位、分类(层)较明确,新版《图式》在符号的尺寸及符号间相互关系上更趋于严谨,便于出图。调整并规范了《图式》符号的标准结构,提高了在应用领域的兼容性。新版《图式》的变化及特点有以下几点:
(1)地形图颜色规定不同。96 版图式对于地形图颜色规定采用蓝晒复制或单色印刷,视用图需要可以使用黑棕绿三色印刷。而07版图式规定地形图颜色除可使用单色外,也可用四色(CMYK),按规定色值进行分色。
(2)新版《图式》在符号与注记上共分为九个类别:测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与土质、注记。与原有的96版《图式》的符号与注记进行相比,将96版《图式》的工矿建(构)筑物及其它设施划归到居民地及设施,将地貌和土质拆分开,土质划归到植被与土质分项。
(3)增加、删除及更改了部分符号
增加符号
居民地及设施:新图式对居民地内单幢房屋中增加了“有地下室的房屋“符号并提出了“突出房屋”概念。新增了管道井、海上平台、电话亭、垃圾场、独立大坟、、古迹、遗址、文物碑石、地震台、科学实验站、单柱广告牌等符号。温室、大棚在新图式中有专门的符号。对于学校、医疗点、体育馆、科技馆、博物馆、展览馆、宾馆、饭店、商场、超市、剧院、电影院、电视台、电信局、邮局等建筑物除按照房屋表示其性质和层数之外,还应配合对应的符号表示其用途。
水系:增加了渠首的概念。增加表示拦水坝长度,并采用三值标注的方法表示。
新增了输水隧道、建筑中水库、干出滩中河道、潮水沟、水中岛、沙洲、地热井、往复流向、船闸等符号。
交通:新增了地铁、磁浮铁轨、轻轨线路、快速路、高架快速路、长途汽车站、停车场、街道信号灯、收费站、服务区、地下通道、公路零公里标志、水运港客运站等符号。
管线:新增了电缆交接箱、电信交接箱符号。
境界:新增了开发区、保税区界线符号。
植被与土质:新增灌木行树、特殊树、人工绿地等符号。
删除符号
删除了旧图式中的挡土墙、立体交叉路、迹地等符号。
更改符号
测量控制点:96 版图式的GPS 控制点更名为卫星定位等级点曰把导线点符号和图根点符号进行了对换。
水系:涵洞由原来属于道路交通类改为水系类。
居民地及设施:依比例的围墙符号由原来的短线改为黑块。碑、柱、墩、彩门、牌坊、牌楼、钟鼓楼、塑像、雕塑、庙宇、宝塔、经塔、水文站、卫星地面站、喷水池、电视发射塔等符号变化较大。
交通:新旧图式中1:2000 铁路符号区别较大,火车站及其附属设施中的各类符号均有变化。新图式中公路的分级更为明晰,表示方法也更为丰富。“车行桥”系列符号与旧图式中的铁路桥、公路桥、双层桥系列符号相对应,但新图式中不再使用铁路桥符号,桥面人行道的表示由实线改变为虚线,引入公铁双层、并行桥的表示方法。
境界:新图式中的境界类符号,除村界外,其他境界符号都有所变化。
地貌:96 版图式中属于水系类的“等深线、水下等高线、水深注记”符号在2007版图式中调整到地貌类符号。独立石符号、不依比例的坑穴符号、山洞、溶洞符号、石质的陡坎、陡崖符号、崩崖符号、陡石山符号有变化。
植被与土质:2007版新图式中菜地、水生作物地、果园符号、独立灌木丛等符号均有变化,幼林、苗圃符号对应于旧图式中的“未成林”符号,符号做了简化处理。
符号变化较大的如表1。
3 2007版图式的不足之处
符号不够丰富。符号的制作,需要结合现代化社会发展带来的新型产物,如商业繁华中心、机场、车站等场所中立体停车场的符号未予设计。
由于现代测绘新技术的发展,新版《图式》未能跟得上数据入库方面的要求。如公路等级采用圆圈,在符号制作及入库时存在一定的技术难度,各种注记字体相对偏小,增加了成图软件对符号色值,字体和线型的制定难度等
新版《图式》与《基础地理信息要素分类与代码》(GBT 13923-2006)颁布时间不一致,造成脱节
《图式》在我国国民经济建设和测绘生产工作中起到非常重要的作用。《图式》符号的更新应本着不仅适应飞速发展的现代化规划、建设,数字测绘技术的不断更新,还要考虑在应用领域的兼容性等原则。
4结论
地形图图式是用来识别地形图的标识,标准的图式能够科学的反应实际场地的形态和特征,是人们识别和使用地形图的重要工具,是测图者和使用者沟通的语言。本文通过对新版图式的解读,希望能帮助广大测绘工作者更快领会新版图式的使用。
参考文献
[1]秦自成,申仲舒,李兆丰.新旧版1:500 1:1000 1:2000 比例尺地形图图式解读.浙江测绘,2012(2).
[2]《国家基本比例尺地图图式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形图图式》(GB/T 20257.1-2007)[S].
在经济快速发展的背景下,城镇现代化的脚步不断前进,而公路作为现代生活中交通运输、经济交流必不可少的基础工程,其发展也是非常迅速的。为了使公路在投入使用中达到合格的质量标准,对道路进行优化设计就少不了在工程前期对公路工程的勘测。从现代化技术的角度阐述在公路工程的测绘的作用,对其中的科学合理性进行了分析。
关键词:
公路工程;测绘;3S融合技术;现代化
公路的测绘是保障公路工程可以顺利施工的必不可少的环节,在公路工程前期的勘测可以为工程的设计提供一个可靠的数据,这对公路工程的质量、成本、技术等控制上起到了一定的帮助作用。而现代化科技的发展为工程勘测中提供了多种的技术支持。而掌握现代化科技,运用新式技术也成为测绘人员需要掌握的技能。现代化技术的应用可以使测绘工作操作简化、生成的数据也更加准确。
1公路工程测绘的任务与作用
在公路工程前期进行测绘工作是为了使工程建设可以得到一个基本的保障,这对工程前期的设计和之后的建设施工中的作用都非常重要。在公路测绘中,主要就是对地形地貌进行全方位的调查、分析,并且结合地质条件来勘测施工地点是否具有稳定性。同时对地貌、地势特征进行测量,为之后工程设计提供一个可靠的数据,为公路建设中的路基铺设、桥梁修筑、隧道开挖等提供相应的依据。比如,在公路勘测中,为了找到最经济合理的公路线路,我们需要运用测绘技术对公路线路进行勘测,然后绘制地形图,用来指导施工。当公路需要跨越河流时,我们需要绘制两岸地形图,测定桥的长度和河流的水位,为桥梁的铺设提供科学的依据。当线路受到地形限制的时候,需要绕道建设的时候,我们需要对坡度、地形、岩土结构进行分析,为修建盘山公路提供依据。如果要采用隧道方案,要测定隧道进出口比例尺地形图,同时考察该地的岩土、岩层,查清楚该地的地形构造活动,为隧道的修建提供依据。
2测绘技术在公路勘测中的应用
为了保障路基、桥隧的安全,加强对公路的勘测显得十重要。而为了提高勘测的效率,有必要在公路工程勘测中采用现代测绘技术。总的来说,测绘技术在公路勘测中的应用主要包括以下几点。
2.13S融合技术
3S技术就是遥感技术(简称RS)、地理信息系统(简称GIS)、全球定位系统(简称GPS)的统称。通过这三种技术的融合,在公路的勘测中可以根据实际情况利用这三种技术对实际情况进行测绘。将3S技术与计算机信息处理技术进行结合,通过计算机智能处理数据,并且对图像等信息进行分编制,这可以提高勘测工作的效率。在3S融合技术中包含着海量数据,这些数据包含的空间数据、文字、图像等数据资源都可以帮助勘测工作任务的执行。例如,运用地理信息系统三维地形模型叠加遥感图像技术,既可以勘测公路工程线路所在地的地形地貌,还能够将该地的地形地貌生成真实的地形模型。接下来就可以在计算机上对该模型进行分析,利用计算机对线路的地理环境进行全面的了解和分析,以寻找最优的线路方案。从而提高了公路设计的质量和设计的速度。除此之外,3S融合技术中强大的功能还可以有效的控制和管理公路勘测的各项工作。
2.2数字化测绘技术
传统的成图方法比较麻烦,它需要耗费大量的时间、人力、物力,而数字化成图可以客服这些缺陷与不足。CASS软件是新一代的数字化成图软件,具有强大的绘图、编图和打印功能,适用于公路工程勘测的实践。它的出图方式和程序如下所示:全站仪、全球定位系统或者回声仪通过计算机生成高线和各种相关图式和地形要素,这个过程是利用CASS6.0的强大功能生成的,生成后再打印草图,经过校正审核后,可以利用计算机对草图进行修改和编辑,最后一次性出图。CASS软件具有矢量特征,它可以直接分析和计算勘测的图形,避免很多繁琐的工作,不仅使图形分析过程得到了简化,还使成图时间得到了缩短。除此之外,数字化测绘技术还大大简化了对图形的分析和计算,如路长量算、路面面积计算、断面分析等等。传统的方式只能依靠各种测量工具的辅助,然后绘制成图纸,再在图纸上进行测量、计算和分析。而运用数字化成图技术可以省去这些繁琐的工作,能够在电子图上直接进行计算和分析,大大简化了工序,节省了时间,提高了效率。
2.3测绘技术在公路工程勘测中的应用实例
为了让人们对测绘技术在公路工程勘测中的应用有更加形象直观的了解,下面将通过具体的实例进行分析说明。在某省的一条高速公路勘测中,采用1:2000的数字地形图测图和数字高程模型、数字正射影像进行制作,其工作流程如下:选像控点一空三加密一建立模型一正射影像一外业像控一空三加密一建立模型一内业测图一外业调绘一内业编辑一数字高程模型制作。然后在1:100000的地形图上量取两个明显地物点坐标,将该坐标作为像控点进行使用,然后进行空三加密、模型定向、测量特征线、物方相平、得到像对的数字高程模型成果、再创建像对数字正射影像、最终以整公里数为单位镶嵌成条带状正射影像图。该公路的南北两段地形不同,其中北段是平原,地势平坦,而公路的南段是丘陵,地形起伏有致,根据不同的地形特征,在图像制作过程中采用了不同的方法。同时采取恰当的方法保证影像的精度。为了使成果能够按时提交,根据平原和丘陵的不同地形特征,采用不同的方法来得到正射影像。在平原地区直接采用物方生成数字高程模型的方法,而在丘陵地区则通过像方相关和物方相关的方法。这样既节省了时间,又能够在最短的时间内提供该路段的正射影像。同时,严格按照公路摄影测量规范的相关规定进行,利用相关软件,采用恰当的方式在JX4C上进行空三加密。然后根据加密成果,对模型进行定向,测绘地形图。矢量测图模块是JX4C优势最大的模块,一方面,它能够将矢量图形叠加到影像立体上去,另一方面,他还可以放大缩小漫游。这就使得数字线划地图的立体套合查漏工作变得方便起来,不仅使产品的质量得到了根本的保障,还可以提高公路勘测作业的效率。
3结语
综上所述,可以看出公路工程的勘测在公路工程建设中起到非常重要的作用。准确的勘测可以帮助找出公路工程所隐藏的问题,将这些问题妥善解决是保证工程在设计、施工、维护等方面工作可以顺利开展的必要条件。在现代技术的发展与帮助下,现代化测绘技术在测绘工作中被广泛应用,技术上的创新帮助测绘的工作流程简化,提高了在公路工程在测绘工作中的效率,在一定程度上减少了成本与时间的支出,提高了经济效益。
参考文献:
[1]郭石城.公路工程勘测中测绘技术的应用分析[J].科研,2015(52):110.
关键词:土地整治;测绘技术;应用
中图分类号:C35文献标识码: A
将测绘技术应用到土地整治工作中,能提高土地整治的成效,能够提高工作效率,还能改善生产生活条件和生态环境,实现社会效益和生态效益以及经济效益的协调统一。土地整治工作是我国土地管理工作的一件大事,是一个长期的过程,而且还需要投入巨大的物力、财力和人力。而在土地整治工作中的项目规划设计阶段、项目的实施阶段、项目的竣工验收阶段都需要测绘技术提供强大的数据支持。本文对测绘技术在土地整治的不同阶段的应用进行了比较详尽的阐述,以期能意识到测绘技术的重要意义,充分发挥测绘技术的作用,来不断提高土地整治项目的实施效率和成果质量。
1 土地整治项目的规划设计阶段测绘技术的应用
土地整治的规划设计阶段的工作内容是项目前期工程方案的优劣判断、项目建设方案的可行性对比分析、工程的预算、工程的详细设计和土地的开发控制等等。所有的这一些工作内容都应该对项目的权益归属、土地利用的现状和区域的地形地貌等方面进行详细的了解。因此,此阶段测绘环节需要做好以下测绘技术的支持:
1.1土地权属和土地利用现状的调查。土地权属和土地利用现状的调查是土地整治前期工作的重点之一。利用现代的测绘技术,对每块宗地和地块的坐落、地类、面积、现状、等级和质量等其他基本的情况进行测绘,为土地整治项目的决策和规划提供准确的基础性信息来建立起土地利用地籍信息系统和数据库。在农村调查通常情况下以1:10000的比例尺的地形图为主,而城镇调查通常情况下以1:5000比例尺的地形图为主。土地利用现状调查一般采用内外业相结合的技术和航空摄影测量的技术路线进行,主要包括正摄影像数据制作、外业实地核实、内业数据编辑和内业解译判读等主要环节。
1.2建立统一的测绘准线。测绘准线的建立是测绘工作的前提。土地整治工作中的测绘准线主要包括坐标系、高程准线和控制测量。土地整治项目中的测绘包括了土地界线的划定和对区域土地面积的丈量以及后期项目的竣工测绘和施工放样等等,因此,建立统一的测绘准线,将项目区域纳入到统一的坐标系和高程准线是非常重要的环节。在平面坐标系统的选择上,应尽最大可能与当地采用的坐标系统相一致。通常情况下,项目区域的平面坐标系的选择应该遵循投射长度变形限值原则(比如在城建区的限值通常情况下为2.5cm/km),并且和当地通常情况下选择的坐标系和高程标准基本保持一致。需要特别指出的是由于一些历史原因,我国的高程基准多种并存。项目区高程基准的选择应该再充分了解当地高程系统的基础上,以项目当地目前实际采用的高程基准作为一个统一的标准。控制测量主要包括高程控制和平面控制。随着GPS技术在测绘技术中的广泛应用,传统的测量边角布设平面控制网这一控制网布设方式逐渐被基于连续运行基准站的CORS网所取代。取代的原因是它具有测量误差小且比较均匀以及测量精度高的优点,同时还能够通过RTK网络技术实现一次性布设土地整治的施工控制网,而且布设的效率相比之前有显著的提升。在进行项目区域内控制点的设置时,控制点的密度应当遵循满足地籍测绘和土地整治地形以及后续的施工放样的原则,应当充分的考虑土地整治后续阶段的工作需求,并且选点的位置要充分考虑项目施工和土地平整的影响,既要有利于测绘精度的控制,也要有利于选点的保护。
1.3做好地形地貌的测绘工作。做好地形地貌的测绘工作,应当重点做好如下几项的工作:首先是选择测绘图纸的比例尺。土地整治项目通常情况下要求地形图的比例为1:2000,对于地貌破碎、通视困难的地区和地形复杂的地区可以采用1:1000或者更大的比例尺。在进行土地整治过程中一般是采用现有的地形图进行补测和修测,如若没有地形图的数据,那就需要全部重新测量。其次是地形地貌的表示。土地整治项目的地形地貌的测绘应当充分满足工程规划和预算以及施工等各类的需要,也因为此,需要精细把握地形特征和细微部分。再次是土地整治工作对地类测量的精度有较高的要求,不仅仅是要求地类划分正确,还要求测量的数据准确。最后在测绘的成果图中应该体现图面要素。不仅仅要反映出林地、园地、居民地、沟、渠、坟穴、电力和地下管线等地物和使用年限,还应该对居民地的新旧程度、房屋面积、建筑密度、容积率、人口密度等进行统计。
2 土地整治项目的实施阶段测绘技术的应用
土地整治项目的建设内容主要有:土地的平整工程,田间道路工程,农田防护和生态环境保持工程,灌溉与排水工程,居民搬迁补偿安置及其它工程。
2.1整治土地面积的量算。土地整治中土地面积计算的精准度取决于区域边界测量的精度。通常情况下,一般采用坐标解析法的方法对土地面积进行测量,对于非平面地块表面积可以通过结构三角网模拟地块表面进行量算。
2.2项目区域内的土地平整工程中土地的计算.土地平整是土地整治工作的一个重要环节。而土方的计算是土地平整测量的重点。土地平整的测量方法以及不同的土地平整方法分为地形图法、DTM模型法和实地平整法。地形图法适用于平整区域非常水平的状态。DTM模型法通过将实测地面根据一定的科学理论划分为数量众多的结构最佳三角网。实地平整法计算的误差较大,因为它采用的是近似模型计算。
2.3施工放样。工程施工的最重要的测绘工作之一是施工放样。土地整治中的施工放样包括如下三项内容:一是平面位置的放样。二是高程放样。三是边坡放样
3 土地整治项目的竣工验收阶段测绘技术的应用
土地整治的竣工阶段进行测绘验收,主要包括对项目完成情况的验收,对土地权属调查情况的验收,对竣工测绘的验收,对土地整治现状和质量的验收。竣工测绘是形成土地整治最终成果的重要工作,能够真实的反映项目竣工的现状。工程项目的管理资料和存档都以竣工测绘的成果为重要组成部分。主要内容包括如下几个方面:竣工地形图的测绘、根据标书的要求,对路堤和沟渠等线型工程的断面测量以及平面和高程控制网的复核。
结束语
土地整治是指在一定的区域范围内,依据社会和经济的发展以及土地利用的整体规划,对土地利用的不充分、不合理甚至混乱现象进行改造、调整和综合治理的过程。而测绘技术是土地整治的基础性工作,贯穿于土地整治的每一个环节。我国是土地资源大国,国家非常重视土地整治工作,而土地整治能够适时地补充耕地、强化节约集约用地、提升土地的产能和盘活存量土地,具有十分重要的作用。可见,在土地整治中充分利用测绘技术,对于提高土地整治项目的成果质量和测绘技术具有十分重要的意义。
参考文献:
[1] 陈基伟,周金龙,郁钧,等.上海市农村建设有关设施用地指标体系研究[J].上海国土资源,2011,32(3):57-62.
【关键词】测量;比例尺;共同点;不同点
1 土地管理的基础性工作
地籍测量的地籍图测绘是地籍要素与权属有关的地形要素的集合。它主要是对宗地的地籍界址点、权属界线、土地用途等的定位与定性相结合的测绘工作,在定位测量方面有着较高的精度要求。地籍测量是土地管理的基础性工作,它的作用主要体现在地籍测量成果、资料的使用功能土,地籍测量成果、资料在土地管理和土地科学利用方面具有法律性、经济性、社会性和地理性作用。
2 大比例尺数字地形图测绘
大比例尺数字地形图测绘就是通过电子速测仪、电子数据终端,并逐步地构成野外数据采集系统,将其与机助制图系统结合,形成了一套从野外数据采集到内业制图全过程、实现数字化和自动化的测量制图系统。数字测图的基本思想是将地面上的地形和地理要素转换成数字量,然后由计算机对其进行处理,得到内容丰富的电子地图,需要时由图形输出设备输出地形图。
3 地籍测量与大比例尺数字地形图测绘的共同点
地籍测量与大比例尺数字地形图测绘都涉及图形的测绘,因而在图形测绘的工作过程中,存在着许多共同之处:
(1)测图成果都是大比例尺。
(2)依据的基础理论与方法相同。地籍测量和大比例尺数字地形图测绘都是依据测量学的基础理论和技术方法,通过使用测量仪器量测角度、距离、高程来确定地面界址点或地物、地貌特征点的平面位置。
(3)遵循的平面控制网的布设原则相同。地籍图测量和大比例尺数字地形图测绘都遵循着“先整体到局部、先高级到低级、分级布网逐级控制”的原则。
(4)采用的投影方式和坐标系统相同。当长度变形值不大于2. 5cm/km时,地籍图和大比例尺数字地形图测绘都是采用高斯一克吕格正形投影统一30带的平面直角坐标系统;当长度变形值大于2. 5cm/ km时,一般采用抵偿高程面上的高斯正形投影30带的平面直角
坐标系统,或高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统;当面积小于25km2测区时,一般不经投影而采用平面直角坐标系统在平面土直接进行计算。
(5)采用的图幅分幅方法及编号相同。地籍测量和大比例尺数字地形图测绘的图幅分幅都是采用坐标格网的矩形或正方形分幅法。图幅编号按图廓西南角坐标(整lOm)数编码,纵坐标在前,横坐标在后,中间短线连接。
(6)测图方法相同。地籍测量和大比例尺数字测量均是先控制测量、图根测量,再碎部测量。测量成果输入计算机,采用数字化成图。
4 地籍测量与大比例尺数字地形图测绘的不同点
4.1 测图目的及应用范围不同
地籍测量是以权属管理工作为目的,专门用于地籍管理和土地登记,应用范围狭窄。大比例尺数字地形图测绘是以客观反映地表上的地物、地貌为目的,主要用于规划、设计和工程施工等,应用范围比较广。
4.2 测图要素选择不同
地籍测量的测图要素主要是地籍界址点、界址线、权属关系、地籍号、地类号、土地用途、土地面积等与土地管理有关的内容,有很强的专业性和侧重点。地籍图上反映的地物较少,不要求反映地貌。虽然地籍图上也有一些地理要素和社会经济要素,但它们是作为地籍要素的一些环境因素而表示的,起定位和衬托作用,而大比例尺数字地形图测绘要表示的是地面上的所有地物、地貌要素,如地面上的河流、山脉、道路、居民点、地面高低起伏等。
4.3 图上表示的内容不同
地籍测量的地籍图测绘首先应考虑表示权属、权属关系、土地用途等一系列内容。地籍图上所显示的现象往往是地表上看不到或无法直接量测的,如地籍号、地类号、权属界线等,因此地籍要素反映的比较充分、细腻。此外,地籍测量要求地籍图上所表示的内容与地籍
调查所搜集的信息内容必须完全吻合,并保持高度的一致性。而大比例尺数字地形图测绘只强调客观地反映地表上的地物、地貌。
4.4 测量点位精度要求不同
地籍测量的精度包括地籍控制测量精度和地籍图测绘精度,《城镇地籍调查规程》规定地籍图根控制点相对于邻近基本控制点的点位中误差在图上不得超过±0.1mm,测站点相对于邻近地籍图根控制点误差不得超过图上±0.3mm。因界址点为地籍图的主要因素,界址点的坐标精度代表了地籍资料的定位精度。界址点的图上位置精度是影响地籍图面精度的主要因素。
《规程》要求地籍原图上相邻界址点间距、界址点与邻近地物点关系距离的中误差不得超过图上0.3mm,宗地内部与界址边不相邻的地物点,不论用何种方法勘丈,其点位误差不得大于0.5mm,邻近地物点间距中误差不得大于图上0.4mm。因此,地籍界址点测量的精度
要求与成图比例尺关系不大,主要是指实地点位测定精度。地籍测量测出的地籍图用于土地管理部门,确定每宗地的面积,地籍测量对测量的平面精度要求较高。
大比例尺数字地形图测绘与成图比例尺关系很大,一般是指图上的点相对于实地同名点位的测定精度。地形测量规范要求:重要的地物与地物轮廓对于附近图根点的平面位置中误差不大于图上±0. 6mm,次要地物与地物轮廓位置中误差不大于±0.8m m。因此,在相同比例尺的情况下,地籍测量对细部界址点的测定精度要求比大比例尺数字地形图测绘的测量精度的要求高。大比例尺数字地形测量对平面测量,高程测量精度均要求。
4.5 依据的《规程》、《图式》不同
地籍图测绘是以表示地籍调查信息为主要内容的平面图,作业依据是1993年国家土地管理局制定的《城镇地籍调查规程》,在表现形式上还有专门的地籍图图式。大比例尺数字地形图测绘依据是国家测绘局制定的《1: 500,1:1000,1:2000比例尺(地形测量规范)》和相应的地形图图式符号。
4.6 测图程序不同
地籍图测绘在程序上必须先进行土地权属调查,地籍图测绘是以权属调查为先导,以权属调查的结果为基础的,未进行权属调查就不能进行地籍测图。大比例尺数字地形图测绘则不受其限制和约束。
5 充分发挥地籍测量与大比例尺数字地形图测绘的优势
5.1 利用大比例尺数字地形图编绘地籍图
地籍图必须有众多的地物要素作衬托,才能清楚地表现出地籍要素的位置特征。利用现势性好、精度高、相同的大比例尺数字地形图或像片影像图作底图,并从其图上择取或套绘必要的地物信息,经野外采集界址点坐标、修测与补测,再依据校核后的宗地勘丈数据编绘
地籍图,既能保证成图精度,缩短成图周期,降低成本费用,又能满足土地管理的需要,因此,它在建制镇、村庄地籍测量中具有广阔的应用前景。
5.2 利用地籍测量资料更新大比例尺数字地形图
地籍测量是以坐标数据为主要表现形式的,作为界标物的道路、水面界线、房屋、各类墙栅等地物都有较好精度的点位坐标。因此,我们可利用地籍测量提供的房屋拐角点及地物特征点的点位坐标,及时更新大比例尺数字地形图,以保证成图的现势性。
关键词:高程 模型 制作 应用 研究
一、引言
信息技术的发展,使地图制图技术发生了根本性的变革。数字化、自动化和智能化成为测绘生产的主要技术手段,测绘基础工作由原来的单一生产模拟地图转变为生产基础地理信息产品。“4D”产品技术的应用越来越被重视。它是现阶段技术水平上遥感与GIS相结合的成功之路。4D作为国家基础地理空间框架数据的主产品形式,正逐步替代传统的模拟地图,在国民经济的众多领域得到广泛应用,DEM-数字高程模型作为“4D”产品之一的模块在测绘领域占主导力量,DEM是地理数据库中的核心数据,是进行地形分析的基础,被广泛应用于测绘、遥感、资源、环境、城市规划、农林、灾害、水电工程及军事等领域。
二、数字高程模型的简介
数字高程模型(Digital Elevation Model),简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型,是数字地形模型(Digital Terrain Model,简称DTM)的一个分支,其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为,DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子,如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布,其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型,其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。DTM的另外两个分支是各种非地貌特性的以矩阵形式表示的数字模型,包括自然地理要素以及与地面有关的社会经济及人文要素,如土壤类型、土地利用类型、岩层深度、地价、商业优势区等等。实际上DTM是栅格数据模型的一种,它与图像的栅格表示形式的区别主要是:图像是用一个点代表整个像元的属性,而在DTM中,格网的点只表示点的属性,点与点之间的属性可以通过内插计算获得。由于地形起伏形态通常是高程来表示的,所以DTM也称为数字高程模型(DEM)。如下图所示数字地面模型的真实表现:
三、DEM的数据源及采集方法
建立DEM的方法有多种。从数据源及采集方式讲有:(1)直接从地面测量例如用GPS、全站仪、野外测量等;(2)根据航空或航天影像,通过摄影测量途径获取,如立体坐标仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等等;(3)从现有地形图上采集,如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集,然后通过内插生成DEM等方法。DEM内插方法很多,主要有整体内插、分块内插和逐点内插三种。整体内插的拟合模型是由研究区内所有采样点的观测值建立的。分块内插是把参考空间分成若干大小相同的块,对各分块使用不同的函数。逐点内插是以待插点为中心,定义一个局部函数去拟合周围的数据点,数据点的范围随待插位置的变化而变化,因此又称移动拟合法。有规则网络结构和不规则三角网(Triangular Irregular Network, 简称TIN)两种算法。目前常用的算法是TIN,然后在TIN基础上通过线性和双线性内插建DEM。用规则方格网高程数据记录地表起伏的优缺点。优点:(X,Y)位置信息可隐含,无需全部作为原始数据存储,由于是规则网高程数据,以后在数据处理方面比较容易。缺点:数据采集较麻烦,因为网格点不是特征点,一些微地形可能没有记录。TIN结构数据的优点:能以不同层次的分辨率来描述地表形态,与格网数据模型相比,TIN模型在某一特定分辨率下能用更少的空间和时间更精确地表示更加复杂的表面。特别当地形包含有大量特征如断裂线、构造线时,TIN模型能更好地顾及这些特征。
基于JX一4CDPW 数字摄影测量系统的不断升级,新版本的JX一4C在向量测图模块中增加了构TIN功能,并能对TIN进行实时编辑,使DEM产品联合高效制作成为可能,TIN是表现地形模型的不规则三角网(triangulat―ed irregular network)。选择已有向量(dxf、vtr)构TIN后直接生成DEM,因此TIN在系列作业中起重要的桥梁作用。其显著优点是可变的分辨率,即当地表粗糙或地貌形态变化剧烈时,TIN能包含大量的数据点,而在同样大小的区域TIN与规则的格网相比则只需最少的数据点。TIN在GIS中得到普遍使用,特别是在三维可视化方面受到格外关注。
1. 利用矢量数据创建TIN制作DEM
(1)数据源的准备。将已知的外部数据导入,作为相关初值,经过一系列加工后进行DEM的制作。一般常用的外部数据有――向量数据。
向量数据指在JX-4CDPW软件窗口下直接打开已有的向量文件,删掉不参与相关的向量(如:房屋、高架桥、等级路等高于地面的数据),否则生产的DEM数据会出现非法值与地面产生矛盾。只利用其地貌数据中的等高线、地表高程点、冲沟及湖波、水库等面状的静态水域的水涯线等基本特征线和特征点,关闭无需构TIN的非地表元素基础数据。如建筑类、桥梁类、管线类、地貌中的比高及桥上和双线路上与地面矛盾的高程点,并检查高程点有无异常值和删除在测图过程中产生的废层。为了提高工作效率和DEM的质量,我们将准备好的矢量数据在JX-4CDPW窗口下以三维的形式导出dxf格式,在AutoCAD平台下在山谷和山脊中以捕捉的形式加特征线,然后再把特征线导入到JX-4CDPW窗口下与矢量数据镶嵌到一起映射到立体模型上进行基础数据的检查。注:导入的数据必须带有三维坐标即(X、Y、Z),否则在AutoCAD中加的特征线不能使用,在立体模型下检查无误后方可构TIN。
(2)检查TIN数据
TIN为表现地形模型的不规则的三角网。由于受计算机能力的限制,在立体模型上直接编辑三角网有所困难,作业时一般利用间接的方法进行TIN的编辑,编辑单位以图幅、像对均可,他们中间必须有足够的重叠,在有三角网映射的立体模型上,寻找没有切准地面的三角网点,在此处加测特征点或特征线,同时对特殊区域进行处理,如:水域、森林、人工破坏地貌、湖波等面状静态水域水涯线上的高程值应一致,不能与实地相矛盾。处理完成后以新旧特征点线再次构TIN,映射到立体模型上再次进行编辑,这样迭带数次,直到TIN区域的三角网点全部切准地面。注:此工作必须做到与立体模型相匹配,若出差错既影响后期DOM的制作而且DEM也得返工,这样我们事倍功半了。
(3)DEM的提取
利用编辑好的TIN的矢量数据,在JX-4CDPW窗口下DEM图窗口中选择“TIN―提取特征点线矢量”直接内插成(5m×5m)的大区域DEM并保存,一般可将628幅1:1万比例尺的DEM拼成一个大区域。
(4)DEM的裁切
1:1万标准图幅的DEM解算范围,起止格网点坐标计算公式为:
X起=Int[max(x1,x2,x3,x4,)/d+1]×d
Y起=Int[min(y1,y2,y3,y4,)/d]×d
X止=Int[min(x1,x2,x3,x4,)/d]×d
Y止=Int[max(y1,y2,y3,y4,)/d+1]×d
式中:x1,x2,x3,x4, y1,y2,y3,y4,为内图廓点坐标,d为DEM格网尺寸。
X起,Y起为DEM起始点坐标,X止,Y止为DEM终止点坐标。
在JX-4CDPW窗口下打开大DEM利用【命令窗】下的【操作区域】选取外图廓边线进行DEM外裁切。
裁切好的DEM必须按国家1:1万标准分幅的图号保存。如K49G079030.dem
单图幅DEM必须按规范要求严格接边,接边后不应出现裂缝,重叠部分的DEM值应在DEM要求的限差范围,达到规范精度后方可输出DEM的最后成果。
2. 利用原始影像生产DEM
在没有数据源的情况下,制作DEM时我们完全依据立体模型获取DEM。我们首先要对模型加特征点和线,特征点和线指地表起伏的地貌特征及地形变换处,高差较大的区域也得精确采集与影像一起直接相关出大格网的DEM。注:如果遇到森林或其他植被与周围色差较分明时就必须在此区域加特征线,然后在立体模型下进行TIN的编辑,编辑好后再生产出最终DEM成果。这种方法只针对大比例尺的DEM制作,相对精度较低只适用于公路设计与一般规划所参考。
四、DEM在实际生产中优缺点及存在的问题
1. DEM 生产的优点:
① 在JX-4CDPW窗口下,直接创建TIN生成DEM不但快捷、方便而且平面精度高。
② 矢量数据经过严格接边裁切,所以DEM无需接边就能达到精度要求。
③ 在此窗口下编辑静态水域相当方便,还可以裁切成用户所需的任何大小范围的DEM数据。
缺点:
① 在生成DEM前的工作量较大,在修测TIN的重复工作量大,如果大区域DEM制作时,TIN的映射速度慢而且容易死机。
② 如果所生产的DEM数据过大或地貌特征弯曲幅度范围较大时,TIN就无法生成,所以就必须将矢量数据裁切成小面积的初始数据,再将小范围DEM拼接成所需DEM。
③ 数据采集较麻烦,因为网格点不是特征点,一些微地形可能没有记录。
2. DEM 生产中存在的问题
①目前生产DEM面临的主要问题是影像匹配的可靠性不完善,必须结合人工手段检查DEM在匹配中所产生的粗差进行相关的修改。
②在输出DEM成果后利用4D软件检测DEM数据时,一个完整的DEM图幅数据中有一个DEM格网点为空数据,这个空数据用人工方法检测不到,而且这个空数据的原因也未发现。有待于进一步研究发现。
③由于拍摄时间与制作时间不一致,地貌和地形变换有所不同,给外业调绘和内业JX4测图带来了很大的不便,而且造成DEM数据与实地不符。这样DEM的地形体现就缺乏真实性。
五、DEM成果的质量控制
(1)在JX-4CDPW窗口下,使DEM格网数据映射到单像对模型下,利用人工检测DEM格网点切准立体地面情况。
(2)利用4D checker软件平台根据等高距、色谱等参数的设置检查DEM数据,检查等高线有无突变情况。
(3)将DEM数据反生成等高线与矢量数据进行套合比较,套合差应在1/2等高距范围内。
(4)查看DEM接边精度报告,检查同名格网点高程值是否符合要求。
(5)格式一致性检查:检查数据文件存储组织、文件格式、文件名称是否符合要求。
(6)格网参数检查:检查格网尺寸、起止格网点坐标、图幅范围是否符合国家要求
六、数字高程模型(DEM)的主要功能
由于DEM是表现地表的坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布,其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型,其他如坡 度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。其主要功能有:
1. DEM是各种非地貌特性的以矩阵形式表示的数字模型,包括自然地理要素以及与地面有关的社会经济及人文要素,如土壤类型、土地利用类型、岩层深度、地价、商业优势区等等。
2. 实际上DEM是栅格数据模型的一种。DEM描述的是地面高程信息,它在水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、 通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。
3. 由于DEM描述的是地面高程信息,它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。
七、数字高程模型(DEM)在实际生产生活中的应用
由于DEM描述的是地面高程信息,它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、 通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。
1. 在工程建设上,可用于如土方量计算、通视分析等;在防洪减灾方面,DEM是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础;在无线通讯上,可用于蜂窝电话的基站分析等等。
2. 在生产中具有广泛的使用价值,从20世纪50年代至今,DEM在测绘和遥感、通信、农林规划、土木工程、军事、地学分析等领域都得到广泛而深入的研究。许多行业由于DEM的渗透和应用而发生了巨大的变化。例如:在通信领域,信号传播环境如地形(高山、丘陵、平原、水域)、建筑物(高度、分布、数量、材料)、植被特征、天气状况等是影响通讯信号质量的关键。
3. 在其它信息如植被、建筑物等的配合下,DEM常常用来进行各种通讯设施如电台、电视台发射机等的辅助选址、通讯网络的规划设计、移动通讯传播模型校正等。
八、结束语
本文结合生产实践首先介绍了DEM产品数据源的准备、生产方法、功能及面临的问题和DEM产品在实际生产生活中的应用。再次介绍了结合生产实际对数字测绘产品质量检查和质量控制问题进行了初步探讨。科技的进步推动着测绘数字化、信息化和集约型测绘经济的发展,空间数据框架以基础数字高程模型为地理参考基础信息,地图仅作为次级表现内容的集成成为“地球空间数据框架”的核心。三维数据和以影像为基础的系统之间的结合将产生更逼真的环境表示。影像地图、数字地图等新图种、制图新工艺迅速大量涌现,并得以广泛应用。
参考文献
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[5]中国四维测绘技术北京公司,自动空中三角测量系统,2001.
关键词:数字化;地形测量;应用
中图分类号:Q142.4 文献标识码:A 文章编号:
数字化测图地形测量主要有两大内容,控制测量及地物地貌测量,传统的白纸测图法一般采用解析法及极坐标法,其成果为模拟式的图解图,成图周期长、精度低、劳动强度大,如今已被逐渐淘汰。数字化地形测量是随着电子全站仪及电子计算机的普及而兴起的一种新技术,它以传统的白纸测图原理为基础,利用GPS接收机、电子全站仪等先进的测量仪器和自动化成图软件,采用各种灵活的定位方法进行的以数字信息表示地图信息的测图工作,成果为模型式的数字图,成图速度快、测量精度高,且易更新,大大提高了工作效率,本文现就测绘数字化在地形测量中的应用进行粗浅探讨,以供参考。
1数字化地形测量技术的程序
1.1测量步骤
数字化地形测量步骤含两大环节,控制测量与计算机辅助平差计算、碎部数据采集与软件编图成图,两环节间通过数据传输,实现平行施工或顺序施工,较之传统地形测量极大缩减了中间生产环节。
1.2方案设定
应结合仪器设备条件确定数字化地形测量方案,不同的仪器设备其设定的方案也不同,一般可选用静态GPS网作基本控制,动态GPS、导现作加密控制,支导线补充测站点,动态GPS、全站仪碎部数据采集,再由计算机软件机助成图。
1.3方法选择
数字化地形测量原则上讲究“先控制、后测图”,但在实际中,可同时进行控制测量与碎部测图,甚至,只要将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站(图形)纠正,即可先测图后控制。在数字化地形测量中,碎部测图只是个数据采集的过程,成图大量的工作量从外业转移到了内业,目前,碎部成图作业方法较多,以简码法最为成熟。
2数字化地形测量具体实施步骤
2.1控制与图根测量
当前,平面控制测量主要有三大方法,利用静态GPS配合导线法、利用动态GPSRTK测量直接实测图根点以及单一导线或导线网法。控制点高程测量则是结合甲方要求及测区地形情况,采用水准测量、三角高程测量或全站仪直接高差方法进行,在已知高程点较多情况下,也可采用GPS高程拟合方法进行,但与其他方法相较,GPS高程拟合精度偏低,故只能在精度要求不高情况下采用。
2.2碎部测量
碎部测量的主要方法为全站仪极坐标法,在仪器中实时记录数据,再配合绘制外业草图,在实测得多数碎部点的坐标后,利用软件中的距离交会、方向交会、十字尺测量法或量算定点等获取其余各点坐标,再辅以软件中的拷贝、偏移、延伸自动绘制等高线等功能,最终获取图形。
2.3选择地形图测量软件
选好地形图测量软件极为重要,一是要适合本单位实际生产组织情况,二是功能强大界面友好,简单易学,三是符合甲方需要。目前测绘成图软件主要有南方CASS系列、清华山维、北京威远图、广州开思等。
外业测量结束后,即可用传输线将全站仪与计算机相连接传输数据。电脑里存储的数据都是纯文本格式,若需修改直接编辑即可。内业编辑方面,以南方CASS系列软件为例,具体如下:1)展点:打开CASS,在标题栏点击绘图处理,选择展测点点号及高程点。为去掉多余的高程点,展绘高程点可给个距离。2)连线:根据外业草图用符号及线型连接需要连接的点,如实反映测区地物地形。在连线时要注意坎子等有向线型的朝向。可在拐弯时增加几个点以预防线状地物拟合时弧度过大。对于规则地物(如房屋),可利用几何原理作平行线、拐直角、对称等方法作图。3)勾绘等高线:若地物地貌情况复杂,则生成的等高线往往杂乱,则可先自动生成,再计曲线及间曲线用样条曲线命令spline进行重画。4)绘制地形底图:完成编辑即可打印输出地形底图供野外检查巡视使用。
2.5野外检查
此为地形测量的重要一节,对最终质量成果有直接影响,在内业连图过程中不可避免出现错连、漏连或表示不合理之处,如一楼电线杆、井盖、路灯、等高线等独立地物,因此外业自检尤为必要,检查过程中要坚持全面跑到、看到、量到,及时纠正错误之处。
2.6地形图的分幅
地形图分幅一般有50×50或40×50,为方面填每幅图左上角的接合表,分幅前最好作好图幅接合表,仍以CASS为例,只需改好Ac50tk.dwg及Ac45tk.dwg两个文件的测绘单位、用图单位、测量员等信息,日后调用即可,无需一一更正每幅图。
2.7成果图输出
在分好幅、图廓整饰完成后即可打印输出成果,在完成第一幅图打印后,要用格网尺检查图框大小,以≤O.3mm为准,若超过限差需在绘图仪里校准,重新设置。
3数字化地形测量的注意事项
3.1碎部要点
碎部点的取舍与测量休戚相关,测点过少则难以把握地形的基本要素,过密又会造成成图密集,因此确定碎部点要注意如下几点:1)若建筑物较方正,则测出三点即可,由计算机完成第四点,不规则的多边形建筑物需全部实测点位。2)不规则地貌应尽量多测。3)对于桥梁、广告牌等程序中规定顺序绘制的图块,尽量按照其顺序测量。
3.2数字化地形测绘过程中的误差问题
在数字化测绘过程中采用了全站仪、电子测绘手簿等先进的仪器及设备,测距精度高,能有效避免人为造成的误差或错误,但在实际测绘过程中仍难免存在诸多问题,如当碎部点已经达到图根点的精度水平,而描述误差又太大时,这时描述误差就是决定质量成果的重要因素。例如在塘边、对沟边进行测绘时往往存在这些问题,包括立镜所选择的位置是否合适等。此外,当地形复杂,记录难度增加的同时往往也会导致编辑错误,造成地物、地形与实际地形情况不吻合,影响实际测量结果,所以,因此成图后需加强实地检查,及时对错误进行纠正,从而提高数字地图的精度及质量。
3.3等高线的处理不恰当
数字化处理地图时,测绘软件中的等高线通常都是以野外所采集的具体地貌点的高程,再通过等值的内插方法,以基本等高距来插绘出一系列的等值点,然后用圆滑的线条将这些点连接起来形成等高线。然在实际测量过程中,并非所有地形的地貌点都可采用等高线内插的方式实现,即,在进行数字化测绘的过程中,通过软件建立起来的地形数字化模型与实际情况有可能不符,造成模型失真,因此须进行人工干预,删除掉软件自动组网过程中不能进行内插的三角边。而要做好此工作,关键是凭借数字测绘人员的操作技术及经验。如,在确定等高线时,位于沟、坎中的地貌点就不能通过近似的选在与其坡下面较远的点来插绘等高线,以免造成生成的等高线悬空。或者是深入地底下等现象,导致获得的局部地形完全出错。此外,在等高线不能穿过建筑物或道路的情况下要建立DTM模型,此时为确保数字地图能充分反映出实际的地形图,在绘制好后务必要对局部进行完善就修补。
总之,数字化地形测量将传统的逐级控制法与现代测量技术手段完美结合,
不但使得野外作业得到有效减轻,且作业速度快,精度高,此外,还能避免重复测绘,极大地节约了资金,效果及效益明显,但另一方面,数字地形图成图过程中也存在一些问题,如缺乏恰当的等高线处理、自检工作不力、缺乏全面准确的野外数据采集等,因此,在实际工作中,要不断加强数字地形测量相关人员的质量意识及工作责任感,并提供相关的培训机会,全方位地提高测绘人员的技能,从而高质量地完成数字地形图。
参考文献:
【1】屈桂荣.数字化地形测量初探【J】.黑龙江科技信息,2010(12):28.