似大地水准面精化在山区大比例尺地形测图中的应用

罗强

(重庆市勘测院，重庆 400020)

似大地水准面精化在山区大比例尺地形测图中的应用

罗强∗

(重庆市勘测院，重庆 400020)

似大地水准面精化是现代测绘基准体系中的重要组成部分，它的推广和应用改变了传统的高程测量模式，为测绘工作带来极大方便，提高了工作效率。本文以重庆市山区的一个大比例尺地形图测量项目为例，通过应用似大地水准面精化成果校核原有已知高程点，精度满足要求，充分应用似大地水准面精化成果替代搭接水准点的传统高程测量模式，为似大地水准面精化成果的应用积累了宝贵的经验。

似大地水准面精化；GPS/RTK测量；双线性插值法

1 引 言

随着我国测绘基准现代化的建设，各地先后开展精化区域似大地水准面并将其成果逐步推广应用于实际生产中。似大地水准面精化是以GPS水准确定的高精度但分辨率较低的几何大地水准面作为控制，将重力学方法确定的高分辨率但精度较低的重力大地水准面与其拟合，实现对局部大地水准面的精化。

目前，重庆市区域似大地水准面精度较好，都市区以内约±1.6 cm，都市区以外区域约±1.9 cm，由于重庆市都市区以外区域为山地地形，局部精度应低于±1.9 cm。我们可以用静态GPS或网络RTK定位平面位置，用似大地水准面精化成果代替等级水准测量，改变原有测水准或搭接四等三角高程的传统高程测量模式。节省了大量的人力、物力和财力，取得了较好的经济效益和社会效益。

2 工程概况

为了更好地对重庆市四面山国家重点风景名胜区进行规划管理和统筹建设，拟对风景区内几个重点区域进行1∶500大比例尺现状地形图测量，面积约18 km2，已有1∶500地形图约5 km2(1980西安坐标系，1985国家高程基准)。四面山因山脉四面围绕而得名，地处重庆市的最南端，与贵州省接壤。测区以原始森林为基调，绿树成荫。尤其以望乡台瀑布最为壮观，瀑布高152 m，宽40 m，数里之外皆能感受其威势。四面山地势偏远，高山地貌，地形破碎，高差变化较大，给测量工作带来较大难度。

测区的平面首级控制采用静态GPS施测四等平面控制点。搭接已知水准点太难:路途遥远、通视条件较差、交通极为不便。植被茂盛，难以布设一级导线。测区的现状为似大地水准面的应用提供了较好平台。

3 平面控制的构建

由于测区特殊的地理条件，构建四等控制点、一级导线点、图根导线点的传统逐级布设控制方法较难实现。因测区地势偏远，没有覆盖网络RTK，给布设控制点增加了难度。首先用测区周围的高等级控制点为已知数据，采用静态GPS观测方法施测四等GPS点，以四等GPS点为已知平面校正点，可求得各块的坐标转换参数。改变控制点的传统布设模式，利用RTK坐标转换参数，通过常规RTK直接布设图根RTK点，满足测图需要。平面测设流程示意图如图1，四等GPS控制点布设网图如图2。

图1 平面测设流程图

图2 四等GPS控制点布设网图

4 高程控制方案

在测区外的二、三等水准点上以搭接四等三角高程的方法将高程测至测区内极为困难，将花费大量的成本，延长工期。以似大地水准面精化的成果代替等级水准测量将会节约较多人力、物力，为按时完成任务赢得较多时间，为规划建设提供可靠的测绘保障。

4.1 高程值的检校及分析

为了保证似大地水准面精化成果可靠，满足测区高程控制需要。先对已有成图区的控制点进行检校。以四等GPS的2000国家坐标系成果为已知数据，利用似大地水准面精化模型，采用双线性插值法计算出各四等GPS点的85高程，将该高程值作为计算RTK转换参数的高程校正点。计算RTK转换参数，其水平和垂直残差较小，精度满足要求，说明利用插值法计算的四等GPS点高程值兼容性较好，内符合精度满足要求。GPS点校正求RTK转换参数示意图见图3，RTK转换参数结果如图4所示，残差精度如表1所示。

图3 GPS点校正求RTK转换参数示意图

图4 RTK转换参数结果

残差精度统计 表1

在成图区找寻原有控制点5点，用常规RTK测量其WGS-84系成果，利用RTK转换参数计算出5点的85高程值，将其成果与原有高程值比较，最大较差为-0.057 m，最小为0.015 m，中误差为0.044 m，精度较好，其比较成果如表2所示。

高程较差比较表 表2

4.2 施测高程成果

经过实测控制点比较表明，该测区用似大地水准面精化成果替代传统高程测量模式是可行的，满足测量1∶500地形图的精度要求。

解算高程成果有两条途径，其一:直接用RTK转换参数转换得到各图根RTK点的高程值；其二:用RTK转换参数转换出各图根RTK点的平面坐标成果，用实测的图根RTK点的2000国家坐标系成果，利用似大地水准面精化模型，采用双线性插值法计算出各图根RTK点的高程值。相对而言，第一种方法计算较简单方便，但通过转换对高程精度有一定影响；第二种方法计算过程复杂一点，但高程精度较好。

5 结 语

经过该项目的实际比较，对重庆市似大地水准面精化成果在山区的精度及其在山区测量大比例尺地形图中的应用有了很好的实践。为我们以后充分应用重庆市似大地水准面精化成果积累了宝贵的经验。

(1)重庆市似大地水准面精化成果的相对精度较好，绝对精度可满足山区测量大比例尺地形图的要求，为山区测绘大比例尺地形图节约了大量的成本，提高了工作效率，改变了传统的高程测量模式。

(2)对于重庆市似大地水准面精化成果在建成区、丘陵地区的应用有待进一步的测试和探讨，期望其在测绘工作中得到更好的应用。

[1] 张旭东、符华年.几何水准和GPS高程混合布网模式及其在山区水准测量中的应用[J].城市勘测，2011(2).

[2] 李建成，陈俊勇，宁津生等.地球重力场逼近理论与中国2000似大地水准面的确定[M].武汉：武汉大学出版社，2006.

[3] 国家测绘局职业技能鉴定指导中心.注册测绘师资格考试辅导教材测绘综合能力[M].北京：测绘出版社，2012.

[4] 王鸣霄，陶骏.似大地水准面成果精度检测的研究[J].城市勘测，2010(2).

[5] 符华年，张旭东，史秀保.基于NBCORS的似大地水准面精化成果检测与分析[J].城市勘测，2012(2).

The Applicaltion of QUASI-GEOID Refinement in Large Scale Surveying and M apping in M ountainous Aera

Luo Qiang
(Chongqing Survey Institute，Chongqing 400020，China)

Quasi-geoid refinement is a technicalmethod in mordern survering and mapping system.The meaning of traditional elevation survey has been changed because of the application and popularisation.A large scale mapping and surveying project in mountainous area is introduced in this paper.The result of quasi-geoid refinement is used to check out the obtained height points and replaced traditional height surveymode in the project.The application of quasi-geoid refinement in this paper will be valuable experience.

Quasi-geoid refinement；GPS/RTK survey；Bilinear interpolate

1672-8262(2013)02-121-02

P224

B

2012—07—03

罗强(1980—)，男，工程师，主要从事工程测量和航测技术工作。