数字化测绘技术在工程测量中的应用研究

2016-08-09候亮

大科技 2016年12期

关键词：图幅横断面高程

候亮

（常德市国土资源规划测绘院湖南常德 415000）

数字化测绘技术在工程测量中的应用研究

候亮

（常德市国土资源规划测绘院湖南常德 415000）

随着科技的不断发展以及对测量要求的不断提高，传统的工程测量技术已经无法满足先进工程测量的要求，数字化测绘技术因其具有高精度、高效率的优势被运用到工程测量中。本文主要阐述了数字化测绘技术在工程测量中的运用。

数字化；测绘；工程测量；地籍测量；绘图

引言

随着GPS技术、RS技术以及GIS技术的不断发展，在工程测量中已经得到了一定规模的运用。在工程测量中数字化测绘技术的运用起到了非常重要的作用，为工程测量工作的顺利开展起到了重要的保障。

1 数字化测绘技术的优点

随着工程测绘中全站仪的广泛运用，促进地形测绘自动化，之后逐渐发展成为数字化测绘。数字化测绘主要是指是以计算机为核心，以全站性电子速测仪、GPS、数字摄影测量仪、数字化仪等为数据采集工具，在外接输入、输出设备软、硬件的支持下，对地形的数字空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。数字化测测绘的优点表现如下：

（1）数字化测图使大比例尺测图走向自动化。数字化测绘技术具有劳动强度小、自动化效率高以及错误率小的特点，所以运用数字化测绘技术所得的地形图更加的规范、美观和精确。

（2）数字化测图使大比例尺测图走向数字化。数字信息可供传输、处理、共享，自动提取面积、方位、坐标、距离，为CAD、GIS提供基础空间信息，进行分层、放大、裁剪等处理，局部更新速度快。

（3）数字化测图使大比例尺测图实现了高精度。白纸测图有精度损失：图上0.1mm，比例尺为1：1000，最好精度为10cm。蓝晒、图纸变形等误差，一般精度为0.3mm，和原测距精度一致。数字测图无损失地记录了外业测绘数据。

（4）数字化测图使大比例尺测图进入新时期。测图作业过程发生了很大的变化，控制测量、碎部测量的一步法；分图幅作业到地物整体测量，计算机自动分幅。

2 数字化测绘技术在工程测量中的应用研究

2.1 数字化原图处理

在工程测量作业中，对原有图形进行数字化处理是非常重要的。主要做法是工作人员运用扫描输入设备，对数字化软件进行运用在较短的时间内对地形图进行获得。对于原图的数字化处理主要有两种方式：①手扶跟踪数字化；②扫描矢量化。两种方式进行比较，手扶跟踪数字化测量方式的工作效率低于扫描矢量化工作效率。

2.2 数字化绘图

在工程测量中，运用数字化测绘技术对相同地点、不同需求比例的绘图能够直接按照现有的地形图得到不同比例的多源地图。通常来水，比例比较大的地形图信息比较详细，通过应用数字化绘图能够满足不同工作的需求。

2.3 航测数字成图

在工程测量中通过应用数字化测绘技术，能够使数字摄影机所获得的数字影像，通过利用专门的航测软件，在计算机中对数字影像进行一定的匹配，从而建立地面的数字模型，在利用软件获得数字地图。航测数字成图具有成图速度快、精度高、成本较低等优点，比较适合用于城市大面积成图。

2.4 地籍测量

随着城镇化进程的不断加快，地籍测量变得越来越重要。进行地籍测量的主要目的就是对城镇的位置、土地面积、经济价值以及用途进行确定，从而为建立土地管理信息系统提供一定的资料，因此数字化测绘技术在工程测量中有着重要的意义。

3 案例分析

3.1 测区概况

某测区地势较为平坦，植被覆盖密度中等。测区面积为3.3km2，其中陆地面积约为2.3km2，水域面积约为1km2。本工程1∶500地形图测量范围北窄南宽，北面宽度约为600m，南面宽度约为2000m。地形图测绘应突出与公路规划、设计、建设、管理等有关的各项要素。各种架空线路应测量其至设计道路的最小垂直距离，道路沿线涵管测出进出口高程和断面尺寸，测区内的水域应测注水底高程并绘制水下地形。本工程地形测量拟采用全站仪数字化成图法。

3.2 地形图测绘方案

3.2.1 成图要求

本工程地形图比例尺为1∶500，地形图基本等高距为0.5m，高程注记至0.01m，采用50cm×50cm整坐标矩形分幅，图幅编号按从北至南、由西往东顺序编号。

3.2.2 地形图测量的精度

地形图陆地上建筑物、构筑物相对于邻近控制点的点位中误差和铺装地面高程点相对于邻近控制点的高程中误差依据表1的规定执行。

表1 建筑物、构筑物的位置和高程中误差

地形图等高线插求点相对于邻近图根点的高程中误差依据表2的规定执行。

表2 等高线插求点的高程中误差

森林、隐蔽或困难地区，可按表2要求放宽0.5倍。水下地形点的平面位置误差应不大于图上±1.2mm，等高线插求高程误差不大于±2h/3（其中h为等高距）。有关数字化地形图的精度的其它要求应符合《水利水电工程测量规范》及《水利水电工程测量规范》的规定。

3.2.3 细部点数据采集

地形图陆地上测量采用全站仪数字化成图法，极坐标法全野外采集数据，现场传输至PDA进行图形初步编辑。设站时，仪器对中误差不大于5mm，仪器高应量至毫米。以较远的控制点作为定向方向，观测另一控制点作为检核，检核点的平面位置误差不应大于5cm，检查高程较差不应大于5cm。每站测图过程中，应随时检查定向点方向，角度检查较差不应大于30″。采集数据时，角度应读记至秒，距离读记至毫米。测距最大长度不超过300m，主要地物点不超过150m。

地形图水下测量采用GPS RTK+测深仪及其配套的测深系统软件现场全要素数字化采集数据。其中测深仪使用中海达HD-18双频测深仪（高频：200kHz，低频：50kHz）。所有测量数据在室内转换为CODE数字成图系统格式后进行地形图编辑与处理，最后提供业主要求的Microstation系统的DGN文件和AUTOCAD系统的DWG文件。

3.2.4 河道横断面测量

横断面测量为该指定测量范围内的河道中心线，每隔100m实地施测一个数字横断面。在河道复杂及变化比较大处，横断面测量加密应根据工程文件的指令要求进行；横断面应测至河道中心线两侧河道防浪墙之顶部。测量点应包括河道轮廓两端，坡度变换处、水边及水下深泓处等位置。测量间隔在陆地为10m，水下为5m。河道复杂及变化比较大处，应酌量加密测量点。河道与各支流交汇处实地施测一个数字横断面。

所有横断面河道的测量采用GPSRTK+测深仪及其测深系统采集数据，将纵、横断面布置图预先调入测深系统中，在导航系统的指引下沿河道中心线及横断面线航行，利用GPS和测深仪求得断面点的高程，再使用全站仪+测深杆进行检测，务必使测量成果达到合同的要求，即断面的精度与地形图成图精度保持一致。横断面按里程编号顺序每四条组成一幅图，共分为8幅，图幅大小为60cm×80cm，图幅编号：CS-1～CS-30，制图比例尺：水平 1∶500，竖直 1∶100。

3.2.5 图边测绘和接边

为了与相邻图幅接边，每幅图须测出图廓外2cm，如果建（构）筑物位于图廓上，则应测至建（构）筑物的主要房角点。图边的接合差不得大于地物点和等高线测图中误差的2倍，如果接合差不超过此限度，应将误差平均配赋，直至两边能完全接合，若接合差超限，应到实地查明原因，进行改正测量。在几何图形方面，相邻图幅接边地物要素在逻辑上保证无缝接边；在属性方面，相邻图幅接边地物要素属性应保持一致。

3.2.6 地形图编辑

将PDA初步编辑的地形图传输至微机。采用地形成图信息系统“CHE4.0”在微机上编辑成图。地形图上展绘规划道路的设计中线，将地形图转换成DWG格式。