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第三章数字测图的外业一、野外数据采集原理二、数据编码三、连接信息四、控制测量五、碎部测量一、野外数据采集原理1.概述数据采集就是采集供自动绘图用的绘图信息，是数字测图的一项重要工作。不同的数据源、不同的作业模式有不同的数据采集方式，有内业数据采集与外业数据采集之分，有手工输入、半自动输入、自动输入之分。一个优秀的数字测图系统通常支持多种数据采集方式。目前大比例尺野外数字测图主要使用全站仪采集数据，故本课程主要介绍使用全站仪实施野外数据采集的方法。2.地形点的描述测点点号测点的三维坐标测点的属性即地形点的类型及特征信息。绘图时必须知道该点是什么点，图式符号是什么。测点的连接关系据此可将相关的点连成一个地物。3.数字测图与常规测图外业工作的区别：（1）自动化程度明显提高常规测图在外业基本完成地形原图的绘制，地形测图的主要成果是以一定比例尺绘制在图纸或薄膜上的地形图。地形图的质量除点位精度外，往往和地形图的手工绘制有关。地面数字测图在外业完成观测，记录观测值或者是坐标和输入信息码，不需要手工绘制地形图，这使地形测量的且动化程度得到明显的提高。（2）边控制边碎部，提高野外作业效率常规测图先完成图根加密，按坐标将控制点和图根点展绘在图纸上，然后进行地形测图。地面数字测图工作的地形测图和图根加密可同时进行，即使在记录观测点坐标的情况下也可在未知坐标的测站点上设站，利用电子手簿测站点的坐标计算功能，观测计算测站点的坐标后，即可进行碎部测量。例如采用自由设站方法，通过对几个已知点进行方向和距离的观测，即可计算测站的精确坐标。（3）测距长且精度高地面数字测图主要采用极坐标法测量地形点，根据红外测距仪的观测精度，在几百米的距离范围内误差均在1cm左右，因此在通视良好，定向边较长的情况下，地形点到测站点的距离比常规测图可以放长。（4）不受图幅及比例尺的限制常规测图是以图板，即一幅图为单元组织施测。这种规则的划分测图单元往往给图边测图造成困难。地面数字测图在测区内部不受图幅的限制，作业小组的任务可按照河流、道路的自然分界来划分，以便于地形测图的施测，也减少了很多常规测图的接边问题。（5）控制点减少，碎部点增多数字测图按点的坐标绘制地图符号，要绘制地物轮廓就必须有轮廓特征点的全部坐标。虽然一部分规则轮廓点的坐标可以用简单的距离测量间接计算出来，地面数字测图直接测量地形点的数目仍然比常规测图有所增加。在常规测图中，作业员可以对照实地用简单的几何作图绘制一些规则的地物轮廓，用目测绘制细小的地物和地貌形状。而地面数字测图对需要表示的细部也必须立尺测量。地面数字测图地物位置的绘制直接通过测量计算的坐标点，因此数字测图的立尺位置选择更为重要。4.数字测图的作业流程（1）野外数据采集；（2）内业编辑成图；（3）图面检查；（4）绘图输出，到实地调绘检查；（5）图形整饰及分幅；（6）成果与图形输出。5.外业作业人员的组织外业作业是对数字测图而言，着重指碎部测量及其人员的组织。（1）测记法：作业人员一般配置为：观测员1人，草图员1人，跑尺员1～2人(依测量作业熟练情况而定)。（2）电子平板法：作业人员一般配置为：观测员1人，电子平板(便携机)操作人员1人(记录与成图)，跑尺员1人～2人。特殊情况下，外业作业组最少人员配置为2人：一个观测员，还负责操作便携机；一个跑尺员。只要便携机配置的测图软件所提供的操作十分方便(人称“傻瓜”软件)，而且作业人员对它的操作又很熟悉，这个方案是可以实现的。用电子平板测图，从人员组织到各种测量方法的自动解算和现场自动成图，真正做到内外业一体化，测图的质量和效率都将超过传统的人工白纸测图。6.野外数据采集模式（1）数字测记模式①有码作业②无码作业（2）电子平板测绘模式（3）GPSRTK测绘模式1.数据编码概念野外数据采集仅用全站仪或其它大地测量仪器测定碎部点的位置（坐标）是不能满足计算机自动成图要求的，还必须将地物点的连接关系和地物属性信息（地物类别等）记录下来。一般用按一定规则构成的符号串来表示地物属性和连接关系等信息，这种有一定规则的符号串称为数据编码。二、数据编码2.地形编码设计应遵循的原则（1）符合国标图式分类，符合地形图绘图规则；（2）简练，便于操作和记忆，比较符合测量员的习惯；（3）便于计算机处理。3.现有系统所采用的地形编码方案（1）三位整数编码按照国标GB14804-93《1:500，1:1000，1:2000地形图要素分类与代码》，地形要素分为九大类：①测量控制点②居民地和垣栅③工矿建（构）筑物及其它设施④交通及附属设施⑤管线及附属设施（1）三位整数编码（续）⑥水系及附属设施⑦境界⑧地貌和土质⑨植被如导线点：105类别号顺序号（2）四位整数编码国标GB14804-93《1:500，1:1000，1:2000地形图要素分类与代码》采用四位整数编码。如一级导线点：1151大类码小类码一级代码二级代码（3）其它编码①拼音字母编码如独立房编码为“DLF”等。②5—7位数字编码一般前三位整数为地物编码。③8—11位数字编码一般前三位整数为地物编码。（4）无记忆编码系统在测图系统中，将每一个地物编码和它的图式符号及汉字说明都编写在一个图块里，形成一个图式符号编码表，存储在计算机内。只要按一个键，编码表就可以显示出来。用光笔或鼠标点中所要的符号，其编码将自动送人测量记录中。用户无需记忆编码，随时可以查找。连接信息可分解为连接点和连接线型。当测点是独立地物时，只要用地形编码来表明它的属性，即知道这个地物是什么，应该用什么样的符号来表示。如果测的是一个线状或面状地物，这时需要明确本测点与哪个点相连，以什么线型相连，才能形成一个地物。所谓线型是指直线、曲线或圆弧线等。三、连接信息大厅测点示意图四、控制测量（一）平面控制测量导线测量交会测量GPS定位技术（二）高程控制测量水准测量EDM三角高程测量1.导线测量附合导线闭合导线支导线无定向导线2.交会测量前方交会测边交会自由设站法（后方交会）3.GPS定位技术（1）测前准备（2）外业实施（3）数据处理基本思想RTK图根控制测量（1）收集资料（2）求定测区转换参数（3）基准点的安置和测定①应有正确的已知坐标②地势较高且交通方便，视野开阔③周围不产生多路径效应的影响及没有其他干扰源，以防数据链的丢失RTK一般作业流程GPS-RTK流动站观测按快速静态测量模式进行，将GPS流动站安置在待测点，静止地进行观测。当解算载波相位的整周模糊度未知数得到固定解，解算结果的变化趋于稳定，且其精度满足设计要求（平面：±2cm，高程：±3cm）时，便将解算结果存入电子手簿，结束该站点的观测。（4）流动站观测①基准站宜布设在测区内中央最高控制点上，旁边不能有大面积水面、高大树木、建筑物或电磁干扰源（如电台的发射塔、高压电线等）。②使用高增益天线。③电台不宜放在离GPS接收机过近的地方，否则电台信号会干扰GPS卫星信号。同时，电台的信号线和电源线过长时不宜卷起来，这样会因为涡流而产生磁场，干扰GPS信号。④提高基准站和流动站的天线高度。RTK在图根控制测量时应注意的问题⑤摸清仪器的特性、能否达到仪器的标称精度、在各种条件下的测量误差和作业半径。⑥每天工作时观测的第一个点必须是已知控制点，以检核RTK测量结果是否正确。⑦GPS信号失锁时需要重新进行初始化（即静止观测几分钟），等到重新锁定卫星时再进行碎部点观测，为了确保安全可靠最好回到一参考点上进行校核。⑧选择作业时段，根据本地区情况合理安排作业时间。⑨卫星观测数量一定要达到5颗或5颗以上方能进行观测记录。（1）卫星信号问题（2）数据传送问题（3）距离问题上述因素影响了RTK在城市测量中的应用，在城市遮蔽地方，仍需采用常规方法测量。RTK的限定性问题（三）控制测量的作业内容1.技术设计2.实地选点3.造标埋石4.外业观测5.内业平差计算（一）选择碎部点的注意事项1.对于有方位的独立地物，应测定两个点的坐标，取两点的中点即为独立地物的中心位置，并以两点的连线确定符号的方位。2.任何依比例的矩形地物，只要测出三个角点的坐标，第四个点的坐标可由程序计算。3.房屋的附属建筑（如台阶、门廊、凉台等）和房屋轮廓线的交点不实际测量，而是按垂线法计算出交点的坐标。五、碎部测量4.依比例的双线地物，如道路、沟渠和河流等，测定两侧边线特征点的坐标。铁路测定中心线上点的坐标。5.圆状地物应在圆周上测定均匀分布的三点坐标。较小的也可测定对径方向的两个点的坐标。6.圆弧线一般应测定起点、终点和大致中间的一点。7.在绘制等高线范围内的坎和坡，应量出比高和测定坡脚线的高程。8.如测绘系统给出标准图块，则必须按标准图块标注的点测定其坐标。（二）碎部测量的常用方法1.极坐标法B123β3β2β1AD3D2D12.直角坐标法3.距离交会法2212221222122arccos2arccosDDDDDDDDDDABABABAB4.方向（角度）交会法