探索一步测绘法在数字化测图中的应用

（江西省基础测绘院 江西南昌 330001）

0 引言

数字化测图也叫计算机成图，是一种全新的计算机辅助测图的方法，数字化测图改变了地形测量成果只能是绘制在纸上的地形图这一状况。如今，地形测量成果可以用计算机进行存储，从而变成了可以通过计算机进行分析、传递以及共同分享的数字化地形信息。在数字化测图当中，通常使用的是全站仪，基本操作方式如下∶首先就是控制测量，这之中包含图根控制，然后是碎部测量。可是在出现特殊情况的时候，例如无法及时提供基本控制点的坐标或者是工期紧迫，没有时间做图根控制等，此时如果依旧使用常规办法作业，那么工期就有可能被延长了。因此，一步测绘法应运而生。

1 一步测绘法简介

一步测绘法简介具体方法是先完成埋石设标，并在已知的控制点上设站与定向，然后大约找出下一个图根点的基本坐标，接着，再对本测站所有的碎部点坐标进行施测。等到导线测到了最后一站且连接到了另一个控制点的时候，确定这一点的坐标，同时把它同已知点坐标之间的闭合差计算出来。如果闭合差在范围之内，就平差每一个图根点的坐标，接着以平差之后的图根点坐标为依据重新计算出所有碎部点的坐标；如果闭合差超出范围，这时候返工重测就只需重测图根点，各碎部点还是可以使用原先测量出来的数据，等到闭合差回复到正常范围里了，此时再算碎部点就可以了。综上所述，较常规的测绘方法而言，一步测绘法在图根控制测量环节上设站、定向均少了一次，工作效率提高的同时，控制与成图的精确度也没有下降，但它存在数据量较大的弊端。

如今，一步测绘法已经越来越多的运用在了数字化测绘当中，它改变了工程在开始的时候，旧的测绘法所使用的“先进行控制然后再碎步”的办法。伴随着测绘仪器的不断更新以及数据处理要求不断提高，各种小区域工程在勘察以及设计的初级阶段的用图需要也在不断提高，为了提供更优秀、更快捷的服务，数字化“一步测绘法”测图一定会得以广泛应用。

2 一步测绘法在数字化测图中的应用

目前，我们对地形图实施快速测绘的时候普遍使用大比例尺开展工作，可是对于小范围测图而言，使用大比例尺进行地形图测绘会降低测图的精度、效率与速度，极大的造成了资源浪费。一步测绘法的运用，使得数字化测图的外业测图工作成果自动形成数字画图，效率提升了，人工的操作成本以及费用也得到了很好的控制，测出来的资料数据也更具有借鉴性。一步测绘法凭着这些好处，已普遍应用于道路建设、水库水坝、土地用地、场区改造等各类工程中，并正在逐步应用广泛。

2.1 一步测绘法的具体功能

在数字化测图过程中，一步测绘法主要包括两方面的事情，即高程控制网与平面控制网的布设与数据的采集与处理工作。首先，一步测绘法是运用坐标法测量布设导线平面控制网，通过全站仪三角高程来测量布设高程控制网。而在实际测量布设的过程中，可以选择2×10-6D(6″)+5mm级全站仪实施测量，因为这样可以同时实现高程控制网与平面控制网的精度，而且也将碎部点平面精度以及高程控制网的精度都控制在要求的范围里面。要注意的是，在测量的时候，三脚架里的后视棱镜与测量仪器都要对中整平。另一方面，可以结合图1来分析如何进行数据的处理与采集工作，C1 为已知控制点，我们在此放置全站仪，测量布设它四周的碎部点，与此同时定向测设下一个控制点C2。完成了C1的相关测设后，把全站仪移至C2，此时C2 则为已知控制点，这时要做的是测设它周围的碎部点，并再次定向测设下一个控制点C3。如此循环，直至完成整个测绘，那么数据的采集和与处理工作也完成了。

图1 一步测绘法仪器安置示意图

2.2 一步测绘法的应用范围

如图2，用水平面表示水准面的限度。设AC为水平面，DAB为水准面，那么AC=t，AB 弧=s，Δs=t-s。

其中AC=Rtgβ；AB=Rβ

则ΔS=R(tgβ-β)=S3/3R2

当S=3 km时，ΔS=0.67 mm

当S=5 km时，ΔS=3.09 mm

当S=10 km时，ΔS=24.75 mm

通过上述计算可知，当水平距离为10 千米时，可以用水平面取代水准面，而如今的全站仪测距精度恰好都能满足这一要求。

图2 球面示意图

3 应用案例

我们用某市新农村的规划图测绘与某省水库加固测绘来具体说明如何使用一步测绘法。

3.1 某市新农村规划图的测绘

该市位于我国的西南山区，地形比较复杂，多山水，植被覆盖率高，共86户人家。按照新农村的规划要求，使用一步测绘法测绘该村的地形。基于该村的范围一般，控制网使用的是独立坐标系与假定高程。全村一共12个控制点，如图3所示。

(1)选择C2 (例如X1，Y1，Z1)来放置罗盘仪，再瞄准C1，测设出磁方位角，再将其换算成为坐标方位角。

(2)然后把全站仪摆在C2，后视C1，找出C3的坐标(X3，Y3，Z3)。接着测C2 四周的碎步点。

(3)把全站仪搬到C3 处，后视C2，测出C4的坐标(X4，Y4，Z4)。接着同样测C3 周围碎步点。

(4)如此循环重复，直到整个区域测完。最后是用时24天，一共对45个村庄进行了地形图测绘。并且通过了设计院的验收，所有的都达到了设计规划的要求。

图3 某新农村规划图

3.2 某省水库加固测绘

该水库的主要功能是发电、灌溉以及蓄水，如图4所示。

图4 某水库地形图

该水库由于年久失修，目前是在危险运行当中，所以上级部门下令要求维修加固。为实现加固目的，之前的便道已经不能够满足设备与材料的进出需要。我们把顶与桥端这两个已经知道的点当做开始数据。水库区一次测绘，一共设置了十九个控制点。其中的C18、C19、C1、C2 先用GPS，然后换算回原来的坐标系。如图4所示，最终用7 天的时间完成测绘，且测绘的精度也符合施工图设计与初步设计的要求。

4 一步测绘法的应用特点

常规的数字化测图通常是先控制后测图，但是一步测绘法是在完成图根导线选点以及埋桩之后，同时进行图根导线与碎部的测量。一步测绘法避免了重复设站增加工作量，工作效率大大提高，人力、物力、财力方方面都有了进步，工程进度有了保障。在应用过程中，一步测绘法体现出了以下特点∶

（1）一步测绘法把图根控制与采集碎部数据放在一起进行，这样使得外业工作量变小，工作效率提高，此法特别适用工期紧迫的情况。

（2）一步测绘法使用的是全站仪三角高程测来设高程控制网，这一举措可以很好的解决水准仪受地形影响大而且视距过短的缺陷，极大地减轻了在复杂地形上作业的难度，而且精度也较高。

（3）一步测绘法同时进行图根测量与碎部数据采集，只设一次站在每个控制点上，缩小定向误差，大比例尺数字化测图的精度提高。

（4）但是处理一步测绘法的内业数据却是一项十分复杂的工作，要有一套系统的工作程序，做到平面控制、高程控制以及碎部测量数据的分工明确，尽可能将内业工作简单化，发挥该方法的最佳效果。

5 结束语

随着一步测绘法在数字化测图中的有效使用，测图速度实现了质的飞跃，不仅测图的效率在提高，测图的质量也在同步提高。同时，一步测绘法还最大可能的降低了在数字化测图过程当中的测量误差，使得测图出来的质量有了充分的保障，质量在提升的同时数字化测图的工作成本也得到了有效的控制。将一步测绘法充分的应用到数字化测图当中，实现两者的完美结合，不仅有利于更新测图以及加工测图等工作的开展，还将推动着在实际测量工作当中的数字化发展。

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