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[關鍵詞]大比例尺地形圖 工程測量 分析 應用 測量
[中圖分類號] P258 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-11-136-2
大比例尺地形圖在工程測量中有著重要的作用,占據工程測量中不可獲取的位置,下面我們首先對大比例尺地形圖測量的發展及其特點進行簡單的概述,然后在主要過對某觀測站的站址1比500比例尺地形圖進行施測和分析,在進行施測過程中,主要采用的GPS觀測、選點等等方式來對其進行的測量,下面我們就簡單的對某觀測站進行大比例尺地形圖闡述和分析。
1大比例尺地形圖測量的發展和其優勢
隨著科技水平的不斷進步和發展,科技的進步在給其他領域帶來便捷的同時,同樣也給我們測繪行業帶來了新的工作方向和目標,隨著測量儀器的不斷更新和換代,更是測繪行業的發展帶到了一個新的平臺上來了。大比例尺地形圖的出現,在很大意義和程度上解決了工程測量中面臨的難題,通過大比例尺地形圖對范圍比較小的地區也能及時的進行工程的測量和檢測,一方面提高了工程測量的工作效率,另一方面還在很大程度節約了很多的人力和財力,提高了工作的效率和時效性。
2大比例尺地形圖在工程測量中的應用實例
2.1測量實例內容概述
采用大比例尺地形圖測試某觀測站,在進行測試過程中主要涉及的內容有選點、埋石、GPS監測、水準聯測等采集工作,在此項大比例尺地形圖工程測量工作中,主要投放的設備有六臺、GPS接收機四臺、全站儀一臺、自動水平尺一天,其觀測和測量的時間為15天,然后根據時間要求提供測量的結果。
2.2測量區的基本情況構造
需要測量的觀測站的周圍范圍交通還是非常的便利的,需要測試的地區地形比較開闊、起伏的程度不是非常的大、可以算作是平原,但是在測試區中出現的嚴重問題就是周圍樹木角度、可能會對測量的準確度和效率帶來一定的影響。
2.3GPS接收機在工程測量中的使用
GPS+RTK在工程測量中說,發揮著非常巨大的作用和意義,其使用程度,在工程測量中,更是非常的廣泛,在建筑工程中,測量其建筑地形過程中,我們就可以采用GPS+RTK的完美結合進行的建筑工程中地形的測量,在建筑工程地形測量過程中,通常都是使用不動態的測量方式,來對其建筑工程地形進行的控制和測量,在使用GPS+RTK進行的測量中,只需要通過GPS進行的定位,然后通過RTK來進行碎步測量,在測量過程中一般都是需要一個人背著測量儀器,然后在地形的碎點上呆一下,在進行的移動過程中,還需要輸入其測量的特殊編碼,最后通過定位,就可以非常方便的測量出建筑工程,在建筑工程中需要的施工地形圖了,通過二者完美的融合,一方面使其地形圖能夠保證其準確度,另一方面大大提高了測量的工作效率和時效性。
2.4采用相應方法統計其精度加以分析
在了解玩測量區的基本構造環境之后,我們通過對測區幾條不同的線路進行定位觀測之后發現,得出相應的數據如下,點位誤差最大值4.4mm,最小值3.21mm;無約束平差后相對精度最低l/47萬、最高1/56萬;約束平差后相對精度最低l/34萬,最高1/41萬;同步三角形全長相對閉合差最大值為2.07ppm。而這些都是大比例尺地形圖能夠滿足的(表1《工程測量規范》對大比例尺地形圖地位誤差精度要求)。
2.5采用大比例尺地形圖1比500的施測方法
(1)在對該觀測站站址1比500比例尺地形圖進行施測過程中,我們可以采用數字化構成圖方法來進行觀測站的施測,在進行施工過程中,首先采用的作業方法,可以采用GPS不動態定位方法,來對其觀測站地區進行的內圖根點坐標標注和聯想,在進行這一過程中在,還可以采用水平尺聯測的方法,施測圖根點的高程,進行測試區內部的數據和圖像的采集,然后在從測試區外業采取相應的數據,最后測試區外業采集的相關數據和圖像,使用光纜傳播的方式,傳播到測量使用的計算機中,然后計算機機會通過一定的數據處理模式,來對其采集和傳輸的數據進行的及時有效的分析和處理,最后計算機會將分析和才采集的圖像文件通過繪圖儀的方式打印傳輸出來(表2測地貌特征點的視圖要求)。
(2)為了能夠保證長期保存圖根點以及未來將進行施工放樣測量的工作,為了今后的施工考慮,我們可以在采用大比例尺地形圖測量之后,然后在每個不同的測試區之內預埋一些長久性的埋石點,在進行埋石點的過程中,其石頭高度一般都是要在五十厘米左右,所埋石應該在視眼開拓的地方,而且還不容易受到別人的破壞。
(3)通過對上述觀測區相關的數據進行分析和研究得發現改觀測區采集的點數為652點。在進行分析過程中,主要采用的基本繪圖軟件是來自于南方CASS的成圖系統軟件,該軟件是通過多年以來很多單位和專家使用之后,都說效果比較好的軟件。
3大比例尺地形圖在工程測量中的應用實例相應的技術總結
該測量工程在進行大比例尺地形圖在工程測量中,主要通過對方式就是通過GPS全球衛星定位系統來進行圖像的觀測的,在進行GPS網的施測過程中,可能是由于樹木角度的情況,使其知點距離和待測圖根點距離較長,為此,在進行測量過程中,我們采用了三臺GPA接收器的形式,對其觀測區進行同步的觀測和測量,經過測試才得出了相應的結論,其結果還是比較符合測量的中的規定范圍和相應要求的,可以說是相對比較準確的GPS數據測量結果。
在進行大比例尺地形圖在工程測量中得出了相應采集外業數據652個,測繪出繪1:500數字化地形圖1份,還在測量過程中,在測試區中增添了預埋石的數量,為四個,實際測設臨時性圖的相應根點有八個左右。
4結束語
綜上所述,在上文中我們簡單的對其大比例尺地形圖的發展,以及在工程測量中的應用實例進行了簡單的論述和分析,希望能夠在論述過程中為,大比例尺地形圖在工程測量中的應用和發展提供可行性思路,同時希望我們相應的實踐人員能夠在日常工程測量工作中,不斷的對其方法進行完善和創新,爭取創新和完善出更為科學合理的大比例尺地形圖在工程測量中應用的方法,為今后工程測量的發展多提寶貴意見,為大比例尺地形圖在工程測量事業的發展做出更多貢獻。
參考文獻
[1]會議論文.電子平板測量環境下實現大比例尺地形圖和地籍圖一體化的探討2007年"信息化測繪論壇"暨中國測繪學會年會-2007(1).
[2]期刊論文.地形圖測繪中GPS-RTK用于圖根點測量的可行性分析-科學技術與工程-2011,11(36).
[3]期刊論文.GPS-RTK與全站儀聯合作業在數字測圖中的應用-測繪與空間地理信息-2010,33(6).
[4]期刊論文.GPS-RTK高程擬合在湖北來鳳縣道路改造工程測量中的應用與精度分析-城市勘測-2011(3).
關鍵詞:三維數字;地形圖;測繪技術
1. 引言
隨著數字地形圖的廣泛應用,為了便于進行空間方面的量測和分析,人們對它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求,為此,在借鑒二維數字地形圖和數字地面(或高程)模型優點的基礎上,克服二維數字地形圖在空間表示和應用方面的不足,提出了測繪三維數字地形圖的想法。
為此,本論文主要對三維數字地形圖的測繪技術展開分析探討,以期從中找到可靠有效可行的數字地圖測繪技術,并以此和廣大同行分享。
2. 三維數字地形圖的地形數據及表達方法分析
地形數據即為表現地勢走向的地貌數據,包括平面位置和高程數據兩種信息,這兩種信息目前主要通過野外測量、航空航天遙感影像和現有地形圖數字化三種方式獲得。航空攝影測量一直是地形圖測繪和更新的有效手段,其所獲取的影像數據是高精度大范圍的DEM生產最有價值的數據源。另外,近年來出現的干涉雷達、激光掃描儀等新型傳感器數據被認為是快速獲取高精度、高分辨率的DEM最有希望的數據來源。通過全站儀、全球定位系統(GPS)等手段可獲取較小范圍、大比例尺、高精度的地形建模數據,同時也是對航空攝影測量和地形圖數字化的一種補充。實際工作中,具體采用何種數據源和相應得生產工藝,一方面取決于數據的可獲取性,另一方面也取決于應用的目的和對數據的要求,包括DEM的分辨率、數據精度、數據量大小和技術條件等。
三維數字地形圖是用規則格網和高程注記點來表達地形地貌的。為了不影響地圖符號表達地物和地形,采用分布規則的格網式DEM較為妥當。格網的大小一方面取決于相應地形圖的分辨率,一般說來,地形圖的比例尺越大,對地物和地形表達的精度就越高即越精細,則格網就越?。涣硪环矫嫒Q于制圖區域地形的復雜程度,一般說來地形越復雜或越破碎,為了表達地形時不失真,格網就應越小。在一幅地形圖上,考慮到在實際中,有的地方地形比較復雜,而另一些地方則比較簡單,可用四叉樹結構來表達格網,即用大格網來表達簡單的地形,而用小格網表達復雜的地形,即采用橫向的多分辨率技術表達地形。構建三維數字地形圖時,必須確保DEM與線劃地形圖是同一個空間參考框架下的;編制地形圖時,可將DEM格網點放在一個單獨的圖層上,這樣可根據需要打開或關閉它。高程注記點反映地面上坡度變化處的高程。
3. 三維數字地形圖測繪技術應用探討
3.1 三維地形數據的采集
三維地形數據采集包括兩個階段,一是:外業采集,主要是利用全站儀采集地形點的三維空間數據(包括平面坐標及高程)。由于受通視條件、勞動強度等因素的影響,只能采集地形特征點的三維空間數據,地形特征點一般是指山谷點、山脊點、洼地、山腳點、山頂等等。由于這些特征點的密度不夠和分布不均勻。這樣在對有些地區的地表高低起伏就很難精確的表示。二是:內業加密,就是將外業采集的數據,通過內插的方法對特征點的密度和分布進行有效處理,獲得分布均勻,密度適當的地形點及高程,使其更能詳細的反映地勢的走向。
在利用全站儀野外獲取三維地物數據測量時,地物底部特征點數據的獲取是比較容易的,難點在于怎樣獲取地物頂部特征點數據。以建筑物為例進行說明,其頂部特征點的數據可以通過測量其相應的底部特征點的平面位置和高程,然后量測其高度的方法獲取,也可以放置棱鏡到頂部特征點上直接測量的方法獲取,還可以用無棱鏡測量進行建筑物頂部特征點的方法獲取。其中,無棱鏡測量對于沒有反射的物體不能進行測量,因此在建筑物比較密集的城鎮地區,用無棱鏡測量會嚴重受到通視條件和反射條件的制約,使的測繪工作量大,效率低,有些建筑物的頂部特征點甚至是采集不到的,對深巷的建筑物底部特征點也很難采集到。當然,還可以在建筑物頂部進行數據采集,此方法也存在通視條件的限制,還有很高的危險性,因此對于大區域測繪是不現實的。
3.2 三維數字地形圖的測繪
實際地面通常不是光滑和均勻變化的,因此在采集的時候會產生斷裂線問。對于植被茂密、樹林覆蓋地區,數字攝影測量采集時無法切到地面,這樣就不能準確的反映植被覆蓋區的實際地面趨勢,為了使其精度能夠滿足要求,可以在這些地區采集散點方式進行測量,以便能真正的切到地面的地方進行數據采集。在必要的時候還需要進行野外測量的方式進行補測才能達到精度的要求。具體面向三維地形數據的采集測繪,可以按照如下步驟進行:
(1) 定向建模
定向建模之精度是影響整個產品精度的關鍵。定向建模的工作流程:用黑白影像建立立體像對進行手工或自動內定向、相對定向核線重采樣絕對定向裁切核線影像立體模型建成。
(2) 數字高程模型DEM
DEM、DOM可由單模型獲取,也可由批處理直接生成。創建DEM及鑲嵌工作流程:先進行影像相關創建像方DEM像方DEM編輯創建物方DEM物方DEM檢查編輯建立新圖幅物方DEM接邊物方DEM鑲嵌DEM成果。
創建像方DEM前,要先對每個像對中的特征點(峰頂、谷底、鞍部及地形突變點)和特征線(山脊線、山谷線、地區突變區線、面狀地物的范圍線等)進行量測。量測特征點和線的目的是獲取像方DEM相關的初值,對像方DEM進行編輯。
(3) 數字正射影像DOM
每個像對的物方DEM編輯后即可創建正射影像,并進行DOM的鑲嵌。正射影像分為黑白正射影像和彩色正射影像。先創建每個像對的左、右黑白正射影像,合并左右黑白正射影像后,選擇鑲嵌線對黑白正射影像進行鑲嵌即生成黑白DOM產品。
(4) 數字線劃測圖
在定向建模完成之后,如不需要生成DEM、DOM產品,可直接進入向量測圖模塊進行測圖。在向量測圖模塊中,圖廓及內外整飾自動生成,已測向量能夠實時顯示(放大、縮小、編輯等)和映射至立體,具有聯機編輯、實時符號化功能,利用測圖模塊提供的這些工具可以很方便地進行測圖和編輯,實現測圖、編輯一體化。
3.3 三維數字地形圖測繪的誤差分析
(1) 全數字攝影測量的精度和模擬攝影測量、解析攝影測量相比一定有所不同,如:光束法區域網加密與獨立模型法區域網加密的精度差異,全數字攝影測量系統沒有機械傳動誤差、圖紙套合與清繪誤差、展點誤差、主距安置誤差、讀數誤差等等,出現了影像匹配誤差等。
(2) 圖上的地物點的點位中誤差主要來源于:像控點點位中誤差、房檐改正誤差、加密點點位中誤差、影像掃描中誤差、影像匹配中誤差和定向中誤差等。
(3) 航測成圖高程中誤差的主要來源于:控點高程中誤差、加密點點位中誤差、相對校正中誤差、定向中誤差和測繪動態中誤差等。
4. 結語
本文從三維數字地形圖的相關概念、數據采集的方法和三維數字地形圖的繪制三個方面進行了研究,對于三維數字地形圖測繪技術的實際應用具有一定的借鑒和指導意義,因而是值得推廣的,另一方面,三維數字地形圖數據的采集與測繪,還有很多的技術細節問題需要深入探討,這有待于廣大技術工作人員的共同努力,才能夠最終實現三維數字地形圖的測繪與普及應用。
參考文獻:
[1] 郭嵐.三維數字地形圖及其應用的研究[J].測繪通報,2002, (5):10-11.
[2] 李清泉,楊必勝等.三維空間數據的實時獲取、建模與可視化[M].武漢大學出版社,2003.
[3] 王繼周,李成名等.城市三維數據獲取技術發展探討[J].測繪科學,2004,29(4):71-73.
【關鍵詞】大比例尺地形圖;工程測量;應用;測量
伴隨著我國地質事業的飛速發展,地表以及其表面的附屬物在不斷發生著巨大的變化。地形圖測繪工作,需要把這些變化都精準地在地形圖上反映出來,對相關的地理信息數據庫系統進行及時的更新,從而進一步確保地形圖的現勢性和準確性。研究制定合理的地形圖測繪生產流程、具體操作模式和質量監督、控制等技術,已經被作為重要課題引起了廣大測繪人員和管理者的注意。采用大比例尺的測繪方法繪制地形圖,在實際作業中具有非常重要的意義。
一、大比例尺地形圖測繪的發展現狀
地形圖測繪工作主要是通過采用全野外數據采集數字化測圖方式完成的,最終轉換成基礎地理信息系統的數據格式。地形圖測繪的作業方式,主要包括以下兩種:
第一,通過全站儀與電子手簿配合,現場繪制出相關草圖,完成關于地物和地形的相關野外數據的采集工作,在室內通過數字化成圖系統把得到的觀測數據進一步轉換為圖形,并將其與草圖對照,進行編輯,從而生成所需的數字化地形圖。最后,通過對數據、圖形進行檢查修改以及信息化等,得出最終結果,并將其錄入數據庫中。
第二,在現場,通過將便攜式電腦和全站儀結合起來,當場對構筑物,現狀、點狀的地物,以及相關地貌等進行編輯,然后在室內對圖面做簡單的整理、裝飾、修改等工作。此種方法將電子手簿和筆記本電腦的優點進行了完美的結合,解決了野外采集到的數據與實際編輯中的誤差問題,大大節省了測繪成本,并保障了其質量。
二、大比例尺地形圖測量的發展和其優勢
隨著科技水平的不斷進步和發展,科技的進步在給其他領域帶來便捷的同時,同樣也給我們測繪行業帶來了新的工作方向和目標,隨著測量儀器的不斷更新和換代,更是測繪行業的發展帶到了一個新的平臺上來了。大比例尺地形圖的出現,在很大意義和程度上解決了工程測量中面臨的難題,通過大比例尺地形圖對范圍比較小的地區也能及時的進行工程的測量和檢測,一方面提高了工程測量的工作效率,另一方面還在很大程度節約了很多的人力和財力,提高了工作的效率和時效性。
三、大比例尺地形圖在工程測量中的應用實例
1、測量實例內容概述
采用大比例尺地形圖測試某觀測站,在進行測試過程中主要涉及的內容有選點、埋石、GPS監測、水準聯測等采集工作,在此項大比例尺地形圖工程測量工作中,主要投放的設備有六臺、GPS接收機四臺、全站儀一臺、自動水平尺一天,其觀測和測量的時間為15天,然后根據時間要求提供測量的結果。
2、測量區的基本情況構造
需要測量的觀測站的周圍交通還是非常的便利的,需要測試的地區地形比較開闊、起伏的程度不是非常的大、可以算作是平原,但是在測試區中出現的嚴重問題就是周圍樹木角度、可能會對測量的準確度和效率帶來一定的影響。
3、GPS接收機在工程測量中的使用
GPS+RTK在工程測量中說,發揮著非常巨大的作用和意義,其使用程度,在工程測量中,更是非常的廣泛,在建筑工程中,測量其建筑地形過程中,我們就可以采用GPS+RTK的完美結合進行的建筑工程中地形的測量,在建筑工程地形測量過程中,通常都是使用不動態的測量方式,來對其建筑工程地形進行的控制和測量,在使用GPS+RTK進行的測量中,只需要通過GPS進行的定位,然后通過RTK來進行碎步測量,在測量過程中一般都是需要一個人背著測量儀器,然后在地形的碎點上呆一下,在進行的移動過程中,還需要輸入其測量的特殊編碼,最后通過定位,就可以非常方便的測量出建筑工程,在建筑工程中需要的施工地形圖了,通過二者完美的融合,一方面使其地形圖能夠保證其準確度,另一方面大大提高了測量的工作效率和時效性。
4、采用相應方法統計其精度加以分析
在了解了測量區的基本構造環境之后,我們通過對測區幾條不同的線路進行定位觀測之后發現,得出相應的數據如下,點位誤差最大值4.4mm,最小值3.21mm;無約束平差后相對精度最低l/47萬、最高1/56萬;約束平差后相對精度最低l/34萬,最高1/41萬;同步三角形全長相對閉合差最大值為2.07ppm。
5、采用大比例尺地形圖1比500的施測方法
(1)在對該觀測站站址1比500比例尺地形圖進行施測過程中,我們可以采用數字化構成圖方法來進行觀測站的施測,在進行施工過程中,首先采用的作業方法,可以采用GPS不動態定位方法,來對其觀測站地區進行圖根點坐標標注和聯測,在進行這一過程中,還可以采用水平尺聯測的方法,施測圖根點的高程,進行測試區內部的數據和圖像的采集,然后在從測試區外業采取相應的數據,最后測試區外業采集的相關數據和圖像,使用光纜傳播的方式,傳播到測量使用的計算機中,然后計算機機會通過一定的數據處理模式,來對其采集和傳輸的數據進行及時有效的分析和處理,最后計算機會將分析和采集的圖像文件通過繪圖儀的方式打印傳輸出來。
(2)為了能夠保證長期保存圖根點以及未來將進行施工放樣測量的工作,為了今后的施工考慮,我們可以在采用大比例尺地形圖測量之后,然后在每個不同的測試區之內預埋一些長久性的埋石點,在進行埋石點的過程中,其石頭高度一般都是要在五十厘米左右,所埋石應該在視眼開拓的地方,而且還不容易受到別人的破壞。
(3)通過對上述觀測區相關的數據進行分析和研究發現改觀測區采集的點數為652點。在進行分析過程中,主要采用的基本繪圖軟件是來自于南方CASS的成圖系統軟件,該軟件是通過多年以來很多單位和專家使用之后,都說效果比較好的軟件。
四、大比例尺地形圖在工程測量中的應用實例相應的技術總結
該測量工程在進行大比例尺地形圖在工程測量中,主要通過的方式就是通過GPS全球衛星定位系統來進行圖像的觀測,在進行GPS網施測過程中,可能是由于樹木角度的情況,使其知點距離和待測圖根點距離較長,為此,在進行測量過程中,我們采用了三臺GPA接收器的形式,對其觀測區進行同步的觀測和測量,經過測試才得出了相應的結論,其結果還是比較符合測量的中的規定范圍和相應要求的,可以說是相對比較準確的GPS數據測量結果。
綜上所述,在上文中我們簡單的對其大比例尺地形圖的發展,以及在工程測量中的應用實例進行了簡單的論述和分析,希望能夠在論述過程中為,大比例尺地形圖在工程測量中的應用和發展提供可行性思路,同時希望我們相應的實踐人員能夠在日常工程測量工作中,不斷的對其方法進行完善和創新,爭取創新和完善出更為科學合理的大比例尺地形圖在工程測量中應用的方法,為今后工程測量的發展多提寶貴意見,為大比例尺地形圖在工程測量事業的發展做出更多貢獻。
參考文獻
[1]期刊論文.地形圖測繪中GPS-RTK用于圖根點測量的可行性分析-科學技術與工程-2011,11(36).
關鍵詞:高速公路 勘察設計 數字化 測繪技術 應用
中圖分類號:U412.36+6文獻標識碼:A
隨著我國改革開放的不斷深入,我國經濟和科技都得到很快的發展,尤其是近年來,政府不斷加快城市化進程,使得相關部門不得不盡快完善城市交通建設,以便人們生活能便利出行??萍妓降奶嵘秊楣房辈旃ぷ魈峁┍U?。數字化測繪技術在高速公路勘察設計中得到很好的應用,其能提升勘察結果數據的高精準度,并且信息數據十分詳細,極大地提升了高速公路勘察工作的效率和質量。因此,數字化測繪技術在高速公路勘察設計中的應用具有重要的作用和意義。
1高速公路勘察設計中主要的工程測量工作
高速公路勘察設計施工工程測量工作的重要組成部分,在工程施工前必須要進行勘察工作,為公路路線的合理規劃提供精準的數據信息,并且能根據信息資源繪制帶狀地形圖,對公路縱橫面進行測量,然后繪制成施工設計圖紙。因此高速公路勘察設計工程測量工作十分重要,其具體的工程測量主要表現在以下幾個方面。 [1]
1.1勘察設計的準備階段測量工作
設計前工作人員要進行初步的測量,才能對公路段施工情況有一個具體的了解,才能勾勒出基本的路面地形圖,進而才能深入進行下一步勘察設計工作。初步階段設計工作人員要擬定修建原則,選定設計方案和計算主要工程數量,并且提出施工方案建議和編制工程預算等,這些工作要順利進行必須要對整個工程項目有初步的了解,通過勘察得知施工基本面積和施工難度,進而才能計算工程基本施工成本。初步設計具有不確定性,一般會根據工作特殊情況,設置兩套方案,方案一一般是在1:10000地形圖上做多個必選方案,紙上布線完成后,然后再按照1:2000的比例進行地形圖測量工作,在1:2000的地形圖上進行紙上定線,設置公路通道。在初步設計工作人員需要進行平面高程控制測量、地形圖測量以及必要的平縱橫測量等工作,這些方面是初步設計工作的主要內容。
1.2施工圖紙設計階段工程測量工作
在初步勘察完成后,工作人員會對施工地形各方面的情況有一個初步了解,在初步設計的基礎上,工作人員要確定施工圖紙,因此,工作人員要在1:2000比例圖上進行方案比選,確定最終施工路線方案。在這個部分工作中,工作人員需要對中線放樣進行測量、公路縱橫面測量、主要施工點地形圖測量以及主要控制地物高等控制測量等方面的工作。這些都是高速公路勘察設計中需要進行的測量工作,其對測量的精度有相當高的要求,而數字化測繪技術的普及和使用,恰好能滿足勘察設計測量的需求。[2]
2數字化測量技術在高速公路勘察設計中的應用
2.1控制測量
控制測量主要在高速公路工程地面地形的測量方面,通過測量在地面布設一系列的控制點,然后準確的確定這些點的位置,方便工作人員能順利進行放線和測量放樣等工作。首先要根據設計方案的比例圖,根據比例圖中初步設定的位置展開測量,工作人員要利用數字測繪工具,搜集相應的路基、構造物等資料,進而能更好的進行控制測量,并且確保測量工作效率和準確性。
2.2坐標系統測量
坐標系統測量主要是地面水準面、參考橢球以及坐標系等方面的測量和確定。地面水準面是接近地球自然表面的不規則橢球曲面,工作人員應該選擇比較相近的物體與之接近,然后用簡單數學表示的體形來代表,確定坐標位置。一般坐標測量要利用基礎的測繪儀器,對高斯平面直角坐標以及坐標分帶進行測量。 [3]
2.3獨立高等控制測量
獨立等高控制測量主要是利用GPS技術測距、定位以及建立三維坐標系統,這方面的工作需要利用GPS衛星高空掃面技術,為勘察設計工作人員提供信息數據。GPS技術操作簡單,其精準度非常高,因此,在勘察設計測量工作的運用具有積極的推廣意義。
2.4地形圖航空攝影測量
地形圖航空攝影測量主要是根據公路工程特點,長路線采集,在飛機上安裝攝影機,然后對觀測地區進行高空攝影,以獲得高清的視頻圖像,然后將攝影圖像與地形圖進行比對分析,最終能清楚的確定公路工程施工設計方案,避免對周圍路面基礎的影響。高空攝影獲取地形圖像后,工作人員還要處理高航攝影的圖像,根據控制點的布設,測定公路平面、高程三維坐標,并且糾正航攝中的誤差。其次,工作人員還要形成業內圖,讓勘察設計工作人員能更加清晰的觀察地形圖。
2.5數字地面模型設計
數字地面模型信息采集施工構建地面模型的重要前提和依據,工作人員要利用數字測繪技術,大量采集地形點三維坐標,按照一定的數學模型分析和聯網,最終通過空間點的連接,構建施工設計所需要的地形起伏數字模型。這種模型的建立和使用能提升 施工設計方案的科學性和可行性,進而順利完成公路工程。數字測繪技術在高速公路勘察設計工程測量工作中的應用范圍十分廣泛,工作人員要充分利用現代化數字化技術,提升勘察測量結果的精確度,確保設計方案的可行性。 [4]
3結束語
綜上所述,數字化測繪技術在高速公路勘察設計中的應用具有重要的作用和意義,并且實踐證明數字化測繪技術在高速公路勘察設計中的應用具有很好的效果。數字化測繪技術的高精準度、操作簡單以及其能節約大量的勞動力資源等,這些方面的優勢使得高速公路勘察工作效率和質量都得到提升。因此,未來我國技術研究工作人員還需要進一步開發新工藝和新技術,不斷的完善公路勘察設計工作的基礎設備,進一步提升勘察工作的水平和質量。
參考文獻:
[1] 竇愛霞,王曉青,袁小祥.基于機載LIDAR的建筑物震害自動識別方法[A]. 中國地震學會空間對地觀測專業委員會2012年學術研討會論文摘要集[C]. 2012
[2] 郜鍵,孫劍峰,魏靖松,王騏.基于條紋管激光成像雷達水下目標探測研究[A]. 魯豫贛黑蘇五省光學(激光)學會2011學術年會論文摘要集[C]. 2011
關鍵詞:數字化測圖,城市建設
數字化測圖不同于傳統的模擬法測圖,在測量實踐中應正確認識與掌握數字化測圖的特點。論文格式,城市建設。根據數字化測圖的特點和多年在野外工作的經驗,和同志們交流一下想法,僅供參考。
在控制測量中,使用GPS測量時,除必要的測量起算數據外,盡可能要自已知檢測點,檢測合格后,再把檢測點加入控制網作為已知點進行平差計算,這樣要以有效檢測測量精度,防止測量錯誤。使用全站儀進行碎部點數據采集時,應嚴格注意輸入測站點與后視點。如果測站點與后視點錯號(點號與位置均認識錯誤),實踐證明無法檢測出來,造成內業處理上的不便。數字化測圖內業圖形編輯主要依靠外業記錄,外業測量時,記錄員應詳細記清測點點號、點的屬性、連線關系,必要時繪制草圖。否則,內業處理時,容易造成錯亂。數字化測圖等高線的勾繪完全取決于野外的測點,因此在地貌測繪時,立尺員應合理選擇地貌特征點,并認真了解觀察地形,復雜地區應簡單繪制地形草圖,以便使勾繪的等高線更加符合測區情況。由于數字化測繪相對于傳統平板測圖具有精度高、作業效率高、勞動強度小等顯著經濟技術優勢,加之近年來數字化測繪設備價格的持續下降,規劃、設計等用圖單位普遍采用計算機設計而要求提供數字化測繪成果等因素,測量單位普遍采用野外數字化測繪完成大比例尺地形測量工作。數字化測圖已基本淘汰傳統的平板儀測圖技術,成為占主導地位的技術方法。而是數字化時代對測繪成果應用方法變革的必然結果。它引起了一些更深層次的問題,目前對其重要意義尚認識不足,現行的技術規范、測繪產品價格體系均有與之不適應的地方,并就此提出自己的看法:
數字化測繪對作業人員的操作技能要求降低,業務培訓應有新的側重 ,數字化測圖是采用全站儀直接測取碎部點坐標和高程,計算機編輯成圖的技術方法。論文格式,城市建設。數字化測圖按作業方法可分為編碼和無碼兩種,編碼方法在測點時必須按碎部點的類型及相互間聯系輸入特征編碼以便事后編輯成圖。操作儀器的作業員不僅要熟記編碼,還要時刻觀察地形才能正確輸入,因此,這種方法對操作人員的技術、經驗均有較高要求。就處理碎部點間關系而言,實際上與平板儀測圖無異。無碼方法則不需輸入任何編碼,而是代之以棱鏡處作業員繪制草圖記錄所測點之位置、點號及與其它點的聯系。測站照準目標測取數據后,只需向棱鏡處作業員報告碎部點點號而已,測站與棱鏡間聯絡較少,測圖工作實際上主要在棱鏡處進行。由于測點時不需觀察地形,因而測量速度很快,一臺儀器可觀測二至三個棱鏡,相當于兩三個平板測圖組,外業測圖效率很高。作業時,繪制草圖的作業員在棱鏡處現場繪制,簡單而不易出錯,只需熟悉地形、地物表示方法即可勝任;而觀測員操作全站儀測點精度很高,數據傳輸又是自動進行,避免了人為的錯誤和讀數誤差;內業編輯則是計算機展點,對照草圖應用繪圖軟件的各種編輯工具成圖,等高線自動完成,輕松快捷。從理論上講,數字圖中碎部點精度與作業員操作技能關系不大,正常情況下已達到圖根點的水平,測量誤差可忽略不計。論文格式,城市建設。所以在數字化測繪條件下,對作業人員的操作技能要求大大降低,進一步提高成圖質量只能靠提升作業人員的理論水平,即由"測得準"轉到"如何測,如何表示"上來。為適應這種新的形勢,今后測繪技術人員的業務培訓重點要從熟練、準確的技能訓練轉移到地形、地物的正確表達,計算機繪圖理論、不同使用目的下地形圖的不同取舍等更深層次的內容上來。
比例尺的概念將淡化,而代之以具體的測繪要求,傳統的平板測圖由于一定幅面內地形符號的負載及表現能力的局限,不得已分為各種比例尺。而且為了地形圖使用時量算方便,大比例尺實際上主要是1:500、1:1000兩種。由于紙質地形圖上同樣長度的距離誤差,代表的實際長度不同,所以不同比例尺地圖不光細致程度不同,精度也不同,相互間很難轉換,常常造成重復測繪?,F在數字化測圖仍沿用傳統平板儀測圖的要求劃分比例尺,用來確定測繪細部的細致程度和定義繪圖輸出時點狀符號大小,及部分線狀符號(坎、斜坡等)的長短、間隔寬窄等。考慮到輸出紙質地圖并不是數字化測圖的最終目的,數字化圖的使用主要在計算機上進行。而在計算機中地形元素之間距離、方位關系由其坐標決定,圖形縮放時圖上數據與實地數據關系換算自動完成,無所謂比例尺,精度也不因圖形縮放而異。所以除點狀字符及部分線狀符號大小定義不同外,不同比例尺數字地圖間差別僅僅是細致程度不同而已。目前各地經濟建設蓬勃發展,地形、地貌變化很快,新測的地形圖很快就會失去現勢性。考慮到數字化地圖采用不同地物、地形類別分層存儲,并且具有無級縮放顯示,地圖符號負載量限制相對較小,精度與比例尺無關等優勢。所以可以設想,應淡化比例尺的概念,用圖單位根據實際用途提出具體的測繪內容,不再涉及比例尺大小。而測繪單位也不再根據測量規范按比例尺所限定的測繪內容,花費人力、物力測繪數量眾多、存在時期短,從用戶的角度來看沒有什么意義地形、地物。這對提高作業效率、節省經費都是一個很有實際意義的問題,值得有關方面研究。
在數字化測繪條件下,作業人員的操作技能已不是決定成圖質量的重要因素。數字化測繪精度很高,地形圖的質量主要取決于碎部點位的確定,地形、地物的合理表達,作業人員根據地形圖的使用目的所作出的正確取舍等因素,作業人員技術培訓應與之相適應。
在數字采集、實地記錄、內業編輯的工作結合上多下功夫,目前測繪單位已普遍采用數字化測圖的條件下,已不能適應,值得認真審視。在內業圖形編輯時,各類地物符號應嚴格按照地形圖圖式要求進行編輯。繪圖軟件中地物符號一般按控制點、居民地、獨立地物、交通設施、管線設施、水系設施、地貌土質、植被園林、境界線分類,在此基礎上,每大類又包含許多項,共計大約670多項。論文格式,城市建設。因此,在外業測量記錄時要準確,在內業圖形編輯時,根據地物的類別選取對應的地物符號進行編輯,以滿足數字化成圖的規范要求。圖形編輯應遵循“不清不繪”的原則,對記錄不清的暫時不編輯,經外業檢查后再進行編輯處理。論文格式,城市建設。圖形編輯應遵循“邊編輯邊注記”的原則。論文格式,城市建設。對于在測區來說,野外采集的信息很多,為避免錯誤,每編輯完一個完整的地物,應及時加上必要的符號和文字注記,如獨立樹,應注記樹的類別等。數字化測圖在分組測量時,各組測量的數據編輯完成后,應將整個測區拼接起來,認真檢查各組測圖的銜接情況,檢查處理后,現考慮整個測區地形圖分幅的問題。數字化地形圖內業圖形編輯完成后,應利用繪圖機繪出樣圖,到實地進認真的檢查。檢查內容主要包括地物有無漏測、屬性注記是否與實際相符、陡坎的走向、電力線和通訊線的連線關系、等高線是否反映實際等等。對內業處理中有疑問的地方應重點檢查。實踐證明,實地檢查是數字化測圖必不可少的重要環節。
關鍵詞:三維技術;數字地形圖;測繪工程
1.引言
地形圖是對客觀存在的特征的一種科學的概括(綜合)和抽象。由于其客體是一個豐富多彩、千姿百態的三維空間實體,所以,人們一直在探討一種既能全面、準確和直觀地反映這個實體,又能在其上面方便地進行分析、規劃和設計的“地形圖”。隨著數字地形圖的廣泛應用,為了便于進行空間方面的量測和分析,人們對它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求,為此,在借鑒二維數字地形圖和數字地面(或高程)模型優點的基礎上,克服二維數字地形圖在空間表示和應用方面的不足,提出了測繪三維數字地形圖的想法。
本論文主要結合三維技術,將三維技術應用于數字地圖測繪方面,以期從中找到合理有效的三維數字地圖測繪技術的應用方法與經驗,并以此和廣大同行分享。
2.三維數字地圖概述
三維數字地形圖具有如下特征:
①它既能反映制圖區域內地球自然表面的高低起伏,又能反映其上地物立體形狀。
②它是用三維離散點表示地形或地貌以及地物空間立體形態的矢量地圖,在反映地物的平面位置或大小與豎直方向的高程或高度(所謂高度就是地面上空一點沿鉛垂線到地面的距離)時,都是按1:1或同一比例尺表示的。
③它在反映空間地理信息時都是比較精確、細致和詳細的,用比例尺(或空間分辨率)的概念表示就是大比例尺(或高分辨率)的,如1:500(或0.05米)、1:1000(或0.1米)和1:2000(或0.2米),且通常都是小區域的。
④它只能是數字或電子形式的,不能是紙質的。
三維數字地形圖是基于抽象符號的三維空間數據顯示和可視化表達,它對客觀世界的表達更完整準確,它以立體造型技術向用戶展現地理空間現象,可以全面準確的反映地理實體的空間特性,不僅能夠表達空間對象間的平面關系,而且能描述和表達地面的高程和地物的高度,極大地提高了數字地圖的空間表現能力和量測水平,從而提高了地圖的空間認知能力和空間分析能力。所以,我們可以將其應用于許多工程項目當中去,尤其在復雜地形里更會體現其應有的價值,它包括查詢任意特征點的平面坐標和高程即三維坐標,測量或查詢任意兩個特征點之間的傾斜距離、水平距離、高差、坡度、水平方位角和空間方位角;計算或查詢電線、公路、鐵路、灌渠等線狀地物的空間長度等三維量測;以及空間兩點的通視分析,燈光照射范圍分析等三維分析。這給各種工程規劃和設計帶來了許多方便,而且其效果是立竿見影的。另外,以三維數字地形圖為基礎制作各類三維影像地圖或進行三維空間數據的可視化,可以使它們更加逼真、更加準確。就像二維數字地圖是二維GIS的基礎一樣,三維數字地圖也是三維GIS的基礎。因此,三維數字地圖是三維空間數據顯示和管理技術――虛擬現實技術和三維GIS的數據基礎和技術基礎,研究三維數字地圖將有力地推動虛擬現實技術和三維GIS的發展。
3.三維數字地圖測繪關鍵技術探討
3.1 三維空間數據的實時獲取
(1) 衛星導航定位技術
衛星定位和全站儀集成的技術將是未來測量技術發展的一個方向。傳統的控制測量是一件十分辛苦的事,特別是在地面測量控制點缺乏,地標不明顯的時候,測量工作格外困難。GPS定位無需仰仗地面控制點,只要在沒有遮蔽的情況下,幾乎不受地形、地物、天氣的限制,抗干擾性能好,實時定位速度快,所以使用GPS作為控制測量的工具,大大改善了傳統測量的不便。事實上,GPS已成為我國控制測量的主要手段,在精密工程測量中也得到了廣泛應用。從GPS技術出現之時起,科研人員就在不斷地探索希望能夠提高GPS的定位精度并拓寬其應用的領域。差分GPS技術的出現,大大提高了原有GPS的精度。隨著定位精度的進一步提高,此后又產生了實時動態測量技術(Real Time Kinematic,RTK)用來滿足廣大用戶實時、高效的需求。但是GPS RTK的應用受制于城市中衛星信號接受不足以及高程異常的缺陷,在獲取地物的高度值h時有一定難度。
(2) 激光測量技術
隨著激光技術和電子技術的發展,激光測量技術已經從靜態的點測量發展到動態的實時跟蹤測量再到三維立體量測領域。上個世紀末期,美國的CYRA公司和法國的MENSI公司率先將激光技術應用到3D測量領域。它通過采用高速激光掃描測量的方法,大面積、高分辨率地快速獲取被測空間對象表面的三維坐標數據(x ,y, z),為快速構建目標物體的三維模型提供了一種全新的技術手段。由于其具有快速性,不接觸性,穿透性,高密度、高精度,實時、動態、主動性,數字化、自動化等等諸多優點,其廣泛的推廣應用會像GPS一樣引起測量技術的又一次革命。
3.2 地圖特征要素的提取
要實現三維數字地形圖的測繪,關鍵是要實現對地形圖建筑物等三維物體的數字建模,而如何有效獲取地形圖的特征要素,無疑是提高三維數字地形圖模型的精度的最直接有效的方法。提高三維數字地形模型建模的精度,有兩種最有效的方法:
(1)改善原始數據的精度,原始數據中地形采樣點的分布、密集程度都會直接影響到三維數字地形的精度,可以通過在原始數據中增加高程控制點的方法來改善其精度。
(2)特征地形要素的提取,通過采集或者原有的數據提取的地形表面的點、線特征數據(包括地形特征點、谷脊線、斷裂線以及構造線等),然后將這些特征地形要素數據加入到原始高程控制點數據中參與建模的整個過程,可以更加真實、逼真的反映地形信息。在實際工程應用中,由于新地形采樣點的加入或者目標對象的動態變化例如道路改建、地表深陷或隆起等,就需要提取新的特征地形要素即插入新的采樣點或者刪除已變化的采樣點,實現對三維數字地形圖的動態修改和更新。
三維規則格網模型Gird在表達特殊地形方面有更大的優勢例如陡崖(坎/岸)、凹陷、隆等地形起伏明顯的地方,不用像二維數字地形圖一樣用二維符號來表示,而用三維規則格網地形模型就直觀的顯示,一目了然,省略了符號表示的復雜和不直觀性。
4.結語
三維數字地形圖在工程應用中有著的重要地位和廣泛前景,是一種較新的三維繪圖技術,目前正處于初始探討研究階段,本文開展了三維數字地形圖測繪技術理論和方法的研究,詳細探討了三維數字地圖測繪實現的關鍵技術問題,對于今后進一步提高三維數字測繪地形圖技術的應用具有較好的借鑒和指導意義。
參考文獻:
[1] 郭嵐,楊永崇.三維數字地形圖及其應用的研究[J].測繪通報,2002,(2):57-62.
[2] 郭嵐,楊永崇,唐紅濤.地理信息的三維表達理論與技術的研究[J].工程勘察,2009,37.
摘要:本文通過對《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》(GB/T 20257.1-2007)的解讀,并指出了該《圖式》的特點及存在的不足,并提出了個人的觀點。
關鍵詞:地形圖 圖式 變化及特點 不足
abstract:This article is base on the understanding of The first part of the National basic scale map,1:500,1:1000,1:2000 map style, to indicate It's unique characteristic and what It's lacking, bring forward my personal views. Keywords: digitise, Topographic maps,Schema, Application.
1.引言
地形圖指的是地表起伏形態和地物位置、形狀在水平面上的投影圖。地形圖圖式是地形圖上表示各種地物和地貌要素的符號、注記和顏色的規則和標準,是測繪和出版地形圖必須遵守的基本依據之一,是由國家統一頒布執行的標準。
改革開放三十年,中國的經濟建設處在高速發展階段。原有的《1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》GB/T 7929—1995已不適應現代測繪的發展,2007年中國國家標準化委員會及相關部門頒布并實施《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》。新版《圖式》的出發點,著眼于數字化地形圖的出圖及入庫,拋棄了手工繪圖,便于識圖,增加了現代化城市建設中地物符號,同時對各類符號的應用給予詮釋。頒布至今已有四年,在國民經濟建設及測繪生產中起到主要的作用。但在應用過程中,同時也發現了新《圖式》的不足。
2.解讀
新版《圖式》,在符號的標識上,添加了如醫院、展覽館、電影院等公共機構地物符號,圖文并茂,易于識圖。調整并規范了《圖式》符號的標準結構,提高了在應用領域的兼容性。
2.1新版《圖式》的變化及特點
(1)新版《圖式》規定的顏色除了單色外,同時可采用CMYK 印刷色彩模式;95版《圖式》對于地形圖顏色規定采用藍曬、單色或黑棕綠三色印刷。
(2)新版《圖式》在符號的尺寸及符號間相互關系上更趨于嚴謹,便于出圖。
(3)新版《圖式》在符號與注記上共分為九個類別:測量控制點、水系、居民地及設施、交通、管線、境界、地貌、植被與土質、注記。與原有的95版《圖式》在符號與注記進行相比,將95版《圖式》的工礦建(構)筑物及其它設施劃歸到居民地及設施,將地貌和土質拆分開,土質劃歸到植被與土質分項。
(4)增加、刪除及更改了部分符號。
①.導線及圖根控制點做了相應調整,天文控制點標注更加詳細。
②.居民地及設施分項,新《圖式》中圍墻中間是用方塊來表示, 簡易房新圖示用“簡”字填充, 地下建筑物的出入口分類更加明確, 公共設施及有標志的建筑添加了符號標注,例如電信局符號、公共汽車站等,視覺更加形象。
③.新版《圖式》中添加了城市及鄉鎮的街道符號。
④.細分了變電室(所)的屬性。
⑤.刪除了跡地符號,更換了獨立樹(棕櫚、椰子、檳榔)符號。
⑥.地物的屬性注記,注記顏色與相應地物符號顏色一致。
3 2007版《圖式》的不足之處
《圖式》在我國國民經濟建設和測繪生產工作中起到非常重要的作用。《圖式》符號的更新應本著以下原則:
①.飛速發展的現代化規劃、建設;
②.數字測繪新技術的應用;
③.在應用領域的兼容性;
3.1《圖式》符號制作上的不足
①.新版《圖式》符號的制作,需要結合現代化社會發展帶來的新型產物。如商業繁華中心、機場、車站等場所中立體停車場的符號未予設計。
②.由于現代測繪新技術的發展,新版《圖式》未能跟得上入庫方面的要求。
③.新版《圖式》與《基礎地理信息要素分類與代碼》(GBT 13923-2006)頒布時間不一致,造成脫節。如學校,在新版《圖式》中分為大學、中學(含小學),而《基礎地理信息要素分類與代碼》中只有學校,對應代碼為“340101”,在實際應用中需要對《基礎地理信息要素分類與代碼》進行擴充。
④.新版《圖式》中,公路等級采用圓圈,在符號制作及入庫時存在一定的技術難度。
⑤.新版《圖式》中有些符號存在模糊定義,如4.3.99懸空通廊,采用實線表示,而4.3.5架空房屋采用虛線表示。
⑥.新版《圖式》中有些符號表示不完善,如地下建筑物通道,地下建筑物通常起到人防及停車的作用,有些地下建筑物是商場或者超市。這種情況下,需要針對地下建筑物出入口嚴格、通俗定義:
上圖中借助了商場及停車場的符號,使讀圖時易懂、方便。
⑦.符號的制作設計思路宜簡單實用,尤其是對日常生活中經常接觸的地物符號,應“圖文并茂”。如新版《圖式》中賓館、停車場的符號,簡單易讀。而電信局、郵局的符號形狀復雜,不易判讀。
4.結論及建議
地形圖涉及的社會行業非常多,如電信、交通、天氣、環保、治安、農林等部門。地形圖圖式是用來識別地形圖的標識,標準的圖式能夠科學的反應實際場地的形態和特征,既要滿足專業技術人員規劃、設計,也要滿足非專業人士的淺讀,是多個行業技術人員識別地形圖的交換語言。圖式符號的制作,應該汲取“漢字”的構造特點—象形,直觀達意。
隨著國民經濟與測繪新技術的發展以及對地圖需求的不斷提高,地形圖圖式還有待在今后的工作中更新。建議地形圖圖式再更新時,應廣泛采納多行業的意見,與應用領域同步,同時在符號的分項分類中,留出擴充空間。
參考文獻:
[1]《國家基本比例尺地圖圖式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》(GB/T 20257.1-2007)[S].
[2]《基礎地理信息要素分類與代碼》(GBT 13923-2006)[S] .