時(shí)間:2023-03-02 15:11:39
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇地形圖測(cè)繪論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1. 引言
隨著數(shù)字地形圖的廣泛應(yīng)用,為了便于進(jìn)行空間方面的量測(cè)和分析,人們對(duì)它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求,為此,在借鑒二維數(shù)字地形圖和數(shù)字地面(或高程)模型優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,克服二維數(shù)字地形圖在空間表示和應(yīng)用方面的不足,提出了測(cè)繪三維數(shù)字地形圖的想法。
為此,本論文主要對(duì)三維數(shù)字地形圖的測(cè)繪技術(shù)展開分析探討,以期從中找到可靠有效可行的數(shù)字地圖測(cè)繪技術(shù),并以此和廣大同行分享。
2. 三維數(shù)字地形圖的地形數(shù)據(jù)及表達(dá)方法分析
地形數(shù)據(jù)即為表現(xiàn)地勢(shì)走向的地貌數(shù)據(jù),包括平面位置和高程數(shù)據(jù)兩種信息,這兩種信息目前主要通過野外測(cè)量、航空航天遙感影像和現(xiàn)有地形圖數(shù)字化三種方式獲得。航空攝影測(cè)量一直是地形圖測(cè)繪和更新的有效手段,其所獲取的影像數(shù)據(jù)是高精度大范圍的DEM生產(chǎn)最有價(jià)值的數(shù)據(jù)源。另外,近年來出現(xiàn)的干涉雷達(dá)、激光掃描儀等新型傳感器數(shù)據(jù)被認(rèn)為是快速獲取高精度、高分辨率的DEM最有希望的數(shù)據(jù)來源。通過全站儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)等手段可獲取較小范圍、大比例尺、高精度的地形建模數(shù)據(jù),同時(shí)也是對(duì)航空攝影測(cè)量和地形圖數(shù)字化的一種補(bǔ)充。實(shí)際工作中,具體采用何種數(shù)據(jù)源和相應(yīng)得生產(chǎn)工藝,一方面取決于數(shù)據(jù)的可獲取性,另一方面也取決于應(yīng)用的目的和對(duì)數(shù)據(jù)的要求,包括DEM的分辨率、數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)量大小和技術(shù)條件等。
三維數(shù)字地形圖是用規(guī)則格網(wǎng)和高程注記點(diǎn)來表達(dá)地形地貌的。為了不影響地圖符號(hào)表達(dá)地物和地形,采用分布規(guī)則的格網(wǎng)式DEM較為妥當(dāng)。格網(wǎng)的大小一方面取決于相應(yīng)地形圖的分辨率,一般說來,地形圖的比例尺越大,對(duì)地物和地形表達(dá)的精度就越高即越精細(xì),則格網(wǎng)就越??;另一方面取決于制圖區(qū)域地形的復(fù)雜程度,一般說來地形越復(fù)雜或越破碎,為了表達(dá)地形時(shí)不失真,格網(wǎng)就應(yīng)越小。在一幅地形圖上,考慮到在實(shí)際中,有的地方地形比較復(fù)雜,而另一些地方則比較簡(jiǎn)單,可用四叉樹結(jié)構(gòu)來表達(dá)格網(wǎng),即用大格網(wǎng)來表達(dá)簡(jiǎn)單的地形,而用小格網(wǎng)表達(dá)復(fù)雜的地形,即采用橫向的多分辨率技術(shù)表達(dá)地形。構(gòu)建三維數(shù)字地形圖時(shí),必須確保DEM與線劃地形圖是同一個(gè)空間參考框架下的;編制地形圖時(shí),可將DEM格網(wǎng)點(diǎn)放在一個(gè)單獨(dú)的圖層上,這樣可根據(jù)需要打開或關(guān)閉它。高程注記點(diǎn)反映地面上坡度變化處的高程。
3. 三維數(shù)字地形圖測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用探討
3.1 三維地形數(shù)據(jù)的采集
三維地形數(shù)據(jù)采集包括兩個(gè)階段,一是:外業(yè)采集,主要是利用全站儀采集地形點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)(包括平面坐標(biāo)及高程)。由于受通視條件、勞動(dòng)強(qiáng)度等因素的影響,只能采集地形特征點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù),地形特征點(diǎn)一般是指山谷點(diǎn)、山脊點(diǎn)、洼地、山腳點(diǎn)、山頂?shù)鹊取S捎谶@些特征點(diǎn)的密度不夠和分布不均勻。這樣在對(duì)有些地區(qū)的地表高低起伏就很難精確的表示。二是:內(nèi)業(yè)加密,就是將外業(yè)采集的數(shù)據(jù),通過內(nèi)插的方法對(duì)特征點(diǎn)的密度和分布進(jìn)行有效處理,獲得分布均勻,密度適當(dāng)?shù)牡匦吸c(diǎn)及高程,使其更能詳細(xì)的反映地勢(shì)的走向。
在利用全站儀野外獲取三維地物數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí),地物底部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)的獲取是比較容易的,難點(diǎn)在于怎樣獲取地物頂部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)。以建筑物為例進(jìn)行說明,其頂部特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以通過測(cè)量其相應(yīng)的底部特征點(diǎn)的平面位置和高程,然后量測(cè)其高度的方法獲取,也可以放置棱鏡到頂部特征點(diǎn)上直接測(cè)量的方法獲取,還可以用無棱鏡測(cè)量進(jìn)行建筑物頂部特征點(diǎn)的方法獲取。其中,無棱鏡測(cè)量對(duì)于沒有反射的物體不能進(jìn)行測(cè)量,因此在建筑物比較密集的城鎮(zhèn)地區(qū),用無棱鏡測(cè)量會(huì)嚴(yán)重受到通視條件和反射條件的制約,使的測(cè)繪工作量大,效率低,有些建筑物的頂部特征點(diǎn)甚至是采集不到的,對(duì)深巷的建筑物底部特征點(diǎn)也很難采集到。當(dāng)然,還可以在建筑物頂部進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,此方法也存在通視條件的限制,還有很高的危險(xiǎn)性,因此對(duì)于大區(qū)域測(cè)繪是不現(xiàn)實(shí)的。
3.2 三維數(shù)字地形圖的測(cè)繪
實(shí)際地面通常不是光滑和均勻變化的,因此在采集的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生斷裂線問。對(duì)于植被茂密、樹林覆蓋地區(qū),數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量采集時(shí)無法切到地面,這樣就不能準(zhǔn)確的反映植被覆蓋區(qū)的實(shí)際地面趨勢(shì),為了使其精度能夠滿足要求,可以在這些地區(qū)采集散點(diǎn)方式進(jìn)行測(cè)量,以便能真正的切到地面的地方進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在必要的時(shí)候還需要進(jìn)行野外測(cè)量的方式進(jìn)行補(bǔ)測(cè)才能達(dá)到精度的要求。具體面向三維地形數(shù)據(jù)的采集測(cè)繪,可以按照如下步驟進(jìn)行:
(1) 定向建模
定向建模之精度是影響整個(gè)產(chǎn)品精度的關(guān)鍵。定向建模的工作流程:用黑白影像建立立體像對(duì)進(jìn)行手工或自動(dòng)內(nèi)定向、相對(duì)定向核線重采樣絕對(duì)定向裁切核線影像立體模型建成。
(2) 數(shù)字高程模型DEM
DEM、DOM可由單模型獲取,也可由批處理直接生成。創(chuàng)建DEM及鑲嵌工作流程:先進(jìn)行影像相關(guān)創(chuàng)建像方DEM像方DEM編輯創(chuàng)建物方DEM物方DEM檢查編輯建立新圖幅物方DEM接邊物方DEM鑲嵌DEM成果。
創(chuàng)建像方DEM前,要先對(duì)每個(gè)像對(duì)中的特征點(diǎn)(峰頂、谷底、鞍部及地形突變點(diǎn))和特征線(山脊線、山谷線、地區(qū)突變區(qū)線、面狀地物的范圍線等)進(jìn)行量測(cè)。量測(cè)特征點(diǎn)和線的目的是獲取像方DEM相關(guān)的初值,對(duì)像方DEM進(jìn)行編輯。
(3) 數(shù)字正射影像DOM
每個(gè)像對(duì)的物方DEM編輯后即可創(chuàng)建正射影像,并進(jìn)行DOM的鑲嵌。正射影像分為黑白正射影像和彩色正射影像。先創(chuàng)建每個(gè)像對(duì)的左、右黑白正射影像,合并左右黑白正射影像后,選擇鑲嵌線對(duì)黑白正射影像進(jìn)行鑲嵌即生成黑白DOM產(chǎn)品。
(4) 數(shù)字線劃測(cè)圖
在定向建模完成之后,如不需要生成DEM、DOM產(chǎn)品,可直接進(jìn)入向量測(cè)圖模塊進(jìn)行測(cè)圖。在向量測(cè)圖模塊中,圖廓及內(nèi)外整飾自動(dòng)生成,已測(cè)向量能夠?qū)崟r(shí)顯示(放大、縮小、編輯等)和映射至立體,具有聯(lián)機(jī)編輯、實(shí)時(shí)符號(hào)化功能,利用測(cè)圖模塊提供的這些工具可以很方便地進(jìn)行測(cè)圖和編輯,實(shí)現(xiàn)測(cè)圖、編輯一體化。
3.3 三維數(shù)字地形圖測(cè)繪的誤差分析
(1) 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的精度和模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量相比一定有所不同,如:光束法區(qū)域網(wǎng)加密與獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)加密的精度差異,全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)沒有機(jī)械傳動(dòng)誤差、圖紙?zhí)缀吓c清繪誤差、展點(diǎn)誤差、主距安置誤差、讀數(shù)誤差等等,出現(xiàn)了影像匹配誤差等。
(2) 圖上的地物點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差主要來源于:像控點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、房檐改正誤差、加密點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、影像掃描中誤差、影像匹配中誤差和定向中誤差等。
(3) 航測(cè)成圖高程中誤差的主要來源于:控點(diǎn)高程中誤差、加密點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、相對(duì)校正中誤差、定向中誤差和測(cè)繪動(dòng)態(tài)中誤差等。
4. 結(jié)語
本文從三維數(shù)字地形圖的相關(guān)概念、數(shù)據(jù)采集的方法和三維數(shù)字地形圖的繪制三個(gè)方面進(jìn)行了研究,對(duì)于三維數(shù)字地形圖測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義,因而是值得推廣的,另一方面,三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)的采集與測(cè)繪,還有很多的技術(shù)細(xì)節(jié)問題需要深入探討,這有待于廣大技術(shù)工作人員的共同努力,才能夠最終實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字地形圖的測(cè)繪與普及應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1] 郭嵐.三維數(shù)字地形圖及其應(yīng)用的研究[J].測(cè)繪通報(bào),2002, (5):10-11.
[2] 李清泉,楊必勝等.三維空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取、建模與可視化[M].武漢大學(xué)出版社,2003.
關(guān)鍵詞:地形圖 圖式 變化及特點(diǎn) 不足
abstract:This article is base on the understanding of The first part of the National basic scale map,1:500,1:1000,1:2000 map style, to indicate It's unique characteristic and what It's lacking, bring forward my personal views. Keywords: digitise, Topographic maps,Schema, Application.
1.引言
地形圖指的是地表起伏形態(tài)和地物位置、形狀在水平面上的投影圖。地形圖圖式是地形圖上表示各種地物和地貌要素的符號(hào)、注記和顏色的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),是測(cè)繪和出版地形圖必須遵守的基本依據(jù)之一,是由國(guó)家統(tǒng)一頒布執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。
改革開放三十年,中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)處在高速發(fā)展階段。原有的《1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》GB/T 7929—1995已不適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)繪的發(fā)展,2007年中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)及相關(guān)部門頒布并實(shí)施《國(guó)家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》。新版《圖式》的出發(fā)點(diǎn),著眼于數(shù)字化地形圖的出圖及入庫(kù),拋棄了手工繪圖,便于識(shí)圖,增加了現(xiàn)代化城市建設(shè)中地物符號(hào),同時(shí)對(duì)各類符號(hào)的應(yīng)用給予詮釋。頒布至今已有四年,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及測(cè)繪生產(chǎn)中起到主要的作用。但在應(yīng)用過程中,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了新《圖式》的不足。
2.解讀
新版《圖式》,在符號(hào)的標(biāo)識(shí)上,添加了如醫(yī)院、展覽館、電影院等公共機(jī)構(gòu)地物符號(hào),圖文并茂,易于識(shí)圖。調(diào)整并規(guī)范了《圖式》符號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),提高了在應(yīng)用領(lǐng)域的兼容性。
2.1新版《圖式》的變化及特點(diǎn)
(1)新版《圖式》規(guī)定的顏色除了單色外,同時(shí)可采用CMYK 印刷色彩模式;95版《圖式》對(duì)于地形圖顏色規(guī)定采用藍(lán)曬、單色或黑棕綠三色印刷。
(2)新版《圖式》在符號(hào)的尺寸及符號(hào)間相互關(guān)系上更趨于嚴(yán)謹(jǐn),便于出圖。
(3)新版《圖式》在符號(hào)與注記上共分為九個(gè)類別:測(cè)量控制點(diǎn)、水系、居民地及設(shè)施、交通、管線、境界、地貌、植被與土質(zhì)、注記。與原有的95版《圖式》在符號(hào)與注記進(jìn)行相比,將95版《圖式》的工礦建(構(gòu))筑物及其它設(shè)施劃歸到居民地及設(shè)施,將地貌和土質(zhì)拆分開,土質(zhì)劃歸到植被與土質(zhì)分項(xiàng)。
(4)增加、刪除及更改了部分符號(hào)。
①.導(dǎo)線及圖根控制點(diǎn)做了相應(yīng)調(diào)整,天文控制點(diǎn)標(biāo)注更加詳細(xì)。
②.居民地及設(shè)施分項(xiàng),新《圖式》中圍墻中間是用方塊來表示, 簡(jiǎn)易房新圖示用“簡(jiǎn)”字填充, 地下建筑物的出入口分類更加明確, 公共設(shè)施及有標(biāo)志的建筑添加了符號(hào)標(biāo)注,例如電信局符號(hào)、公共汽車站等,視覺更加形象。
③.新版《圖式》中添加了城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)的街道符號(hào)。
④.細(xì)分了變電室(所)的屬性。
⑤.刪除了跡地符號(hào),更換了獨(dú)立樹(棕櫚、椰子、檳榔)符號(hào)。
⑥.地物的屬性注記,注記顏色與相應(yīng)地物符號(hào)顏色一致。
3 2007版《圖式》的不足之處
《圖式》在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和測(cè)繪生產(chǎn)工作中起到非常重要的作用?!秷D式》符號(hào)的更新應(yīng)本著以下原則:
①.飛速發(fā)展的現(xiàn)代化規(guī)劃、建設(shè);
②.數(shù)字測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用;
③.在應(yīng)用領(lǐng)域的兼容性;
3.1《圖式》符號(hào)制作上的不足
①.新版《圖式》符號(hào)的制作,需要結(jié)合現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展帶來的新型產(chǎn)物。如商業(yè)繁華中心、機(jī)場(chǎng)、車站等場(chǎng)所中立體停車場(chǎng)的符號(hào)未予設(shè)計(jì)。
②.由于現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展,新版《圖式》未能跟得上入庫(kù)方面的要求。
③.新版《圖式》與《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》(GBT 13923-2006)頒布時(shí)間不一致,造成脫節(jié)。如學(xué)校,在新版《圖式》中分為大學(xué)、中學(xué)(含小學(xué)),而《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》中只有學(xué)校,對(duì)應(yīng)代碼為“340101”,在實(shí)際應(yīng)用中需要對(duì)《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》進(jìn)行擴(kuò)充。
④.新版《圖式》中,公路等級(jí)采用圓圈,在符號(hào)制作及入庫(kù)時(shí)存在一定的技術(shù)難度。
⑤.新版《圖式》中有些符號(hào)存在模糊定義,如4.3.99懸空通廊,采用實(shí)線表示,而4.3.5架空房屋采用虛線表示。
⑥.新版《圖式》中有些符號(hào)表示不完善,如地下建筑物通道,地下建筑物通常起到人防及停車的作用,有些地下建筑物是商場(chǎng)或者超市。這種情況下,需要針對(duì)地下建筑物出入口嚴(yán)格、通俗定義:
上圖中借助了商場(chǎng)及停車場(chǎng)的符號(hào),使讀圖時(shí)易懂、方便。
⑦.符號(hào)的制作設(shè)計(jì)思路宜簡(jiǎn)單實(shí)用,尤其是對(duì)日常生活中經(jīng)常接觸的地物符號(hào),應(yīng)“圖文并茂”。如新版《圖式》中賓館、停車場(chǎng)的符號(hào),簡(jiǎn)單易讀。而電信局、郵局的符號(hào)形狀復(fù)雜,不易判讀。
4.結(jié)論及建議
地形圖涉及的社會(huì)行業(yè)非常多,如電信、交通、天氣、環(huán)保、治安、農(nóng)林等部門。地形圖圖式是用來識(shí)別地形圖的標(biāo)識(shí),標(biāo)準(zhǔn)的圖式能夠科學(xué)的反應(yīng)實(shí)際場(chǎng)地的形態(tài)和特征,既要滿足專業(yè)技術(shù)人員規(guī)劃、設(shè)計(jì),也要滿足非專業(yè)人士的淺讀,是多個(gè)行業(yè)技術(shù)人員識(shí)別地形圖的交換語言。圖式符號(hào)的制作,應(yīng)該汲取“漢字”的構(gòu)造特點(diǎn)—象形,直觀達(dá)意。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)與測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)地圖需求的不斷提高,地形圖圖式還有待在今后的工作中更新。建議地形圖圖式再更新時(shí),應(yīng)廣泛采納多行業(yè)的意見,與應(yīng)用領(lǐng)域同步,同時(shí)在符號(hào)的分項(xiàng)分類中,留出擴(kuò)充空間。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):S75861;P283
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-3168(2012)06-0006-04
收稿日期:2012-11-01
作者簡(jiǎn)介:唐世斌(1963-),男,重慶梁平人,副教授,碩士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)轱L(fēng)景園林建筑工程與規(guī)劃設(shè)計(jì)、3S技術(shù)在風(fēng)景園林學(xué)中的應(yīng)用等。Email:
國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局于1992年12月批準(zhǔn)了《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》(GB/T 13989-92)[1],次年7月1日施行。在實(shí)際使用中,將1993年以前按地形圖分幅編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的地形圖圖幅號(hào)稱為舊圖幅號(hào),1993年以后按新的國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)(即GB/T 13989-92)產(chǎn)生的地形圖圖幅號(hào)稱為新圖幅號(hào)。
現(xiàn)階段,我國(guó)正在使用中的國(guó)家基本比例尺地形圖,其圖幅編號(hào)有新、舊之分,這給人們尤其是市縣級(jí)以下基層生產(chǎn)單位專業(yè)技術(shù)人員帶來了較大的障礙或困難,造成了使用中的不便?!吨腥A人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》(GB/T 13989-92)只是規(guī)范了新的圖幅分幅與編號(hào)規(guī)則,并未給出我國(guó)國(guó)家基本比例尺地形圖新、舊圖幅號(hào)彼此間的換算關(guān)系;為解決新、舊圖幅號(hào)之間的換算關(guān)系,我國(guó)的一些科技工作者從不同角度對(duì)此進(jìn)行了探索研究。筆者通過多渠道檢索,查到17篇相關(guān)期刊論文[2-18]。最早的關(guān)于地形圖新舊圖幅編號(hào)的換算研究文獻(xiàn)發(fā)表于1997年,其中半數(shù)研究文獻(xiàn)發(fā)表于近5年的相關(guān)科技期刊上,這些研究文獻(xiàn)基本上是基于國(guó)家基本比例尺地形圖的經(jīng)緯度條件下,地形圖分幅與圖幅編號(hào)的新舊圖幅號(hào)之間的換算,且多側(cè)重于編程自動(dòng)換算,以方便于科研或生產(chǎn)項(xiàng)目中批量操作管理,但滿足不了基層生產(chǎn)單位專業(yè)技術(shù)人員在實(shí)際工作中遇到的少量或個(gè)別的只用手工即可進(jìn)行的新舊圖幅號(hào)便捷換算方法。
2009~2010年,筆者有幸參與廣西新一輪森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查(即二類資源調(diào)查)的部分縣區(qū)的外、內(nèi)業(yè)工作,尤其是內(nèi)業(yè)制圖工作,在工作中常遇到1∶1萬地形圖新、舊圖幅號(hào)需要彼此間換算的問題,經(jīng)過查閱相關(guān)規(guī)范、文獻(xiàn)資料,反復(fù)探索研究,找到了適用于工作中遇到的少量或個(gè)別的可手工進(jìn)行的新舊圖幅號(hào)便捷換算方法,經(jīng)驗(yàn)證,結(jié)果正確,便捷有效,現(xiàn)將研究成果系統(tǒng)整理出來,供業(yè)界同仁共享,方便工作。
1國(guó)家1∶1萬地形圖新、舊圖幅號(hào)的構(gòu)成及其含義
11地形圖舊圖幅號(hào)
1∶1萬地形圖的舊圖幅編號(hào)是以1∶10萬地形圖為基礎(chǔ)進(jìn)行的,而1∶10萬地形圖的舊圖幅編號(hào)又基于1∶100萬地形圖,其具體的分幅和編號(hào)相關(guān)知識(shí)請(qǐng)查閱相關(guān)規(guī)范、文獻(xiàn)資料。
1∶1萬地形圖的舊圖幅號(hào)由4組代碼組成,各組代碼間用“-”連接:
其中:第1組“×”——1∶100萬地形圖的圖幅列號(hào)(緯度方向),為1位“字符碼”,由于我國(guó)地處地球的東半球赤道以北,圖幅范圍在緯度0°~56°內(nèi),因此,行號(hào)為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N 14個(gè)英文字符之一。
林 業(yè) 調(diào) 查 規(guī) 劃第37卷第6期唐世斌:1∶1萬地形圖新、舊圖幅號(hào)的手工換算方法
第2組“××”——1∶100萬地形圖的圖幅行號(hào)(經(jīng)度方向),為1~2位“數(shù)字碼”,由于我國(guó)地處地球的東半球赤道以北,圖幅范圍在經(jīng)度72°~138°內(nèi),因此,列號(hào)為2位“數(shù)字碼”,為43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54等11組數(shù)字之一。
第3組“×××”——1∶1萬地形圖所在的1∶10萬地形圖,其在1∶100萬地形圖中的位置代碼,即圖位號(hào),為1~3位“數(shù)字碼”;每幅1∶100萬地形圖劃分為12行(經(jīng)度方向)12列(緯度方向)共144幅1∶10萬地形圖,其位置代碼(圖位號(hào))為1、2、3、……、142、143、144等144組數(shù)字之一,在本文中的新、舊圖幅號(hào)的換算公式里用“m”表示。
第4組“(××)”——“( )” 中的“××”,為1∶1萬地形圖在1∶10萬地形圖中的位置代碼,即圖位號(hào),為1~2位“數(shù)字碼”;每幅1∶10萬地形圖劃分為8行(經(jīng)度方向)8列(緯度方向)共64幅1∶1萬地形圖,其位置代碼(圖位號(hào))為1、2、3、……、62、63、64等64組數(shù)字之一,在本文中的新、舊圖幅號(hào)的換算公式里用“n”表示。
第1組代碼(1∶100萬地形圖的圖幅列號(hào)(經(jīng)度方向))和第2組代碼(1∶100萬地形圖的圖幅行號(hào)(緯度方向))共同構(gòu)成1∶100萬地形圖的圖幅號(hào),如廣西南寧市所在的1∶100萬地形圖的圖幅號(hào)為F-49。
1∶1萬地形圖是在1∶10萬地形圖圖幅號(hào)的尾部加上其在1∶10萬地形圖中的位置代碼,即圖位號(hào),如F-49-37-(30)。而1∶10萬地形圖是在1∶100萬地形圖圖幅號(hào)的尾部加上其在1∶100萬地形圖中的位置代碼,即圖位號(hào),如F-49-37。
12地形圖新圖幅號(hào)
1∶1萬地形圖的新圖幅編號(hào)是直接以1∶100萬地形圖為基礎(chǔ)進(jìn)行的。
1∶1萬地形圖的新圖幅號(hào)由5組共10位代碼組成,各組代碼間直接相連:
× ×× × ××× ×××
第1組 第2組 第3組 第4組 第5組
其中:第1組“×”——1∶100萬地形圖的圖幅行號(hào)(緯度方向),為1位“字符碼”,與舊圖幅號(hào)的第1組代碼含義相同,我國(guó)的為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N 14個(gè)英文字符之一。
第2組“××”——1∶100萬地形圖的圖幅列號(hào)(經(jīng)度方向),為2位“數(shù)字碼”,與舊圖幅號(hào)的第2組代碼含義相同,我國(guó)的為43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54數(shù)字之一。
第3組“×”——地形圖的比例尺代碼,為1位“字符碼”,1∶1萬地形圖的比例尺代碼為“G”;其他基本比例尺地形圖的比例尺代碼見《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》[1]。
第4組“×××”——1∶1萬地形圖的圖幅行號(hào)(緯度方向),即在1∶100萬地形圖中的圖幅行號(hào)(緯度方向),為3位“數(shù)字碼”;每幅1∶100萬地形圖的行向(緯度方向)劃分為96行1∶1萬地形圖,其圖幅行號(hào)為001、002、003、……、094、095、096等96組數(shù)字之一,在本文中的新、舊圖幅號(hào)的換算公式里用“x”表示。
第5組“×××”——1∶1萬地形圖的圖幅列號(hào)(經(jīng)度方向),即在1∶100萬地形圖中的圖幅列號(hào)(經(jīng)度方向),為3位“數(shù)字碼”;每幅1∶100萬地形圖的列向(經(jīng)度方向)劃分為96列1∶1萬地形圖,其圖幅列號(hào)為001、002、003、……、094、095、096等96組數(shù)字之一,在本文中的新、舊圖幅號(hào)的換算公式里用“y”表示。
從1∶1萬地形圖的新、舊圖幅號(hào)的構(gòu)成關(guān)系來看,同一幅1∶1萬地形圖其新、舊圖幅號(hào)的第1組代碼和第2組代碼是相同的,只不過是舊圖幅號(hào)的緯度方向?yàn)榱?,?jīng)度方向?yàn)樾?,新圖幅號(hào)的緯度方向?yàn)樾?,?jīng)度方向?yàn)榱?,二者有所不同而已?/p>
其他的國(guó)家基本比例尺地形圖的新圖幅號(hào)構(gòu)成與1∶1萬地形圖的構(gòu)成相同。
2地形圖從舊圖幅號(hào)換算成新圖幅號(hào)
從上述分析知,同一幅1∶1萬地形圖其新、舊圖幅號(hào)的第1組代碼和第2組代碼是相同的,因此在進(jìn)行新舊圖幅號(hào)的換算時(shí),只需要考慮舊圖幅號(hào)中的第3、第4兩組代碼與新圖幅號(hào)的第4、第5兩組代碼之間的關(guān)系即可,而新圖幅號(hào)中的第3組代碼為地形圖比例尺代碼,對(duì)于1∶1萬地形圖來說,為“G”,始終不變。
同4結(jié)語
本文只述及在實(shí)際工作中經(jīng)常使用的1∶1萬地形圖其新、舊圖幅號(hào)的手工換算方法,此法是基于同幅1∶1萬地形圖的舊圖幅號(hào)或新圖幅號(hào)來解決其新、舊圖幅號(hào)的換算問題,直接用舊圖幅號(hào)換算其相應(yīng)的新圖幅號(hào),或直接用新圖幅號(hào)換算其舊圖幅號(hào),而不須該地形圖圖幅的經(jīng)緯度或公里網(wǎng)坐標(biāo)。
文中1∶1萬地形圖新、舊圖幅號(hào)彼此間相互換算的關(guān)系也可用于編程,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)或計(jì)算器進(jìn)行自動(dòng)換算;依照本文解決1∶1萬地形圖新、舊圖幅號(hào)相互換算的思路,也可解決我國(guó)的其他基本比例尺地形圖直接利用其圖幅號(hào)進(jìn)行新、舊圖幅號(hào)間的相互換算。
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中圖分類號(hào): TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一.引言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)及輔助設(shè)施CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)較為成熟的應(yīng)用于建筑、交通和水利工程中。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、測(cè)量?jī)x器智能化及測(cè)繪制圖軟件的自動(dòng)化等相關(guān)先進(jìn)的技術(shù)的應(yīng)用,給水利工程中的測(cè)繪工程帶來了較多有利之處。
二.數(shù)字化測(cè)繪的優(yōu)勢(shì)。
數(shù)字化測(cè)繪是利用計(jì)算機(jī)對(duì)地形空間的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理,完成數(shù)字地圖的繪制,有特別需要時(shí),可以利用數(shù)控繪圖儀來繪制所需要的專題地圖或地形圖。數(shù)字化測(cè)繪以傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖為基礎(chǔ),在全站儀、計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備硬件、計(jì)算機(jī)繪圖軟件的支持下,利用數(shù)字字庫(kù)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形處理方法,將野外數(shù)據(jù)采集到內(nèi)業(yè),并完成制圖。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)通過數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出三大部分的功能,實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪制圖的自動(dòng)化、智能化。同傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比,數(shù)字化測(cè)繪具有以下優(yōu)勢(shì):
1.圖形測(cè)繪更準(zhǔn)確。
利用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)將所采集的地形、地物、地貌等相關(guān)數(shù)據(jù)、信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式,通過數(shù)據(jù)傳輸端口輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖形處理軟件和測(cè)繪軟件進(jìn)行處理,產(chǎn)生內(nèi)容非常豐富的電子地圖。數(shù)字地圖是地理信息系統(tǒng)(GIS)的重要信息來源,存貯較為方便。在現(xiàn)代地形測(cè)繪技術(shù)中,數(shù)字化測(cè)繪已發(fā)展成為利用掌上電腦即PPA在現(xiàn)場(chǎng)完成數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理、成圖。傳統(tǒng)的經(jīng)緯測(cè)繪和白紙繪圖,產(chǎn)生的平面位置及其他信息的誤差較大,而利用數(shù)字化測(cè)繪就似乎,測(cè)繪點(diǎn)精度非常高,從原始數(shù)據(jù)采集到成圖過程中,精度無任何變化,保證了成圖的質(zhì)量。
2.提高了測(cè)繪效率。
數(shù)字化測(cè)繪是現(xiàn)代GIS數(shù)據(jù)采集的重要手段,實(shí)現(xiàn)了勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化、數(shù)據(jù)采集處理一體化、數(shù)據(jù)更新和管理智能化。同傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀配合平板的測(cè)圖方法相比,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的效率高出許多。在通視良好的情況下,利用全站儀以建站點(diǎn)為圓心進(jìn)行觀測(cè),一站可以測(cè)量1公里范圍內(nèi)的地形圖。正常情況下,傳統(tǒng)的經(jīng)緯測(cè)繪法采用白紙繪圖法,一個(gè)作業(yè)組一天僅能測(cè)量200個(gè)地形點(diǎn),而利用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù),可以測(cè)量400各地物點(diǎn),甚至更多。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)大大提高了測(cè)繪的效率,也縮短了成圖的時(shí)間。
三.數(shù)字化測(cè)繪在水利工程中的應(yīng)用。
1.GPS測(cè)繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。
授時(shí)與測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)(Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS),通常簡(jiǎn)稱為“全球定位系統(tǒng)”,即GPS。GPS是以人造衛(wèi)星組網(wǎng)為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。利用設(shè)置在地面或運(yùn)動(dòng)載體上的專用接收機(jī),接收衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位。它是根據(jù)美國(guó)國(guó)防部1973年12月批準(zhǔn)的國(guó)防導(dǎo)航衛(wèi)星計(jì)劃而建設(shè)的。它是由三個(gè)部分組成的,分別為空間衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)、用戶的接受處理裝置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn),也恰巧是這樣的特點(diǎn)才使得對(duì)水利工程的測(cè)量可以向外擴(kuò)展延伸。GPS和多波束測(cè)深系統(tǒng)相結(jié)合,是形成深水底地形測(cè)繪的新手段。
水利工程的選址一般多在地形較為復(fù)雜的河谷溝壑之處,工程周邊地表植被覆蓋較多,測(cè)繪時(shí)通視條件較差,而又缺乏相關(guān)國(guó)家控制點(diǎn),采用傳統(tǒng)光學(xué)儀器進(jìn)行控制測(cè)量的難度較大。利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)較好的解決了此類問題,由于GPS測(cè)量不受氣候條件、地形、測(cè)量時(shí)間的影響和限制,能夠及時(shí)準(zhǔn)確的完成控制測(cè)量和數(shù)據(jù)采集工作,能大幅度減少或免做像控點(diǎn),既有效減少了測(cè)繪的工作量,同時(shí)又較大程度的提高了測(cè)繪的工作效率。
2.RS遙感技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。
遙感技術(shù)RS(Remote Sensing)是在航空攝影測(cè)量的基礎(chǔ)上,隨著空間技術(shù)、電子技術(shù)和地球科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來的,它的主要特點(diǎn)是:從以飛機(jī)為主要運(yùn)載工具的航空遙感,發(fā)展到以人造衛(wèi)星為主要運(yùn)載工具的航天遙感;它超越了人眼所能感受到的可見光的限制,延伸了人的感官;它能快速、及時(shí)地監(jiān)測(cè)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化;它涉及天文、地學(xué)、生物學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域,廣泛吸取了電子、激光、全息、測(cè)繪等多項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)成果;遙感是運(yùn)用物理手段、數(shù)學(xué)方法和地學(xué)規(guī)律的現(xiàn)代化綜合性探測(cè)技術(shù)。遙感,主要是從遠(yuǎn)距離、高空或外層空間的平臺(tái)上,利用可見光、紅外線、微波等探測(cè)器,通過掃描、攝影來傳遞信息和處理信息,從而識(shí)別地面物質(zhì)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由于RS技術(shù)具有時(shí)效性、數(shù)據(jù)綜合性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)各種大的、小的比例尺地形圖都可以快速的利用其影像來獲取水利工程的基本地形圖。利用RS遙感技術(shù)直接進(jìn)行水利工程的流域規(guī)劃,可以根據(jù)像片來直接判讀流域的地形特點(diǎn)和地質(zhì)構(gòu)造,便于合理選擇水利工程的壩址,對(duì)確定水庫(kù)淹沒、浸潤(rùn)及坍塌的范圍有較好作用,同時(shí)對(duì)庫(kù)區(qū)搬遷、經(jīng)濟(jì)賠償及淹沒損失等確定具有參考作用。
3.地理信息系統(tǒng)GIS(Geographic Information System)在水利工程中的應(yīng)用。
地理信息系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)存貯、處理地理信息的一種技術(shù)與工具,是一種在計(jì)算機(jī)軟、硬件支持下,把各種資源信息和環(huán)境參數(shù)按空間分布或地理坐標(biāo),以一定格式和分類編碼輸入、處理、存貯、輸出,以滿足應(yīng)用需要的人-機(jī)交互信息系統(tǒng)。它通過對(duì)多要素?cái)?shù)據(jù)的操作和綜合分析,方便快速地把所需要的信息以圖形、圖像、數(shù)字等多種形式輸出,滿足各應(yīng)用領(lǐng)域或研究工作的需要,地理信息系統(tǒng)是現(xiàn)代水利工程數(shù)字化測(cè)繪的重要技術(shù)支持和測(cè)繪平臺(tái)。
4.數(shù)字化測(cè)繪在水利工程中的應(yīng)用領(lǐng)域。
(1)點(diǎn)位測(cè)設(shè)。水利工程中施工測(cè)量的基本任務(wù)是要測(cè)設(shè)點(diǎn)位,既要求對(duì)已知長(zhǎng)度、高程、角度和坐標(biāo)的測(cè)設(shè),在大中型水利工程中,都需要對(duì)施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行布設(shè)施工控制網(wǎng),之后利用網(wǎng)內(nèi)控制點(diǎn)作為基礎(chǔ)進(jìn)行施工放樣。利用GPS技術(shù)能大大減少施工控制網(wǎng)中的過渡控制點(diǎn),既節(jié)省了成本,有提高了效率。
(2)計(jì)算水庫(kù)庫(kù)容。傳統(tǒng)計(jì)算水庫(kù)的庫(kù)容時(shí),都是采用手工計(jì)算,工作量非常大,而且容易出錯(cuò),計(jì)算精度也較差。通過利用數(shù)字化地形圖,加大了采集點(diǎn)的密度,同時(shí)也提高了面積計(jì)算的精度??梢圆謇L等高線,提高庫(kù)容計(jì)算的精度,能快速計(jì)算書庫(kù)的容量,便于實(shí)現(xiàn)水庫(kù)的自動(dòng)化管理。
(3)水力資源管理。
水力資源管理利用遙感技術(shù)為檢測(cè)手段,利用GIS地理信息系統(tǒng)作為管理平臺(tái),通過RS技術(shù)和GIS技術(shù)能夠客觀、快速、經(jīng)濟(jì)的為大中型水利工程提供地理、環(huán)境、地質(zhì)及水文等相關(guān)信息,是水利工程選址、工程規(guī)劃及設(shè)計(jì)和施工管理的重要分析工具。
四.結(jié)束語:
數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在很大程度上提高了水利工程測(cè)繪的水平,提高了測(cè)繪精度,確保地形圖準(zhǔn)確可靠?,F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用,先進(jìn)測(cè)繪儀器和測(cè)量技術(shù)及測(cè)繪方法,為水利工程的建設(shè)和管理提供了可靠依據(jù)。
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中圖分類號(hào):TN141文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
測(cè)量工作在礦山勘探、設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段起著重要的保障作用,隨著空間信息技術(shù)、數(shù)字信息技術(shù)和自動(dòng)化、智能化技術(shù)的飛速發(fā)展,新型測(cè)繪儀器迅速出現(xiàn)與普及,使礦山測(cè)量在工作內(nèi)容和技術(shù)方法等方面發(fā)生了深刻的變革。運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)量技術(shù)進(jìn)行礦山測(cè)量有助于提高礦山測(cè)量精度,降低測(cè)量工作勞動(dòng)強(qiáng)度,提高礦山測(cè)量效率。
航空攝影測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用已經(jīng)歷了較長(zhǎng)的時(shí)間,并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),較之傳統(tǒng)的測(cè)圖方法,利用航空攝影測(cè)量技術(shù)成圖速度快、成本低、精度高,是一種應(yīng)用極為廣泛的測(cè)圖方法。
精密單點(diǎn)定位技術(shù)的出現(xiàn),為航空攝影提供了新的解決方案。目前國(guó)際服務(wù)組織所提供的精密星歷和精密鐘差的精度已經(jīng)很高。隨著接收機(jī)性能的不斷改善,載波相位精度不斷提高,以及大氣改正模型和改正方法不斷深入,為精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用航空攝影中提供了可能性。[1]
本文以礦區(qū)大小比例尺地形圖測(cè)繪生產(chǎn)為例,介紹了并進(jìn)行基于精密單點(diǎn)定位的GPS/ POS輔助空中三角測(cè)量試驗(yàn),分析并比較了空中三角測(cè)量方法的加密精度,得出了基于精密單點(diǎn)定位的GPS/ POS輔助攝影進(jìn)行大小比例尺航測(cè)成圖時(shí)新的像控布點(diǎn)、像控測(cè)量以及GPS/ POS輔助空中三角測(cè)量加密的方法。
1精密單點(diǎn)定位技術(shù)
精密單點(diǎn)定位(PPP-Precise Point Positioning)指得是利用載波相位觀測(cè)值以及IGS等組織提供的高精度的衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差來進(jìn)行高精度單點(diǎn)定位的方法。利用IGS提供的高精度的GPS精密衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘差,以及單臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)采集的載波相位觀測(cè)值,采用非差模型進(jìn)行精密單點(diǎn)定位。精密單點(diǎn)定位的優(yōu)點(diǎn)在于在進(jìn)行精密單點(diǎn)定位時(shí),除能解算出測(cè)站坐標(biāo),同時(shí)解算出接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差、電離層和對(duì)流層延遲改正信息等參數(shù),這些結(jié)果可以滿足不同層次用戶的需要(如研究授時(shí)、電離層、接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差及地球自轉(zhuǎn)等)。[1]
2GPS輔助空中三角測(cè)量的定義及方法
GPS輔助空中三角測(cè)量是利用GPS定位技術(shù)獲取航攝儀曝光時(shí)刻攝站的三維坐標(biāo),然后將GPS攝站坐標(biāo)視為帶權(quán)觀測(cè)值與攝影測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合平差,確定目標(biāo)點(diǎn)位,并評(píng)定其質(zhì)量的理論、技術(shù)和方法。[4]
3IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量定義及方法
IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量是指利用裝在飛機(jī)上的GPS接收機(jī)和設(shè)在地面上的一個(gè)或多個(gè)基站上的GPS接收機(jī)同步而連續(xù)地觀測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào),通過GPS載波相位測(cè)量差分定位技術(shù)獲取航攝儀的位置參數(shù),應(yīng)用與航攝儀緊密固連的高精度慣性測(cè)量單元(IMU,Inertial Measurement Unit)直接測(cè)定航攝儀的姿態(tài)參數(shù),通過IMU, DGPS數(shù)據(jù)的聯(lián)合后處理技術(shù)獲得測(cè)圖所需的每張像片高精度外方位元素的航空攝影測(cè)量理論、技術(shù)和方法。
將基于IMU/DGPS技術(shù)直接獲取的每張像片的外方位元素,作為帶權(quán)觀測(cè)值參與攝影測(cè)量區(qū)域網(wǎng)平差,獲得更高精度的像片外方位元素成果。這種方法即IMU/DGPS輔助空中三角測(cè)量方法(國(guó)際上稱Integrated Sensor Orientation,簡(jiǎn)稱ISO)。[6]
4 試驗(yàn)及其結(jié)果分析
本文就以兩個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)1GSD為0.272m,相對(duì)航高為2000m,成圖比例尺為1:25000,試驗(yàn)2 GSD為0.15m,相對(duì)航高為1100m,成圖比例尺為1:2000,以試驗(yàn)在礦區(qū)基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)的航空攝影測(cè)量方法成圖的應(yīng)用。
4.1 試驗(yàn)資料
試驗(yàn)1為了滿足某礦區(qū)信息化管理的需求,為礦區(qū)決策、規(guī)劃、普查、資源整合、開發(fā)、資料申報(bào)及建立礦區(qū)全區(qū)域地形圖信息化管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)資料,某礦區(qū)實(shí)施全區(qū)域地形圖信息化管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)-1:25000地形圖航測(cè)成圖工程。測(cè)區(qū)地處太行山南段與中條山北緣的結(jié)合部,地形復(fù)雜,地貌特征以山地為主。要保質(zhì)保量的按時(shí)完成工程任務(wù)只有依靠科技創(chuàng)新,采用新技術(shù),新方法和新裝備才能解決常規(guī)測(cè)繪技術(shù)無法解決的難題。
在本工程航空攝影、像片控制測(cè)量、空中三角測(cè)量和調(diào)繪等環(huán)節(jié)中均采用了新技術(shù)。航空攝影時(shí)采用了先進(jìn)的SWDC數(shù)碼攝影系統(tǒng);像片控制測(cè)量中同時(shí)采用了精密單點(diǎn)定位技術(shù)和似大地水準(zhǔn)面模型兩項(xiàng)新技術(shù);空中三角測(cè)量使用GPS輔助空中三角測(cè)量等。
試驗(yàn)2為了保證某礦區(qū)更好的發(fā)展規(guī)劃和數(shù)字地形圖的現(xiàn)勢(shì)性,建設(shè)成數(shù)字化、生態(tài)型、工業(yè)旅游型中國(guó)煤炭工業(yè)品牌礦井,為生產(chǎn)建設(shè)提供科學(xué)、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),某礦區(qū)利用航測(cè)方法成1:2000地形圖測(cè)繪工程,本工程采用新技術(shù)POS航攝技術(shù)。
4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
為了分析利用精密單點(diǎn)定位技術(shù)進(jìn)行GPS/POS輔助航空攝影測(cè)量方法所能達(dá)到的加密精度,通過試驗(yàn)和數(shù)碼相機(jī)的固有優(yōu)點(diǎn),得出一些結(jié)論。圖1為試驗(yàn)1的像控布點(diǎn)方案,圖2為試驗(yàn)2的像控布點(diǎn)方案,表1列出了GPS/POS輔助空中三角測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)表,表2列出了光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度統(tǒng)計(jì)表。
圖1 試驗(yàn)1布點(diǎn)方案
圖2 試驗(yàn)2布點(diǎn)方案
表1 GPS/POS輔助空中三角測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)表
表2 光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度統(tǒng)計(jì)表
在GPS/POS輔助航空攝影時(shí)必須架設(shè)地面基準(zhǔn)站,是需花費(fèi)人力物力而且費(fèi)時(shí)的工作,尤其是當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較大,在帶狀管線項(xiàng)目中需要設(shè)置多個(gè)基準(zhǔn)站時(shí),作業(yè)難度相當(dāng)大。此次精密單點(diǎn)定位技術(shù)與數(shù)碼相機(jī)結(jié)合應(yīng)用的成功探索,減少了航飛時(shí)基站布設(shè)的工作量。通過上述試驗(yàn)說明,在GPS/POS輔助航空攝影測(cè)量中,可以無需布設(shè)地面基準(zhǔn)站。GPS/POS輔助航空攝影按照常規(guī)航空攝影技術(shù)規(guī)程進(jìn)行攝影作業(yè)是可行的。
從表1、表2可以看出, GPS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差與自檢校光束法的結(jié)果是一致的。這表明,該測(cè)區(qū)的航攝資料是可用的,GPS攝站坐標(biāo)的解算是正確的,利用該試驗(yàn)區(qū)來進(jìn)行GPS輔助光束法平差的精度分析是值得信賴的。
采用現(xiàn)行幾種航空攝影空中三角測(cè)量測(cè)量方法,加密點(diǎn)的精度均可滿足所處地
形相應(yīng)比例尺航測(cè)內(nèi)業(yè)加密的精度要求。試驗(yàn)1、試驗(yàn)2的精度均符合GB/T 7930-2008《1:500、1:1000、1:2000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》、GB/T 12340-2008《1:25000、1:50000、1:100000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》的規(guī)定。對(duì)于常規(guī)光束區(qū)域網(wǎng)平差來說精度主要取決于地面控制點(diǎn)的分布與間距,區(qū)域越大,所需的地面控制點(diǎn)越多,本次試驗(yàn)1分別布設(shè)了69個(gè)地面控制點(diǎn);對(duì)于小比例尺成圖GPS輔助空中三角測(cè)量測(cè)量而言只需在區(qū)域網(wǎng)的四角布設(shè)4個(gè)平高地面控制點(diǎn),其不隨區(qū)域網(wǎng)的大小而變化。對(duì)于GPS輔助空中三角測(cè)量測(cè)量從表1可以看出,隨著地面控制點(diǎn)的減少,區(qū)域網(wǎng)平差的精度有所降低,當(dāng)無地面控制點(diǎn)時(shí)尤為明顯。所以,要達(dá)到測(cè)量規(guī)范所要求的精度,必須采用合理的地面控制方案;對(duì)于POS輔助空中三角測(cè)量測(cè)量來說,布點(diǎn)方案須經(jīng)實(shí)驗(yàn)區(qū)確定,在試驗(yàn)2測(cè)區(qū)共計(jì)600平方公里共布設(shè)39個(gè)像控點(diǎn)(包括檢測(cè)點(diǎn)),節(jié)省了80%的像控點(diǎn),節(jié)約了60%的做像控費(fèi)用。
由于精密單點(diǎn)定位所獲取的攝站坐標(biāo)還不能完全達(dá)到空中三角測(cè)量所需要的控
制點(diǎn)的精度要求,區(qū)域網(wǎng)平差中利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制的系統(tǒng)誤差補(bǔ)償是必不可少的,從表1可看出無地面控制的檢查點(diǎn)的殘差帶有明顯的系統(tǒng)誤差。在區(qū)域的四角布設(shè)4個(gè)地面控制點(diǎn)被認(rèn)為是一種可完全改正GPS系統(tǒng)漂移誤差的實(shí)用方法。實(shí)際作業(yè)中,在區(qū)域的四角布設(shè)4個(gè)平高控制點(diǎn)是必要的,它們可用于GPS單點(diǎn)定位誤差、WGS84系與國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系不一致所引起的坐標(biāo)變換誤差以及測(cè)定空間偏移分量誤差等系統(tǒng)誤差的改正。從表1成1::25000地形圖可以看出,未加入地面控制點(diǎn)時(shí),GPS存在系統(tǒng)誤差;加入地面控制點(diǎn)后,進(jìn)行了GPS漂移改正,平差解算結(jié)果精度得以明顯提高。[7]
本次試驗(yàn)中像控點(diǎn)測(cè)量采用GPS精密單點(diǎn)定位(PPP)技術(shù)與利用高精度似大
地水準(zhǔn)面模型進(jìn)行GPS高程測(cè)量的方式施測(cè)。采用PPP技術(shù)僅使用單臺(tái)GPS接收機(jī)就可以精確確定點(diǎn)位位置,實(shí)現(xiàn)高精度定位導(dǎo)航的功能。單機(jī)作業(yè),靈活機(jī)動(dòng),大大節(jié)約用戶成本,定位精度不受作用距離的限制。
5 結(jié)語
通過上述試驗(yàn)可得出基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)的GPS輔助及慣導(dǎo)航測(cè)技術(shù)在礦區(qū)成圖中使用可節(jié)約了傳統(tǒng)像片控制測(cè)量的作業(yè)成本,優(yōu)化了傳統(tǒng)空中三角測(cè)量加密工序的技術(shù)流程,縮短了航測(cè)成圖周期,可高效、高質(zhì)量的服務(wù)于礦區(qū)成圖。精密單點(diǎn)定位技術(shù)在航測(cè)成圖中的應(yīng)用不僅改變了過去先航攝,接著外業(yè)象控測(cè)量,最后內(nèi)業(yè)空中三角測(cè)量加密的工序流程,而且提高了精度,減少作業(yè)的工序提高了作業(yè)效率,并實(shí)現(xiàn)了無地面基站,為最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的自動(dòng)化生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
目前精密單點(diǎn)定位技術(shù)還處于研究實(shí)驗(yàn)階段,在航空攝影測(cè)量中的應(yīng)用才剛剛開始,相信隨著精密星歷與精密鐘差的進(jìn)一步發(fā)展,精密單點(diǎn)定位算法進(jìn)一步成熟化,將精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用航空攝影中成為一種必然的趨勢(shì)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 精密單點(diǎn)定位技術(shù)在輔助航空攝影中的應(yīng)用研究[學(xué)位論文].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文.
[2]王成龍等.基于SWDC的國(guó)家基礎(chǔ)航空攝影測(cè)量可行性研究[J]. 測(cè)繪工程,2009,18(1)
[3]袁路晴等.超輕型飛機(jī)搭載SWDC系列數(shù)字航攝儀的航空攝影測(cè)量一體化作業(yè)思路[J].鐵路勘察,2007,6.
[4] 袁修孝.GPS輔助空中三角測(cè)量原理及應(yīng)用[M] .北京:測(cè)繪出版社,2001.
[5] 袁修孝.GPS輔助空中三角測(cè)量及其質(zhì)量控制[D] .武漢大學(xué)博士論文,1999.
2基于格網(wǎng)的地形圖信息管理方法
2.1基于格網(wǎng)管理地形圖信息的含義
根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20257.1-2007《國(guó)家基本比例尺地圖圖式第1部份:1:5001:10001:2000地形圖圖式》的規(guī)定:1:500、1:1000、1:2000地形圖一般采用50cm×50cm正方形分幅和40cm×50cm矩形分幅,10cm×10cm為一個(gè)坐標(biāo)格網(wǎng)?;诟窬W(wǎng)管理地形圖信息是指在空間上以格網(wǎng)為最小單位對(duì)地形圖信息進(jìn)行管理。從實(shí)現(xiàn)的角度來講,也可以說是將地形圖信息賦予了相應(yīng)的地形圖格網(wǎng)。在基于格網(wǎng)管理地形圖信息時(shí),格網(wǎng)的空間大小可以根據(jù)實(shí)際需求情況來合理確定。
2.2地形圖信息的格網(wǎng)化方法
本文主要以1:500、1:1000地形圖為例進(jìn)行研究,地形圖格網(wǎng)的劃分在地形圖圖幅的基礎(chǔ)上進(jìn)行,格網(wǎng)的編號(hào)也在地形圖圖號(hào)的基礎(chǔ)上確定。以格網(wǎng)編號(hào)為關(guān)鍵字,建立整個(gè)測(cè)區(qū)的地形圖格網(wǎng)的索引。地形圖信息的格網(wǎng)化主要包括兩個(gè)方面:(1)地形圖信息范圍線的格網(wǎng)化獲取的原始地形圖信息在空間上一般表現(xiàn)為不規(guī)則多邊形范圍線,所謂地形圖信息范圍線的格網(wǎng)化,就是將不規(guī)則多邊形范圍線轉(zhuǎn)化為規(guī)則的格網(wǎng)范圍。該過程必須滿足以下兩個(gè)條件:一是在同一坐標(biāo)系統(tǒng)下進(jìn)行,二是規(guī)則的格網(wǎng)范圍必須完全包含不規(guī)則的多邊形地形圖信息范圍線。地形圖信息范圍線格網(wǎng)化的同時(shí),根據(jù)其坐標(biāo)值,可以計(jì)算相應(yīng)格網(wǎng)所屬的地形圖圖號(hào),進(jìn)而得到格網(wǎng)的編號(hào)。經(jīng)過地形圖信息范圍線的格網(wǎng)化,可以得到多個(gè)與之對(duì)應(yīng)的格網(wǎng),這些格網(wǎng)通過編號(hào)可在整個(gè)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一管理。(2)地形圖信息內(nèi)容的格網(wǎng)化地形圖信息內(nèi)容的格網(wǎng)化包含兩個(gè)步驟,一是將原始獲取的地形圖信息內(nèi)容作為屬性賦予地形圖信息范圍線,二是將地形圖信息范圍線的屬性以格網(wǎng)編號(hào)為關(guān)鍵字,賦予相應(yīng)的每個(gè)地形圖格網(wǎng)。為便于管理,不同類型的地形圖信息范圍線可以設(shè)置不同的圖層、顏色等。
2.3地形圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立方法
格網(wǎng)化后的地形圖信息可以通過格網(wǎng)編號(hào)在整個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一管理,這種管理主要包括存儲(chǔ)、查詢和統(tǒng)計(jì)等。建立地形圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)是對(duì)格網(wǎng)化后的地形圖信息進(jìn)行管理的最為有效的方法。存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)文件中的地形圖信息,可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢語言,根據(jù)地形圖信息中的某項(xiàng)或者多項(xiàng)具體內(nèi)容進(jìn)行單一條件或多重條件的查詢和統(tǒng)計(jì)。建立地形圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)的主要工作就是定義數(shù)據(jù)庫(kù)表,確定其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。本文根據(jù)實(shí)際需要定義了格網(wǎng)表、格網(wǎng)巡視記錄表、地形圖變化內(nèi)容表、格網(wǎng)更新記錄表、格網(wǎng)放線記錄表、項(xiàng)目信息表、項(xiàng)目類型表等七種相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)表。
2.4地形圖信息的入庫(kù)
地形圖信息的入庫(kù)主要包含兩個(gè)方面的工作,一是在圖形編輯軟件中完成地形圖信息范圍線繪制、屬性輸入,地形圖信息范圍線的格網(wǎng)化,二是利用數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序開發(fā)接口,以格網(wǎng)為單位將地形圖信息范圍線的屬性數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)表中。
2.5地形圖信息查詢方法與結(jié)果輸出
地形圖信息查詢包括地形圖變化信息、更新信息、規(guī)劃放線信息三類信息的查詢。地形圖信息查詢主要在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行,查詢滿足單一條件的地形圖格網(wǎng),可以數(shù)據(jù)庫(kù)表中的任一字段為關(guān)鍵字進(jìn)行,查詢滿足多重條件的地形圖格網(wǎng),可在滿足單一條件的地形圖格網(wǎng)中繼續(xù)查詢,進(jìn)而得到查詢結(jié)果。從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢得到的滿足設(shè)置條件的所有格網(wǎng),可在圖形編輯軟件中展繪出來,并根據(jù)需要定義圖層,輸出為圖形文件。
3基于格網(wǎng)的地形圖信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文以《蘇測(cè)院數(shù)字化地形圖現(xiàn)勢(shì)性格網(wǎng)化管理系統(tǒng)》(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng))為例,介紹基于格網(wǎng)的地形圖信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
3.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
系統(tǒng)以AutoCAD2008為平臺(tái),MicrosoftSQLServer2005為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),利用MicrosoftVisualStudio2005(VisualC++8.0)和AutoCADObjectARX2008SDK開發(fā)包進(jìn)行二次開發(fā)而成。
3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)從總體上可分為兩大類功能,一是基于AutoCAD2008平臺(tái)的圖形處理功能,二是基于MicrosoftSQLServer2005平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。系統(tǒng)參考地理信息系統(tǒng)軟件工程的原理與方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)的功能,將系統(tǒng)分為圖形繪制、格網(wǎng)計(jì)算、數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、查錯(cuò)糾錯(cuò)、成果輸出六個(gè)模塊。
3.3系統(tǒng)應(yīng)用
3.3.1利用系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握測(cè)區(qū)內(nèi)所有地形圖的成圖時(shí)間
通過查詢地形圖更新信息,實(shí)時(shí)掌握測(cè)區(qū)內(nèi)所有地形圖的成圖時(shí)間,了解地形圖的新舊程度。
3.3.2利用系統(tǒng)快速統(tǒng)計(jì)測(cè)區(qū)內(nèi)所有地形圖的現(xiàn)勢(shì)性情況
通過查詢地形圖變化信息,以格網(wǎng)為單位,快速統(tǒng)計(jì)出測(cè)區(qū)內(nèi)所有地形圖的現(xiàn)勢(shì)性情況,為地形圖修測(cè)項(xiàng)目的立項(xiàng)工作提供客觀、充分并且定量的依據(jù),并可利用系統(tǒng)輸出地形圖現(xiàn)勢(shì)性情況統(tǒng)計(jì)圖。
3.3.3快速獲取其他專題信息
利用《蘇測(cè)院數(shù)字化地形圖現(xiàn)勢(shì)性格網(wǎng)化管理系統(tǒng)》,還可以快速獲取其他專題信息,如某年內(nèi)利用建設(shè)工程竣工圖更新了多少面積的地形圖,某年內(nèi)地形圖修測(cè)項(xiàng)目更新了多少面積的地形圖,某年內(nèi)完成了多少規(guī)劃放線測(cè)量項(xiàng)目,涉及多少個(gè)地形圖格網(wǎng),于是可以預(yù)測(cè)這些區(qū)域的地形圖即將發(fā)生變化。
4總結(jié)與展望
4.1總結(jié)
基于格網(wǎng)管理地形圖信息是一個(gè)效果良好而且切實(shí)可行的方法?;诟窬W(wǎng)管理地形圖信息較之基于圖幅管理地形圖信息,在準(zhǔn)確性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。根據(jù)基于格網(wǎng)的地形圖變化信息、更新信息及相關(guān)規(guī)劃信息,測(cè)繪管理部門可以編制更加詳細(xì)的、有針對(duì)性的地形圖修測(cè)計(jì)劃,從而避免重復(fù)測(cè)繪,節(jié)約測(cè)繪費(fèi)用。以AutoCAD2008為操作平臺(tái),MicrosoftSQLServer2005為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)基于格網(wǎng)的地形圖信息管理系統(tǒng),可以對(duì)地形圖信息進(jìn)行系統(tǒng)、高效的管理??梢詫?shí)現(xiàn)海量地形圖信息的安全存儲(chǔ)和快速查詢,是基于格網(wǎng)管理地形圖信息方法的較好解決方案。
中圖分類號(hào)P237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2011)45-0218-02
0 引言
遼寧省遙感影像信息處理平臺(tái)建設(shè)――基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目屬于遼寧省金土工程一期建設(shè)項(xiàng)目的子項(xiàng)目。目前遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于土地利用調(diào)查、國(guó)土資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土地開發(fā)整理等方面[1-3]。項(xiàng)目的主要目的是為遼寧省國(guó)土資源部門,糾正衛(wèi)星影像提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),為經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速協(xié)調(diào)健康發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。項(xiàng)目主要內(nèi)容為制作遼寧省區(qū)域范圍內(nèi)1:1萬基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù),分辨率為200 DPI,格式為北京54和西安80兩套坐標(biāo)系的GEOTIFF數(shù)據(jù)。
1 項(xiàng)目區(qū)概述
遼寧省簡(jiǎn)稱遼,位于中國(guó)東北地區(qū)的南部,是中國(guó)東北經(jīng)濟(jì)區(qū)和環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要結(jié)合部。地理坐標(biāo)處在東經(jīng)118°53′至125°46′,北緯38°43′~43°26′之間,東西端直線距離最寬約550km,南北間直線距離約550km。
2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
2.1 資料收集
遼寧省1:1萬基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)成果的制作,根據(jù)資料源有兩種格式:一種是矢量格式,另一種為柵格數(shù)據(jù)。遼寧省區(qū)域范圍共涉及1:1萬地形圖6508幅,由于資料收集困難的原因,個(gè)別邊界地區(qū)的1:1萬地形圖資料缺失,共收集到1:1萬地形圖6445幅,其余的以40幅1:5萬地形圖補(bǔ)充。
2.2 求解轉(zhuǎn)換參數(shù)
由于地形圖原圖只有54坐標(biāo)或者80坐標(biāo)一套成果,根據(jù)實(shí)際要求,需要對(duì)這些像控點(diǎn)成果進(jìn)行北京54坐標(biāo)系到西安80坐標(biāo)系或者西安80坐標(biāo)系到北京54坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。作業(yè)中,考慮到要保證像控點(diǎn)的精度,不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的平移與旋轉(zhuǎn),本項(xiàng)目以市為單位作為工作區(qū),在每個(gè)工作區(qū)內(nèi)選擇能夠覆蓋工作區(qū)具有80和54坐標(biāo)的國(guó)家D級(jí)控制點(diǎn)求取轉(zhuǎn)化參數(shù),轉(zhuǎn)化模型選擇布爾莎七參數(shù)模型[4-5],對(duì)每個(gè)工作區(qū)求解54坐標(biāo)到80坐標(biāo)及80坐標(biāo)到54坐標(biāo)各一套參數(shù),共求得28套參數(shù)。作業(yè)過程中,由于遼寧省區(qū)域范圍內(nèi)1:1萬地形圖涉及的中央經(jīng)線有120°、123°和126°,涉及到每個(gè)帶邊緣處接邊時(shí)要注意檢查數(shù)據(jù)的接邊情況。
3 數(shù)據(jù)加工
3.1 總體技術(shù)路線
現(xiàn)有的地形圖資料有矢量和柵格兩種格式,圖1為數(shù)據(jù)加工的總體技術(shù)路線流程。矢量數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)格式為AutoCAD的*.dwg格式,由于AutoCAD的*.dwg格式數(shù)據(jù)無法轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù),因此將AutoCAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MapGis的數(shù)據(jù)格式,并在MapGis軟件中依據(jù)1:1萬圖式對(duì)數(shù)據(jù)的線型、符號(hào)和文字進(jìn)行處理,輸出分辨率為200DPI的TIF格式柵格數(shù)據(jù),而后在Erdas軟件中進(jìn)行配準(zhǔn)。柵格數(shù)據(jù)為1:1萬紙質(zhì)地形圖,將1:1萬地形圖掃描后,利用已經(jīng)生成的1:1萬地形圖標(biāo)準(zhǔn)圖廓,采用清華山維軟件或者ERDAS軟件逐公里網(wǎng)格進(jìn)行幾何糾正;同時(shí)必須保證4個(gè)圖廓點(diǎn)以及公里網(wǎng)格與圖廓的交點(diǎn),都進(jìn)行嚴(yán)格的幾何糾正。糾正后輸出分辨率為200DPI的GeoTiff格式。
3.2 清華山維糾正
清華山維sunway survey Epscan (掃描矢量化系統(tǒng))主要功能是解決數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)加工,主要包括處理掃描圖像并進(jìn)行矢量化處理,系統(tǒng)中提供了標(biāo)準(zhǔn)模板,進(jìn)行1:1萬地形圖掃描選擇的模板是GB-10000.mdt。圖像處理的操作流程包括打開圖片、圖片定位、圖像配準(zhǔn)、圖片存盤,詳細(xì)流程如圖2所示。
3.3 ERDAS糾正
ERDAS IMAGINE是美國(guó)ERDAS公司開發(fā)的專業(yè)遙感圖像處理與地理信息系統(tǒng)軟件。 ERDAS IMAGINE軟件中的幾何校正模塊能夠?qū)崿F(xiàn) 1:1萬地形基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的糾正,通過實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)得到驗(yàn)證,具體的糾正技術(shù)流程如3所示。
3.4 ERDAS基礎(chǔ)地形圖的配準(zhǔn)
遼寧省1:1萬基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)成果要求,同一幅圖提供54、80兩套坐標(biāo)數(shù)據(jù)成果。由于1:1萬地形圖數(shù)據(jù)和掃描后的紙質(zhì)地形圖原圖坐標(biāo)系有54坐標(biāo)的,也有80坐標(biāo)的,地形圖配準(zhǔn)時(shí)要依據(jù)原始數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)地形圖進(jìn)行配準(zhǔn),即原始數(shù)據(jù)坐標(biāo)系為54坐標(biāo)系的,需要首先利用ERDAS軟件配準(zhǔn)該圖1:1萬地形圖數(shù)據(jù)的54坐標(biāo)系成果,然后再依據(jù)54與80坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù),進(jìn)行該圖80坐標(biāo)系成果的配準(zhǔn)。反之亦然。進(jìn)行配準(zhǔn)時(shí),投影類型應(yīng)選擇“Transverse Mercator”,基準(zhǔn)面名稱選擇“Undefined”,比例因子為1,中央經(jīng)線依據(jù)地形圖數(shù)據(jù)本身的地理位置可為120°、123°和126°,東偏移為500公里,北偏移為0公里,原圖為北京54坐標(biāo)情況下橢球名稱選擇“Krassovsky”,原圖為80坐標(biāo)系橢球選擇“IAG 75”。
3.5 數(shù)據(jù)加工中應(yīng)注意的問題
1) 資料收集過程中,一定收集采用現(xiàn)有的現(xiàn)勢(shì)性最好的地形圖和數(shù)據(jù),避免重復(fù)工作;
2)紙質(zhì)地形圖掃描后,利用已經(jīng)生成的1:1萬地形圖標(biāo)準(zhǔn)圖廓,采用清華山維軟件逐公里網(wǎng)格進(jìn)行幾何糾正;同時(shí)必須保證4個(gè)圖廓點(diǎn)以及公里網(wǎng)格與圖廓的交點(diǎn)都進(jìn)行嚴(yán)格的幾何糾正;
3)元數(shù)據(jù)填寫時(shí)注意原始的數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng);
4)ERDAS軟件中投影參數(shù)的設(shè)置54和80兩套坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)該注意區(qū)分;
5)注意54和80兩套坐標(biāo)系統(tǒng)文件名稱中新舊圖號(hào)的區(qū)分;
6)數(shù)據(jù)檢查過程中要注意投影參數(shù)的檢查,保證所有數(shù)據(jù)接邊正確。
4 結(jié)論
該項(xiàng)目的完成為遼寧省國(guó)土系統(tǒng)遙感影像數(shù)據(jù)加工提供了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),所取得的成果將會(huì)在土地調(diào)查、國(guó)土資源動(dòng)態(tài)監(jiān)管、礦業(yè)權(quán)核查等國(guó)土資源管理工作中發(fā)揮重要作用。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào):P624文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言
隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測(cè)量?jī)x器的智能化,特別是全球定位系統(tǒng)技術(shù)全面用于大地測(cè)量定位,全數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)、影像掃描系統(tǒng)、全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站等數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)裝備以及地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件相繼問世,實(shí)現(xiàn)了地理信息獲取、處理、管理和分發(fā)服務(wù)全過程數(shù)字化,測(cè)繪生產(chǎn)力水平和生產(chǎn)效率大大提高。作為地質(zhì)勘查專業(yè)單位,山西省地球物理化學(xué)勘查院(簡(jiǎn)稱山西物化院)已經(jīng)全面涉入了數(shù)字化測(cè)繪生產(chǎn)技術(shù),具備了空間定位(GPS系統(tǒng))、數(shù)據(jù)采集、外業(yè)一體化數(shù)字成圖與建庫(kù)等技術(shù)生產(chǎn)能力。從事控制測(cè)量、地形地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)繪工程與精密工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、地理信息工程、立體模型制作,服務(wù)領(lǐng)域涉及土地管理、水利工程、城市建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)、公路與鐵路交通、國(guó)防建設(shè)、基礎(chǔ)測(cè)繪、地質(zhì)找礦與礦山開發(fā)。作為一名測(cè)繪工作者,筆者簡(jiǎn)要談一下對(duì)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)和地質(zhì)工程測(cè)量發(fā)展應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。
一、數(shù)字測(cè)圖的優(yōu)點(diǎn)
大比例尺數(shù)字測(cè)圖有力地沖擊著傳統(tǒng)的平板儀或經(jīng)緯儀的白紙測(cè)圖方法,大有取代白紙測(cè)圖之勢(shì),這是因?yàn)閿?shù)字測(cè)圖具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。
(一)測(cè)圖用圖自動(dòng)化。
傳統(tǒng)測(cè)圖方式主要是手工作業(yè),外作業(yè)測(cè)量人員人工記錄,人工繪制地形圖,在圖上人工量算所需要的坐標(biāo)、距離和面積等等。數(shù)字測(cè)圖則使野外測(cè)量自動(dòng)記錄,自動(dòng)解算,使內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理,自動(dòng)成圖,自動(dòng)繪圖,并向用圖者提供可處理的數(shù)字地形圖軟盤,用戶可自動(dòng)提取圖數(shù)信息。
(二)圖形數(shù)字化。
用軟盤保存的數(shù)字地形圖,存儲(chǔ)了圖中具有特定含義的數(shù)字、文字、符號(hào)等各類數(shù)據(jù)信息,可方便地傳輸、處理和供多用戶共享。數(shù)字地圖不僅可以自動(dòng)提取點(diǎn)位坐標(biāo)、兩點(diǎn)距離、方位以及地塊面積等,還可以供工程、規(guī)劃CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)使用和供GIS地理信息系統(tǒng)建庫(kù)使用。數(shù)字地圖的管理,既節(jié)省空間,操作又十分方便。
(三)便于成果更新。
數(shù)字測(cè)圖的成果是以點(diǎn)的定位信息和屬性信息存入計(jì)算機(jī),當(dāng)實(shí)地有變化時(shí),只需輸入變化信息的坐標(biāo)、代碼,經(jīng)過編輯處理,很快便可以得到更新的圖,從而可以確保地面的可靠性和現(xiàn)勢(shì)性,數(shù)字測(cè)圖可謂“一勞永逸”。
(四)避免了因圖紙伸縮帶來的各種誤差。
表示在圖紙上的地圖信息隨著時(shí)間的推移,會(huì)因圖紙的變形而產(chǎn)生誤差。數(shù)字測(cè)圖的成果以數(shù)字信息保存,避免了對(duì)圖紙的依賴性。
二、數(shù)字化技術(shù)在礦區(qū)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用
(一)數(shù)字化測(cè)繪工作方法。
基礎(chǔ)控制部分,D、E級(jí)GPS的布設(shè)及選點(diǎn)埋石:根據(jù)煤礦區(qū)視野開闊,通視良好的實(shí)際情況D級(jí)GPS網(wǎng)在三等三角點(diǎn)之間布設(shè)為點(diǎn)連式、邊連式相結(jié)合的GPS網(wǎng),每個(gè)點(diǎn)至少有4條基線與其相連。D級(jí)GPS點(diǎn)共布設(shè)點(diǎn)位50+,平均邊長(zhǎng)1.5km。E級(jí)GPS點(diǎn)的布設(shè)在D級(jí)CPS的基礎(chǔ)上采用點(diǎn)連式的方法進(jìn)行布設(shè)兩已知點(diǎn)問最多布設(shè)5個(gè)三角形,邊數(shù)不超過8條,共布設(shè)E級(jí)GPS點(diǎn)60+。D、E級(jí)平面控制網(wǎng)均采用GPS靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量布網(wǎng),網(wǎng)形大多由三角形單點(diǎn)連接,少部分三角形邊連接。GPS控制點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)分布較均勻,網(wǎng)形合理,強(qiáng)度較高。
外業(yè)觀測(cè):數(shù)據(jù)采集利用美國(guó)三臺(tái)阿什泰克M單頻接收機(jī)標(biāo)稱精度5mm+2ppm。D進(jìn)行觀測(cè),觀測(cè)時(shí)段D級(jí)>~60min,E級(jí)>~45min,數(shù)據(jù)采集間隔10s,同步接收衛(wèi)星頻數(shù)最少為5顆,絕大部分為7-8顆,衛(wèi)星高度角大于15°,接收機(jī)與衛(wèi)星的圖形強(qiáng)度良好。
數(shù)據(jù)處理:GPS外業(yè)數(shù)據(jù)處理和基線向量采用GPS接收機(jī)隨機(jī)商用軟件“Loucus軌跡處理軟件”在筆記本電腦上采用獨(dú)立基線平差方法進(jìn)行。GPS網(wǎng)先在WGS-84坐標(biāo)系中進(jìn)行三維無約束平差,其目的在于檢核GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度,亦即處理由于多余觀測(cè)而引起的網(wǎng)內(nèi)不符值問題,本次作業(yè)所有基線向量無一剔除,順利通過了檢驗(yàn),然后在基準(zhǔn)點(diǎn)已知點(diǎn)的約束下進(jìn)行二維約束平差,最后提供各點(diǎn)在高斯平面,第33度,帶上的1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)和1956年黃海高程系。高精度均符合量規(guī)范要求。
數(shù)字化測(cè)圖的工作方法:由于測(cè)區(qū)的D、E級(jí)GPS點(diǎn)的密度能夠滿足地形圖的測(cè)繪要求,因此本次測(cè)圖直接在D、E級(jí)GPS點(diǎn)上進(jìn)行。
(二)常規(guī)測(cè)圖方法和數(shù)字化測(cè)圖的精度比較
野外大比例尺數(shù)字化測(cè)圖的全過程幾乎都是用解析法進(jìn)行的。雖然最后成果仍表現(xiàn)為圖解的線劃圖,但與傳統(tǒng)的平板儀測(cè)圖相比,有著本質(zhì)的差別。數(shù)字化測(cè)圖不僅在效率上有很大提高,而且大大減輕了野外的勞動(dòng)強(qiáng)度,更為突出的是地形圖數(shù)學(xué)精度的提高。
三、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)展望
現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及測(cè)繪儀器向數(shù)字化、電子化、自動(dòng)化方向發(fā)展,打破了傳統(tǒng)的手工測(cè)繪理念,形成目前較好的一套數(shù)字化測(cè)繪解決方案。但是,目前的測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用依舊存在著若干問題.需要我們廣大測(cè)繪工作者的不懈努力,不斷提出新的任務(wù)、新課題和新要求.有力地推動(dòng)和促進(jìn)工程測(cè)量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。目前,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)傳統(tǒng)的定位和繪圖仍是重要的社會(huì)需求,但社會(huì)已經(jīng)對(duì)測(cè)繪部門提出了新的需求.以前和測(cè)繪部門無關(guān)或關(guān)系小大的屬性信息的采集、綜合分析利用等也開始要測(cè)繪部門承擔(dān)。由于社會(huì)發(fā)展和人民生活的各類信息都要以空間定位為基礎(chǔ),由于市場(chǎng)需求的大量涌現(xiàn),信息化測(cè)繪將迅速推動(dòng)測(cè)繪企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,測(cè)繪企業(yè)參與地理信息系統(tǒng)在各方而的應(yīng)用和開發(fā)是總體趨勢(shì),也是測(cè)繪企業(yè)生存和發(fā)展的方向。信息化測(cè)繪將是我國(guó)測(cè)繪由傳統(tǒng)測(cè)繪向數(shù)字化測(cè)繪轉(zhuǎn)化和跨越之后進(jìn)入的又一個(gè)新的發(fā)展階段,它代表著我國(guó)測(cè)繪技術(shù)總的戰(zhàn)略方向。
四、結(jié)束語
本單位自數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)后,生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提高。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的探討,可使作業(yè)人員少走彎路、降低出錯(cuò)率。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的提高,可為提供數(shù)字產(chǎn)品奠定基礎(chǔ),并提高了職工的技術(shù)素質(zhì)。隨著數(shù)字工程的深入發(fā)展,GIS技術(shù)的不斷成熟、GPS技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用。大力開展數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是地質(zhì)測(cè)繪單位科技創(chuàng)新的任務(wù)和方向、也是提高地質(zhì)測(cè)繪單位自身實(shí)力和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):Q142.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
概述
為進(jìn)一步驗(yàn)證GPS—RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的精度情況,本文結(jié)合在山西省沁縣實(shí)施的l:500的地形圖測(cè)繪任務(wù),通過對(duì)比作業(yè)方法和精度準(zhǔn)確性驗(yàn)證,說明了如果采取適當(dāng)?shù)臏y(cè)量措施GPS—RTK技術(shù)的運(yùn)用將大大減輕測(cè)量作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度并提高工作效率。
1、GPS-RTK技術(shù)的基本原理及測(cè)量方法
(一)RTK的基本原理
RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)是一項(xiàng)以載波相位觀測(cè)為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù),它主要利用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上GPS接收機(jī)同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)。其中一臺(tái)安置在已知坐標(biāo)點(diǎn)上作為基站,其他作為移動(dòng)站。在RTK作業(yè)模式下,基站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給移動(dòng)站。移動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)。還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,而且RTK技術(shù)受外界條件限制小,只要滿足工作條件,就能快速、高精度地完成定位作業(yè)。
(二)RTK的測(cè)量方法
實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量是一種差分GPS數(shù)據(jù)處理方法,這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地從基準(zhǔn)站傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)流動(dòng)站。具體操作方法為:首先將通過靜態(tài)觀測(cè)求得的WGS-84坐標(biāo)和地方坐標(biāo)鍵入接收機(jī)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換,或置人靜態(tài)觀測(cè)平差時(shí)求取的轉(zhuǎn)換參數(shù),然后在一已知點(diǎn)上架設(shè)一臺(tái)GPS接收機(jī)(主機(jī))作為基準(zhǔn)站,觀測(cè)另外l-2個(gè)已知點(diǎn),進(jìn)行校核以防止參數(shù)或者坐標(biāo)輸錯(cuò),最后再將基準(zhǔn)站的坐標(biāo)、高程、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)等必要的數(shù)據(jù)輸入GPS控制接收機(jī),另設(shè)置一臺(tái)或幾臺(tái)GPS接收機(jī)為流動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào),并隨時(shí)將實(shí)測(cè)精度和預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較。一旦精度達(dá)到預(yù)設(shè)精度指標(biāo)的要求,接收機(jī)將提示測(cè)量人員是否接收該成果。接收后,測(cè)得的坐標(biāo)、高程及精度將同時(shí)存儲(chǔ)到接收機(jī)中。另一種方法是:直接用接收機(jī)在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站接收WGS-84坐標(biāo).再利用觀測(cè)得到的WGS-84坐標(biāo)和相應(yīng)的地方坐標(biāo)根據(jù)一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換,從而求得轉(zhuǎn)換參數(shù)。當(dāng)然,這種方法僅適用于測(cè)區(qū)范圍較小的情況下。
2、GPS—RTK技術(shù)在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用
某測(cè)區(qū)附近有3個(gè)已知高級(jí)平面控制點(diǎn),精度較高,可以在本次測(cè)繪工作中利用。依據(jù)這3個(gè)高等點(diǎn)在測(cè)圖范圍內(nèi)布設(shè)首級(jí)控制網(wǎng),設(shè)置E級(jí)GPS控制點(diǎn)9個(gè),采用GPS靜態(tài)觀測(cè)模式,每個(gè)時(shí)段測(cè)量45 min,數(shù)據(jù)采樣間隔15s。本次觀測(cè)使用南方靈銳$82型雙頻GPS接收機(jī)(標(biāo)稱靜態(tài)平面精度3 mm+1 mm/km,RTK平面精度l cm+l ppm,RTK高程精度2 cm+l ppm)3臺(tái)套。從測(cè)區(qū)附近已知三等水準(zhǔn)點(diǎn)引入高程,采用四等水準(zhǔn)精度施測(cè)9個(gè)GPS控制點(diǎn)的高程值。
測(cè)區(qū)首級(jí)平面和高程控制網(wǎng)布完后,就可進(jìn)行圖根控制和碎部測(cè)量。將靈銳$82型GPS接收機(jī)設(shè)為動(dòng)態(tài)觀測(cè)模式,1臺(tái)作為基準(zhǔn)站,其它2臺(tái)作為流動(dòng)站。在視線開闊地架設(shè)基準(zhǔn)站和發(fā)射電臺(tái),2臺(tái)流動(dòng)站開機(jī)與基準(zhǔn)站鏈接,輸入首級(jí)控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程,進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換,用一個(gè)已知控制點(diǎn)來校正參數(shù),然后就可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)模式的觀測(cè)了。圖根控制和碎部測(cè)量可同步進(jìn)行。在視野開闊、衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)的地方,可直接進(jìn)行碎部測(cè)量,獲得地物地貌點(diǎn)的三維坐標(biāo);在大范圍居民區(qū)、樹林繁茂等衛(wèi)星信號(hào)弱的地方,可在這些地方找相對(duì)開闊、衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)的地方進(jìn)行圖根控制測(cè)量,然后依據(jù)這些圖根點(diǎn)用全站儀觀測(cè)碎部點(diǎn)。RTK手簿和全站儀數(shù)據(jù)傳人計(jì)算機(jī)后,用南方CASS7.1成圖系統(tǒng)軟件進(jìn)行內(nèi)業(yè)地形圖編輯。
3、GPS-RTK技術(shù)的精度可靠性分析
(一)可靠性影響因素
(1)GPS系統(tǒng)誤差。包括GPS衛(wèi)星個(gè)數(shù)、信號(hào)、衛(wèi)星分布和大氣質(zhì)量狀況,統(tǒng)稱為系統(tǒng)誤差。衛(wèi)星個(gè)數(shù)和分布影響測(cè)量精度,當(dāng)分布不均勻時(shí),即使有足夠的衛(wèi)星數(shù)目,也未必能提高其觀測(cè)精度,甚至有時(shí)很難得到固定解,因此應(yīng)避開衛(wèi)星分布不均的時(shí)間段進(jìn)行測(cè)量。相關(guān)資料研究結(jié)果表明,RTK測(cè)量的基線長(zhǎng)度與衛(wèi)星的軌道誤差和大氣狀況關(guān)系密切。大氣層中的電離層和對(duì)流層的誤差受基線長(zhǎng)度影響,基線越長(zhǎng),觀測(cè)值的誤差也越大,通過數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)換,解算結(jié)果的可靠性也越低,RTK的作用半徑應(yīng)控制在10km以內(nèi)。
(2)RTK設(shè)備質(zhì)量的好壞直接影響測(cè)量精度,也影響成果的可靠性。市場(chǎng)上的RTK品牌很多,質(zhì)量也有區(qū)別,其中影響其測(cè)量精度的主要因素有數(shù)據(jù)鏈、無線電類型以及處理軟件,
在購(gòu)置設(shè)備時(shí)應(yīng)多參考在工程實(shí)際應(yīng)用中反饋信息較好的,故障率低、可靠性高的設(shè)備才是
理想的選擇。
(3)測(cè)量環(huán)境是指地形條件、基站和流動(dòng)站之間的障礙物、電子干擾、多路徑效應(yīng)等環(huán)境因素。它對(duì)RTK測(cè)量精確性影響比較直接,所有的觀測(cè)數(shù)據(jù)都直接發(fā)送到基準(zhǔn)站,因此在觀測(cè)過程中,觀測(cè)者必須始終注意這些環(huán)境因素,以減少此類誤差。
(4)人員操作帶來的偶然誤差是隨機(jī)的、不確定的。這種由于操作水平、個(gè)人自身的專業(yè)能力和經(jīng)驗(yàn)所造成的偶然誤差對(duì)測(cè)量成果的精度好壞起著首要作用。因此,相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)具備相關(guān)的素質(zhì)和能力,在外業(yè)采點(diǎn)、室內(nèi)數(shù)據(jù)處理、內(nèi)業(yè)成圖的過程中都需要具有一定的快速判斷、處理的能力。
(5)技術(shù)方案的選擇?;鶞?zhǔn)站的選擇、觀測(cè)時(shí)間的選擇、坐標(biāo)系的選擇,都對(duì)測(cè)量成果的質(zhì)量起重大影響。例如,基準(zhǔn)站的位置選擇,應(yīng)盡量將基準(zhǔn)站架設(shè)在測(cè)區(qū)中央且避開障礙物和電子干擾,特別是大功率的無線電發(fā)射塔,以減少基準(zhǔn)站接受和發(fā)送的數(shù)據(jù)所受的干擾。進(jìn)而保證數(shù)據(jù)的可靠性。
(6)轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差。由于GPS-RTK測(cè)量是在WGS-84坐標(biāo)系中進(jìn)行的,精度較高;而在實(shí)
際的測(cè)量工作中,通常需要將大地坐標(biāo)系與西安坐標(biāo)系或者是大地坐標(biāo)系與北京坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換,因此存在一個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度問題。常用的有四參數(shù)和七參數(shù)兩種參數(shù)轉(zhuǎn)換,不同的情況有不同的適用情況。四參數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)單,方便快捷;七參數(shù)求解計(jì)算復(fù)雜,但是作業(yè)范圍比較廣泛,其精度和成果可靠性也較高。不論選取哪種轉(zhuǎn)換參數(shù),都應(yīng)多選幾組觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算分析,避免出現(xiàn)粗差和錯(cuò)誤。
4、提高RTK測(cè)量成果精確度和可靠性的方法
通過RTK技術(shù)在沁縣地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用,在提高成果精確性和可靠性方面總結(jié)以下幾點(diǎn):
(1)對(duì)于在城市空曠區(qū)、山地地形測(cè)量等能充分滿足RTK接收機(jī)數(shù)據(jù)采集要求的地區(qū),RTK能快速完成碎部測(cè)量作業(yè);但在建筑物密集、樹林稠密等地區(qū),會(huì)使RTK初始化速度大大降低或者出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象,可以采用RTK施測(cè)圖根控制點(diǎn),再利用全站儀測(cè)量RTK不能作用的測(cè)區(qū)。這種GPS RTK+全站儀測(cè)量碎部點(diǎn)的方法,能快速完成野外作業(yè),兩種作業(yè)方法能互相補(bǔ)充,取長(zhǎng)補(bǔ)短,最大可能地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。
(2)在利用RTK技術(shù)施測(cè)圖根控制點(diǎn)時(shí)要充分保證RTK高程控制數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在外業(yè)觀測(cè)時(shí),觀測(cè)條件要求比碎部點(diǎn)高,注意及時(shí)與已知點(diǎn)高程校核,采用合適的數(shù)據(jù)處理方法剔除粗差。
(3)對(duì)于不同型號(hào)的GPS RTK接收機(jī)所標(biāo)稱的精度不可盲目相信,它是一種理想狀態(tài)下的技術(shù)指標(biāo),隨著作業(yè)環(huán)境、時(shí)段信號(hào)等因素的影響而不同,其值只能作為參考,不可盲目相信。
(4)初始化速度決定著RTK測(cè)量的速度,在山區(qū)、林區(qū)或建筑物密集區(qū),GPS信號(hào)受到一定的影響,容易造成失鎖想象,需要重新初始化,大大降低了測(cè)量的精度和生產(chǎn)效率,解決這個(gè)問題的主要方法是選用初始化能力強(qiáng)、初始化時(shí)間短的RTK機(jī)型。
(5)利用雙基準(zhǔn)站法施測(cè)控制點(diǎn),可以提高定位測(cè)量精度,確保測(cè)量成果的可靠性。在利用雙基準(zhǔn)站法測(cè)量控制點(diǎn)時(shí),注意以下幾點(diǎn):①控制點(diǎn)間距離應(yīng)控制在2 km左右,平面精度能達(dá)到一級(jí)導(dǎo)線的要求,高程精度能達(dá)到四等要求;②流動(dòng)站宜采用三腳架進(jìn)行對(duì)中整平;③點(diǎn)位校正,應(yīng)選用精度較高的控制點(diǎn)。
(6)基準(zhǔn)站應(yīng)盡量架設(shè)在地勢(shì)較高且遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源和信號(hào)反射物,流動(dòng)站距離基準(zhǔn)站控制在5 km之內(nèi)為宜。
(7)小面積的地形圖測(cè)繪宜采用四參數(shù)實(shí)施,方便快捷;而超過15 km2的范圍宜采用七參數(shù)實(shí)施,測(cè)量成果的穩(wěn)定性較高。
(8)為保證RTK測(cè)量的準(zhǔn)確性,在地形圖測(cè)繪作業(yè)過程中宜采用如下質(zhì)量控制:
①已知點(diǎn)檢核驗(yàn)證:用RTK測(cè)出高精度的控制點(diǎn)進(jìn)行比較驗(yàn)證RTK測(cè)量模式的正常性,發(fā)現(xiàn)問題即可改正。②重新測(cè)量已測(cè)過的控制點(diǎn):在RTK初始化完成后,首先重測(cè)已有的控制點(diǎn),確認(rèn)無誤后再進(jìn)行地形圖的測(cè)繪。這樣可防止各種校正參數(shù)、投影參數(shù)等指標(biāo)的設(shè)置失誤,提高測(cè)圖速度和質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[中圖分類號(hào)] P28 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-3-290-1
1 概述
地形圖中陸地地貌的基本形態(tài)通常是利用等高線來表示。等高線是在滿足高程精度的前提下,能夠反映地貌特征的近似等高程點(diǎn)的連線,它既可供判斷地貌的平面位置,又可供測(cè)量地面高程。等高線獲取的傳統(tǒng)方法是依據(jù)大比例尺數(shù)據(jù)縮編或由掃描紙圖跟蹤數(shù)字化。這兩種方法都是是利用數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)的編輯功能對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行手工編輯綜合取舍的過程,雖然成圖質(zhì)量比較好但受資料限制性較大而且對(duì)編繪質(zhì)量要求較高,僅適合于已有數(shù)據(jù)的比例尺與成圖比例尺相差不大的情況下使用。本文以編制比例尺為1:100萬地形圖所需等高線為例,探索運(yùn)用SRTM DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)追蹤生成等高線,針對(duì)DEM等高線的特點(diǎn)及存在問題運(yùn)用制圖綜合的方法進(jìn)行編繪處理,最終得到了能夠滿足1:100萬地形圖成圖質(zhì)量要求的等高線數(shù)據(jù)。
2 SRTM DEM數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介
SRTM數(shù)據(jù)主要是由美國(guó)太空總署(NASA)和國(guó)防部國(guó)家測(cè)繪局(NIMA)聯(lián)合測(cè)量的,2000年2月由美國(guó)“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)搭載SRTM系統(tǒng)共計(jì)進(jìn)行了222小時(shí)23分鐘的數(shù)據(jù)采集工作,獲取了北緯60度至南緯56度之間,面積超過1.19億平方公里的9.8萬億字節(jié)的雷達(dá)影像數(shù)據(jù),覆蓋全球陸地表面的80%以上。雷達(dá)影像數(shù)據(jù)經(jīng)過兩年多的處理制成了數(shù)字地形高程模型(DEM)。SRTM數(shù)據(jù)每經(jīng)緯度方格提供一個(gè)文件,精度有1arc-second和3arc-second兩種,稱作SRTM1和SRTM3,SRTM1的文件里包含3601*3601個(gè)采樣點(diǎn)的高程數(shù)據(jù),SRTM3的文件里包含1201*1201個(gè)采樣點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)。SRTM數(shù)據(jù)空間分辨率較高,最高采樣精度可以達(dá)到30米,海拔精度為7—14米。在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊,尤其在測(cè)繪學(xué)、地質(zhì)學(xué)及軍事等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用。
3 等高線自動(dòng)生成
本文依托Global Mapper軟件平臺(tái),利用分辨率精度為90米IMG格式的DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)追蹤生成等高線并將其轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單ASCII文本文件。再將此文件導(dǎo)入到Microstation數(shù)字制圖軟件平臺(tái)中進(jìn)行綜合編繪。
使用Global Mapper軟件打開IMG格式的DEM數(shù)據(jù),設(shè)置投影方式、參考橢球基準(zhǔn)、平面單位以及中央經(jīng)線值。設(shè)置等高距、地面分辨率和簡(jiǎn)化值,選擇目標(biāo)區(qū)域范圍,生成等高線。
地面分辨率的設(shè)置影響輸出數(shù)據(jù)的保真度和輪廓的產(chǎn)生,值的大小決定了生成等高線的詳細(xì)程度。簡(jiǎn)化設(shè)置是指將對(duì)于形成圖元作用小的點(diǎn)進(jìn)行刪除,簡(jiǎn)化值大會(huì)導(dǎo)致曲線圖元的光滑度會(huì)降低,但得到的文件較小,相反簡(jiǎn)化值小則能夠較好的保持圖元形狀,但得到的文件會(huì)比較大。輸出simple ASCII text file格式等高線數(shù)據(jù),導(dǎo)入數(shù)字制圖軟件平臺(tái)中進(jìn)行綜合編繪。
4 等高線綜合處理
利用上述方法生成等高線,具有較高的自動(dòng)化程度,能夠快速獲取幾乎覆蓋全球的等高線,解決了快速獲取等高線的問題。但受DEM數(shù)據(jù)本身質(zhì)量和精度以及生成等高線時(shí)參數(shù)設(shè)置的影響,自動(dòng)追蹤生成的等高線還需要進(jìn)行一些基本的綜合編繪處理。使用SRTM DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)追蹤生成的等高線,在用于不同用途或編制不同比例尺數(shù)據(jù)時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行一些基本處理。例如采點(diǎn)過于密集、彎曲形態(tài)過于細(xì)碎等問題,需要對(duì)其進(jìn)行抽稀、化簡(jiǎn)等處理。抽稀等高線可用的算法很多,如Douglas算法、Li-Openshaw算法等,要根據(jù)等高線狀況以及實(shí)際地貌特點(diǎn)選擇合適的抽稀算法及參數(shù)。
絕大多數(shù)地貌,化簡(jiǎn)其形狀的基本方法是刪除谷地;而對(duì)于某些特殊的地貌類型,化簡(jiǎn)其形狀的基本方法是刪除小山脊。對(duì)于正向地貌,基本方法是刪除谷地,合并山脊,使山體輪廓完整。刪除谷地時(shí),等高線是沿著山脊的外緣越過小谷地,使谷地“合并”在山脊之中;對(duì)于負(fù)向地貌則要?jiǎng)h除小山脊,擴(kuò)大谷地。刪除小山脊時(shí),等高線是沿著谷地的源頭“穿入”小山脊之中而把它“切掉”。
谷地的選取是地貌綜合的重要組成部分,抓住谷地的選取就抓住了地貌綜合的關(guān)鍵。谷地的選取,由數(shù)量指標(biāo)和質(zhì)量指標(biāo)確定。數(shù)量指標(biāo)主要用于控制谷地選取的數(shù)量,以反映不同地區(qū)地貌水平切割密度的對(duì)比;質(zhì)量指標(biāo)是指谷地在表達(dá)地貌中的作用,主要用于控制谷地選取的對(duì)象。數(shù)量指標(biāo)主要有谷間距等。谷間距是指兩相鄰谷底線之間的距離,谷間距的作用是控制谷地的選取數(shù)量。谷間距的選取指標(biāo)一般為2-5mm。其中2mm是保證地貌清晰性的最低限值,5mm是保證地貌詳細(xì)性的最高限值。質(zhì)量指標(biāo)就是根據(jù)谷地在表達(dá)地貌中的重要性確定選取哪些谷地。一般應(yīng)選取保留構(gòu)成鞍部的對(duì)應(yīng)谷地及構(gòu)成匯水地形的谷地。
山頭的取舍和合并視山頭所處位置及表示山頭的等高線數(shù)量而定。一根等高線表示的小山頭,彼此間隔小于0.5毫米時(shí),屬下列情況之一者,均要合并表示:主要山脊上的小山頭;順山脊延伸方向分布的小山頭;沿共同基底延伸方向分布的小山頭;連續(xù)分布的條狀小山頭。屬下列情況之一者,只能取舍,不能合并:無明顯延伸方向的圓形孤立小山頭;兩條以上等高線表示的小山頭;位于山體斜坡上的小山頭。
5 試驗(yàn)與結(jié)論
為驗(yàn)證用上述方法獲取并處理后得到的等高線數(shù)據(jù)是否能夠滿足實(shí)際制圖的質(zhì)量要求,筆者以制作1:100萬地形圖所需等高線為例進(jìn)行了試驗(yàn)。軟件自動(dòng)追蹤等高線過程中地面分辨率選擇0.0025 arc-degrees*0.0025arc-degrees,簡(jiǎn)化值設(shè)置為0.1。得到的等高線經(jīng)過Douglas算法抽稀,并對(duì)上面講到的存在問題進(jìn)行了相應(yīng)處理。經(jīng)檢查證實(shí):使用SRTM DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)追蹤生成的等高線,定位及走向較準(zhǔn)確,能夠較好的反應(yīng)地貌形態(tài),與其他要素套合良好。相對(duì)于用比例尺跨度較大的數(shù)據(jù)所編及掃描地圖圖像采集,此方法大大節(jié)省了作業(yè)時(shí)間,因此可以應(yīng)用于小比例尺地形圖生產(chǎn)作業(yè)。
參考文獻(xiàn)
[1]王家耀等.地圖學(xué)原理與方法.[第一版].科學(xué)出版社,2006 .