地面大比例尺数字化测图应用研究

包 欣

安徽理工大学测绘学院，安徽省淮南市 232001

地面大比例尺数字化测图应用研究

包 欣

安徽理工大学测绘学院，安徽省淮南市 232001

在分析了大比例尺数字测图的特点、作业方法和基本作业过程的基础上，介绍了天津师大数字校园数字化测图的作业流程，进而探讨如何将数字化成图软件南方CASS及先进的数字化测量仪器和技术（如GPS接收仪、全站仪等以及相应测量软件配套）组成完整的测绘数字化成图系统应用于实践，如何将这套系统运用到实际工作中以取得更多更好的测绘成果。

大比例尺；方法；作业流程；数字化成图系统

引言

大比例数字测图，是随着全站仪的发展而衍生的一种测图方法，是以计算机为核心，在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、管理的测绘系统[1]。与传统的白纸测图相比，该技术有着明显的优点，由于野外测量自动记录，自动解算等特点，使数字测图自动化效率高，同时数字测图成果可以配合各类软件的性能，方便地进行各种功能处理，绘出各类相应专用图，实现了数据资源的共享[2]。此技术已被广泛应用到测绘生产实践中，大大地提高了测绘作业的效率和精度。

研究通过介绍天津师大校园数字化测图的作业方法，探讨如何将数字化成图软件及先进的数字化测量仪器和技术组成完整的测绘数字化成图系统应用于实践，同时完成天津师范大学校园数字化测图工作。

1 具体施测

天津师范大学主校区位于天津市西青区，是天津市属重点院校。为了建立数字校园，需要测绘校区1：500比例尺地形图，其测图面积约2.5km-1（南北宽2.1km，东西宽1.2km）。

1.1 控制网设计

导线测量的外业工作包括踏勘选点、建立标志、量测等。点位选择直接影响到测量的精度，因此在选点之前，应收集测区已有的成果资料，初步设计控制网布设路线和控制点的位置，在实践中主要遵循以下原则[3]：方便仪器安置且通视良好；点位便于设备安置和施测，周围无遮挡；考虑仪器与人的安全问题，避免选在道路中央；点位均匀，控制整个测区。

通过对测区的考察和分析，根据控制点选取及控制网布设原则，我们采用平面直角坐标系，运用导线网中的闭合导线[4]，对控制网进行设计，选定了12个点位。

1.2 具体施测

大比例尺数字测图分为控制测量、图根控制测量、野外数据采集、内业编辑成图四大环节，测图作业采用先控制后碎部，先整体后局部的方法[5]。但为了充分发挥全站仪的优越性，研究采用图根控制测量与碎部测量同步进行的方法，以提高作业效率。

1.2.1 平面控制测量

在施测过程中，首先要根据选点原则进行踏勘选点，选定点后，各等级控制点需埋设永久性标记，点位统一编号，对于重要的导线点，应绘制草图。

常规的导线测量外业是采用经纬仪测角，用测距仪或钢尺测量导线边长，获取导线点的平面坐标，但采用全站仪后，平面控制测量的外业工作由过去测角、量边转为直接测量导线点的坐标，它既加快工程进度又能有效控制工程质量[6]。

1.2.2 图根控制测量及碎步测量

测量过程中，利用全站仪的“数据采集”功能进行测量其步骤为[7]：

(1)创建测量坐标文件：创建测量坐标文件，并把已知测站点和后视点的坐标存入该文件，测量下一导线点过程中调用该文件完成测站点和后视点的设置，测量完成后的坐标和点号自动生成并存入该文件。

(2)将全站仪安置于测站点，考虑气象改正和棱镜常数改正，进行设站。

(3)创建测量数据文件：通过调用文件或输入文件名，创建测量数据文件作为当前文件，存储测量数据。

(4)设置测站点及后视点。

(5)待测点测量：完成上述设置后即可执行“测量”命令, 通过角度或斜距或坐标等不同的执行命令，存储不同的数据内容。

(6)碎步点测量：根据测站上的一个已知方向与碎步点之间的水平角和测站点到碎步点的距离，确定碎步点的位置，存储到测量坐标文件中。依此类推，直至所有待测点测量完毕。

测量数据主要应用于天津师范大学数字校园建设，因此根据实际需求，对地物进行合理取舍，具体参照“规范”和“图式”

[8]。

2 数据处理

导线测量的最终目的是要获取各控制点的坐标，通过外业记录的点位测量信息和绘图信息，可以获取计算坐标的各个数据项：水平角、竖直角、斜距或丈量的距离、交会的角度和距离。通过专业评差软件提取所需的数据项，调用有关函数计算各控制点坐标，并存入坐标文件[9]。

图形数据主要利用南方CASS成图系统进行处理，内容包括：对采集的碎部测量数据进行分类、排错、解码、坐标计算等，形成碎部点文件，根据图形信息将这些离散的碎部点连接起来，构成线、面、区域，并确定相应地物，将属于同一地物的各个测点进行排列和处理，形成图形文件，借助图形编辑功能对显示图形进行图形编辑、修改、注记等，最后形成正式的碎部点文件和图形文件[10]。

3 结语

通过对采集过程的研究，可以发现大比例数字测图具有很多优点：全站仪观测导线，可直接得到地面点的平面近似坐标，在成果处理时应用近似坐标按间接平差法，直接在已经测得导线点的近似坐标上进行改正，避免了传统平差法的方位角及坐标增量的推算和改正；同时传统附和导线测量需要两条已知边，作为方位角的检核条件，而全站仪导线间接平差，只需要一条已知边和一个已知点，这将优于经纬仪导线测量方法；数据处理运用南方CASS软件可同时编辑多幅图形，图形间可复制实体图形带属性，可轻松编辑、修改复杂地物；在数据的转换和存储过程中，由于图件的各类要素均由绘图仪自动绘制,减少了人为主观因素的影响；同时，数字化地图内容和各种信息以数码形式存储在计算机以及外部的存储介质中，便于保管、处理和应用，且没有精度损失[11]。

测绘数字化成图技术使用了全球卫星定位系统技术和全站仪进行控制和碎部测量，利用数字化地形成图软件南方CASS和先进的绘图仪或打印机进行成图和绘制各种成果表格。研究将此套成图系统应用于天津师大数字校园数字化测图，取得了较好的测绘成果的同时也完成三维数字校园前期数据测量工作，为三维数字校园的实现奠定基础。

[1]杨德麟.大比例尺数字测图概述[J].测绘通报，1997，（9）：34-36.

[2]李凤丽.大比例尺数字测图初探[J].山西科技，2004，（6）：61-62.

[3]周世明.大比例尺数字化测图得实践与探索[J].地矿测绘，2005，21（2）：42-43.

[4]杨正尧.测量学[M].北京：化学工业出版社，2005：104-112.

[5]胡华科，陈清平，杨计生.面向GIS的校园地形图更新测绘技术设计[J].嘉应学院学报，2006，24（6）：78-81.

[6]高井祥.数字测图原理与方法[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001：140-157.

[7]聂让.全站仪导线测量平差研究[J].东北铁路，1998，21（3）：94-97.

[8]黄林.论导线测量粗差的判断[J].地矿测绘，1996,(02)：33-34.

[9]高井祥.数字测图原理与方法[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001：140-157.

[10]王向东.全站仪和南方CASS软件在测绘地形图中的应用[J].新疆有色金属，2009，（S1）：61-64.

[11]王丹.大比例尺地形测量新技术的发展及其前景[J].工程勘察，1999，（01）：47-51.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.040

包欣，安徽理工大学，研究生，地图制图学与地理信息工程。，