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导语:在地形地貌测绘的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
1城市建设中地形图测量和地籍测量概述
地形测量主要是对地球表面的地物、地貌,通过水平投影位置及高程等进行测量,同时按照一定的比例进行适当的缩小,然后使用符号及注记绘制成图的一项工作。大面积地图的测绘基本上是使用航空摄影测量方式,面积较小或专用的一项工程建设地形通常使用聚脂薄膜或白纸裱糊的测图板进行测绘。地籍图主要应用在土地管理上,通过地籍测量能够为土地管理提供所需的地理信息及使用信息。在地籍图上的地形和地物要素属于权属界线、地类界线的主要依据,对此,地籍图上的地形、地物均需要进行详细的展示,尤其是和权属界线、地类界线有关的内容。
2城市建设中地形图测量和地籍测量相同点
地形图测量和地籍测量过程中都涉及到地图测绘技术,因此,他们有一定的共性。2.1遵循测量学的基础理论。对地形图和地籍进行测量过程中,均是以一定的测量学基础理论及操作技术方法进行的。使用不同测量仪器,对地形中各项指标进行测量,根据测量结果明确界面或相应地物特征等所在平面位置。2.2遵循测图基本原则。对地形实施地形图测量工作或者对一定区域实施地籍测量,在这一过程中,要采用“先整体后局部,先高精度再低精度”的测量方式。2.3选用图幅方法和编号相同。具体地形图测量或具体的地籍测量工作实施过程中,其中图幅分幅采用网络坐标矩形或正方形分幅法进行。其中的图幅编号主要是使用一定坐标对其进行编码,需要注意的是,在编码过程中需要将纵坐标放在前面,将横坐标放在后边,中间使用短线连接。
3地形图测量和地籍测量在城市建设中的不同应用
3.1测图目的。地形图测量能够通过客观方式反映地表上的地物、地貌景观,一般在城市规划、城市建筑设计和工程施工等领域使用,应用范围十分广泛。地籍测量主要是将权属管理作为测量目的,经常被应用在地籍管理和土地登记中,因此地籍测量的范围相对狭窄。3.2测图要素选择。地形图测量可以对不同地面上所有地物、地貌要素等进行表示,例如地面上的河流、山脉、道路、居民点、地面高低起伏等,测量较为详细。地籍测量主要包括地籍界点、界址线、权属关系、地籍号、地类号、土地用途、土地面积等与土地管理有关的内容,有很强的专业性和侧重点。在地籍图上,所表示的内容比较少,不要求对地貌进行反应。虽然地籍图上存在着一些地理要素及社会要素,但是这些内容是通过环境要素的形式表现出来的,主要作用是在城市建设过程中进行定位和衬托。图1为某区域地形图,图中点所表示的是当地的丘陵。3.3图上表示内容。地形图测量过程重视对地表上的地物、地貌景观等做出客观反映,具体又专业的内容留出专门位置供用户填写。地籍图测量主要考虑的是权属、土地用途等内容,而其图上所显示的是地表上人们看不到的或者无法直接测量的内容。因此,地籍图测量所反应的内容较为充分。相关技术人员在进行地形图测量过程中,主要结合我国测绘局所指定的《1∶500、1∶1000、1∶2000比例尺(地形测量规范)》,同时根据规定的图示符号进行测量。对地籍图进行地形测绘过程中,需要将代表地基信息的主要内容用平面图进行展示,具体测绘工作结合1993年我国相关部门制定的《城镇地籍调查规程》中规定的内容。此外,地籍图的测量有专门的地籍图图式。3.4测量方式。地形图测量可以使用视距测量、平面仪测图方式对相应区域中的地物、地貌等进行测量。地籍测量使用测距仪、经纬仪或全站仪或它们之间相互配合进行测量,使用测速仪对界址点和地物特点等进行测量。3.5测图程序。地形图测绘不存在限制或约束。但是,地籍图测绘根据相应测绘程序,一定要先对土地权属进行调查,也就是说,进行地籍图测绘是将权属调查作为先导性工作,同时将权属调查作为基础性内容。没进行权属调查,就不能实施地籍图测量。3.6工作量。进行地形测绘过程中,其核心内容是宗地的位置、形状和大小以及利用现状,其能够反映宗地权属范围以及界址点坐标等内容。此外,地籍图较高的精度要求促使对成图作业方法提出了更高的要求,因此地籍测量和地形测绘进行比较,地形图的测绘工作量更大。
4地形图测量和地籍测量应注意的问题
结合校核后,宗地勘丈数据进行地籍图的编绘,可以使成图周期缩短,充分满足土地管理需要,最终降低成本费用。道路、房屋和水面界限、各类墙栅等是城市的界标物,轻度点位坐标相对良好,具体地籍测量工作实施过程中,会将这些坐标当做需要的数据。为了能够比较清晰地展示地基要素,同时清楚地表示出相应位置特点,地籍图一定要以众多地物要素作为依托。为了保证成图精度较好,利用现势性好和精度高的相同大比例尺,也可以选择从图上找出或者套绘出一定的地物信息,对这些信息进行校对后,还可以选择相同影像图当做地图使用。对此,在相应的建制镇、村庄地籍测量等方面,使用地形图对中大比例尺地形图进行编绘,这一技术具有较为广泛的应用前景。
5结语
总之,进行地形图测绘和地籍测量过程中,相应技术人员要结合工作实际需要,对两者进行灵活选择,促使地形图测量和地籍测量技术的优势在城市建设中得到充分发挥,为城市建设提供精准的测量信息。
作者:王亚甫 单位:贵州黔美测绘工程院
参考文献:
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[3]朱志愿,赵伟.浅谈GPS-RTK技术在城市建设中的推广与应用[J].现代物业(上旬刊),2012(2):23-24.
摘要:现阶段在地形测量一体化中主要用到的是全站仪测量技术或GPS 实时动态定位( RTK) 测量技术,但在复杂、危险地形测量中,上述技术很难准确测量出地形,而三维激光扫描技术可以解决这个难题。三维激光扫描技术采用无棱镜非接触测量的方法, 在视野范围内都可采集到被观测点的坐标,从而避免了测量人员攀爬高陡边坡, 减少了可能的人身危险,改善了实际测量条件。介绍了三维激光扫描的基本理论,根据地形测量时点云数据的特点,对其粗差进行提取,并归纳总结三维激光扫描技术用于地形测绘中还需要解决的问题。
关键词:三维激光扫描 地形测量 点云数据
一、引言
随着科技不断发展, 测绘技术不断更新,地形测量的方法来由传统的平板白纸测图、经纬仪测图等发展到现在的全站仪配合绘草图、全站仪配合测图精灵或笔记本电脑进行野外数字化成图的方法,使地形测量由原始手工绘图测量向一体化发展,在技术和精度上都有很大的提高。
三维激光扫描技术具有速度快、精度高、功能强、效率高等特点, 可以在短时间内获取丰富、准确的地形数据资料,此外因采用无棱镜非接触测量的方法, 在视野范围内都可采集到被观测点的坐标, 对复杂,危险地形测量中从而避免了测量人员攀爬高陡边坡, 减少了可能的人身危险。
本文在介绍三维激光扫描技术基本原理的基础上, 详细论述应用该技术实现地形测量一体化的方法及步骤, 并主要介绍地形测量的点云数据的处理。
二、三维激光扫描系统
三维激光扫描仪按照扫描平台的不同可以分为: 机载( 或星载) 激光扫描系统、地面型激光扫描系统、便携式激光扫描系统。其中地面三维激光扫描测量仪主要由激光发射器、接收器、时间计数器、由马达控制且可旋转的滤光镜、彩色CCD 相机、控制电路板、微电脑和软件等组成。
地面型三维激光扫描系统工作原理: 三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号, 经物体表面漫反射后, 沿几乎相同的路径反向传回到接收器, 可以计算目标点与扫描仪距离。精密时钟控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值和纵向扫描角度观测值。
三、三维激光扫描实现地形测量一体化的过程
基于三维激光扫描技术的地形测量一体化的主要作业流程包括外业数据采集、点云数据配准、地物的提取与绘制、非地貌数据的剔除、等高线的生成和地物与地貌的叠加编辑等几个步骤。
1. 外业数据采集
先对测区周围环境进行考察,确定扫描仪和标靶的位置。一要保证各扫描站最终获取的数据能代表完整的测量区域;二要选择尽量少的测站,以减少原始数据量。扫描同时还必须对测区的地物及特殊地形拍照,以便于后期的数据处理、地形图的编辑修改。
每一测站扫描完后,还必须对3个或4个标靶进行精细扫描。该扫描过程通过选取控制标靶区域内的点,为每个标靶设置惟一的标识,然后通过精细扫描该区域确定控制标靶的中心点。同时还需用无反射全站仪精确测出标靶中心在施工坐标系下的三维坐标,用于后续多站数据的配准。
2.点云数据的配准
地面三维激光扫描仪每次扫描只能得到测区局部的数据,为了得到测区完整的三维数据,往往需要从不同的位置进行多次扫描,每次扫描得到的数据都处在以当前测站为原点定义的一个局部坐标系中。因此,需要在扫描区域中设置一些控制标靶,从而使得相邻的扫描点云图有3个或3个以上的同名控制标靶,通过同名控制标靶将扫描点云数据统一到同一个坐标系下,这一步叫点云数据的“配准”。
3.地物的提取与绘制
地物特征点的提取是在配准好的点云数据中手工提取的,如房屋角点、电线杆中心点等。可以利用地面三维激光扫描的后处理软件来提取,如Leica的Cyc lone软件,可以在点云视图中手工提取地物特征点,并以一定的格式输出到文本文件中。如:“PointNumber, Feature Code,E,N,H”格式的文件,可直接导入到大比例尺数字测图软件( 如CASS)中绘制地物。
4.地貌数据获取
由于三维激光扫描技术是对整个测区空间信息的扫描,包含了地表的所有信息。地形表面的树木植被及地物的存在会影响等高线的自动生成,所以在生成等高线前需要将非地貌部分的点云数据剔除,此部分目前还没有相应的软件能实现自动化的剔除。可采用Leica的Cyclone软件人工剔除非地貌点云数据。
5.等高线生成
地面三维激光扫描时为获得详细的地面信息一般扫描密度较大,相对地形测绘来讲其点位太密,且分布不均匀。直接利用扫描点来构三角网追踪等值线,由于其细节信息过多,会导致等高线紊乱。因此,一般将剔除非地貌因素后的点云数据按地形测绘要求的密度进行抽稀。最后将数据导入到大比例尺数字测图软件中, 自动生成等高线。
将地物图形与等高线图形进行叠加和编辑,同时由于切除了地物部分的数据造成生成的等高线局部缺失、扭曲、不光滑等,这时需要对照照片及点云数据,手动进行修改。最后加上高程注记,生成图廓,进行局部的整饰。
四、结论与展望
地面三维激光扫描测量系统不需要与被测物体接触, 其数据可以方便地与其他软件进行交互,可以进行陡崖、峡谷等危险地形的精细测绘。当然, 三维激光扫描技术应用于精细地形测绘还处于初步研究应用阶段, 它还有很多问题需要解决:
1) 目前还没有一套完整成熟的基于点云数据的地形图测绘软件, 在成图的过程中需要交互使用到多种不同的软件。虽然Leica 已推出了基于点云数据的地形测绘软件Cyc lone II TOPO, 但其目前还只是一个地形特征点提取的辅助工具, 还不能胜任快速、复杂的地形测绘任务。
2) 如何实现点云数据中地形特征点的自动或半自动化精确提取, 将是地面三维激光扫描技术应用于地形测绘的过程中需要长期进行研究的课题。
3) 如何自动化或半自动化剔除点云数据中的非地貌数据, 是等高线生成中急需解决的问题。
参考文献:
[1]梅文胜,周燕芳,周俊.基于地面三维激光扫描的精细地形测绘[J].测绘通报,2010(1):53~56.
关键词总体规划阶段工程地质测绘与调查遥感影像判释
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
1规划区概况
该经济技术开发区为国家级经济技术开发区,规划区面积约30km2,目前规划区内人口主要以行政村的形式分布于区内,人口密度较低。规划区以住工程地质资料相对较少,工程地质环境特征研究程度低。
2总体规划阶段工程地质测绘调查的任务
工程地质测绘的任务是调查规划区的工程地质条件,包括地形地貌、岩土体工程地质特征、地质构造及新构造运动、水文地质条件、外动力地质作用现象和地质灾害、主要工程地质问题和环境工程地质问题,以及天然建筑材料等。
3准备工作
(1)搜集规划区内的人文、地理、气候、交通、地质及水文资料,分析调查区需要解决的主要地质问题。
(2)搜集规划区及其邻近地区的地形图、地质图及航天航空遥感影像资料,参考已有资料,初步拟定规划区岩性和构造地质解译标志。结合地形图和卫星图像,确定规划区的范围和卫星图的成像比例等,编制遥感地质解译草图,划分遥感影像单元和形态单元。
(3)制定工作计划。根据工程地质调查所涉及的专业内容、技术要求和工作量等,合理进行人员组织,仪器设备和材料准备。
4野外踏勘
踏勘的目的是从整体上对规划区地质情况进行概略了解,并对室内收集的有关资料进行必要的验证,收集相应的实际资料。了解测区自然地理、地形地貌、植被覆盖、社会经济、道路交通等工作条件概况,为编制设计以及经费预算提供充分的依据。
(1)野外踏勘应进行全面踏勘,观察标准剖面、关键性地段。选择不同类型的地质体和自然景观区以穿越路线进行踏勘,应以穿越地质体最多、地质构造最复杂的路线为重点路线。
(2)详细了解调查区野外工作条件,为野外工作开展提供必要的资料。
(3)通过以上工作所取得的资料,初步建立遥感图像解译标志和地层序列。初步建立各类地质体的填图单位,并编制测区的遥感地质解译图和地质草图以及工作程度图。
5 工程地质测绘与调查技术要求
(1)工程地质测绘范围:应包括规划区,及对了解规划区的地层、地质构造、地貌特征和场地稳定性有重要意义的邻近地段。
(2)实测地质界线、地貌界线的测绘精度在相应比例尺图上的误差不应超过3mm。对工程建设有特殊意义的地质单元体均应测绘。
(3)工程地质测绘与调查所用地形图的图纸比例尺,宜比编制成果图图纸比例尺大一级。
(4)观测点的布置要目的明确,并具有较好的控制性和代表性。数量以能控制重要的地质、地貌界线,并能掌握规划区内各场地的工程地质环境现状特征的基本情况为原则。
(5) 在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、标准层面和每个单元体均应有观测点。
(6) 观测点应充分利用天然和人工露头,当露头少,必要时,可根据具体情况布置一定数量的钻探、槽探工作,可配合进行物理勘探工作。
6工程地质测绘与调查内容
(1) 地形地貌调查:研究地形、地貌特征,划分地貌单元,分析各地貌单元的形成过程、相互关系及其与地层、构造及不良地质现象的联系;测绘中要以各种成因的微地貌调查为主,调查其形态特征、规模、组成物质和分布规律。
(2)土体工程地质调查:岩石和土的性质、成因类型、时代、厚度及分布范围,对土层应着重区分新近堆积土、特殊性土的类别、分布范围及其工程地质特征。确定土的工程地质特征:通过野外观察和简易试验,鉴别土的颗粒组成、矿物成分、结构构造、密实程度和含水状态,并进行初步定名。注意观测土层的厚度、空间分布、裂隙、空洞和层理发育情况,搜集已有的勘探和试验资料,选择典型地段和土层,进行物理力学性质试验。
(3)水文地质调查:河流、小溪、湖沼等地表水体的分布、动态及其与水文地质条件的关系。洪水淹没范围,河流水位与大气降水的聚积、迳流、排泄情况,以及内涝的分布范围;主要井、泉的分布位置,水位、深度,补给来源、排泄条件、所属含水层类型、埋藏深度、水位变化幅度和污染情况及其与地表水体的关系等,并调查研究由于地下水位的升降对崩解性岩土、膨胀性岩土、盐渍岩土等特殊性岩土对工程建设的影响,以及过量汲取地下水而导致岩土体的塌陷和地面沉降等问题;了解地下水的流向。
(4)岩溶、土洞、滑坡、崩塌、错落、冲沟、泥石流;断裂、地震液化、地裂缝、岸边冲刷、岸边滑移;冻胀、融陷、热融滑塌等分布、形态、规模、
(5)调查研究已有建筑物的变形情况和建筑经验,以及人类工程活动而引起的场地稳定性问题和不良地质作用(滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、蠕动变形,特别是移动砂丘)的形成条件、规模、性质及发展状况及防治措施经验。
(6)地质构造调查:分析已有资料基础,查明测区构造轮廓、构造运动的性质和时代,各种构造形迹的特点、主要构造线的展布方向等。测绘中要着重研究测区的新构造运动性。对断层的调查内容,主要包括:断层的位置、产状、性质和规模(长度、宽度和断距),破碎带中构造岩的特点,断层两盘的地层岩性、破碎情况及错动方向,主断裂和伴生与次生构造形迹的组合关系,断层形成的时代、应力状态及活动性。
(7)天然建筑材料和矿产资源调查:对建筑所需的块石料、装饰石料、水泥原料和粗细骨料、粘性土料等,在调查中应查明上述材料的产状、岩性、层位厚度、空间分布、开采条件及开采对环境的影响,对其质量和储量做概略评价。搜集、调查区内大型或有重要价值的矿产资源的储量、质量和分布情况。
(8)地质景观资源调查:调查区内各类岩性、地貌景观的发育特征和分布范围,其形成条件与演化过程,阐明其观赏价值与科学意义;调查景观地段的环境地质条件,结合人文景观及地区的经济、交通条件,评价其开发利用条件并提出保护措施。
7工程地质调查的原始成果及资料汇总
总体规划工程地质测绘过程中须经常校对原始资料,并进行阶段性总结,及时发现和解决问题,指导下一步工作。野外测绘结束后,在进行全面系统的资料整理和初步综合研究的基础上,提交以下主要原始成果:a. 野外调查实际材料图; b. 野外工程地质草图;c. 实测地层剖面图、工程地质柱状图及第四系综合剖面图;d. 各类观测点的记录卡片;e. 轻型山地工程(坑、槽探)记录表及素描图;f. 井、泉调查统计表及动态观测记录表;g. 外动力地质现象、地质灾害和主要工程地质现象等专题内容一览表;h. 岩、土、水样采样统计表及试验成果一览表;古生物化石采集登记表;孢粉、古地磁采样登记表;i. 地质照片图册;j. 文字总结。
8结语
本次规划区总体规划阶段的工程地质调查,为编写总体规划阶段工程地质勘察报告及各项专业总体规划提供了工程地质资料依据。
参考文献:
[1] GB50021 —20011 岩土工程勘察规范[ S] .
[2] CJJ 57-94城市规划工程地质勘察规范[S].
[3] 吴增利等主编国家郑州经济技术开发区工程地质勘察报告(总体规划阶段) 2009年.
[关键词]等高线 ;图形特点 ;地貌描绘
Abstract] This article is based on topographical surveying and geomorphology knowledge, contour graphical analysis of several typical landforms comparison, review and summarize the general rule, to improve the authenticity of landforms depicted from the origin, to ensurethe quality of the digital topographic map has a certain practical significance.
[Key words] contour; graphics features; landforms depicted
中图分类号:P217文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
目前,在地形图上表示地貌的方法有多种,如晕渲法、晕滃法、写景法、等高线法和分层设色法等.虽然它们各有其特点,但都是以等高线作为基础来表示地形的,由于等高线具有明确的数量概念, 已成为地形表示法中最科学、最有实用价值的一种方法.以等高线法显示地貌,启迪于等深线,它的产生、发展和应用到测绘领域,以至于得到人们的普遍认可,已经有约400多年的历史.
在1584年彼得.布鲁因斯(P.Bruinss)的手稿地图里所显示的海特斯卫纳湾7英尺深度线,是至今最早发现的等高线图; 在1728年荷兰工程师克鲁基又用等深线法来表示河流和河床状况.并且把它应用到表示海洋的深度. 1791年法国都明.特里尔(D.Triel)绘制了第一张等高线地形图,裘品—特里列姆用等高线表示了法兰西领域的地貌.18世纪末至19世纪初, 等高线逐渐开始用于测绘地形图中, 19世纪后半叶, 等高线法冲破不易识别的阻碍,取得公认.此后, 等高线法才成为大比例尺地形图显示地貌的基本方法.
相邻两根等高线的高程差距即为等高距,对于各种比例尺地形图,其等高距数值的确定,一般是以两根等高线之间的图上距离0.5mm为适度, 即等高距=0.0005*M, M为比例尺分母.并且以在详尽正确表示出地貌形态的前提下保证图面清晰易读为原则.
相邻两根等高线的水平距离称为平距, 等高线间平距的大小与地面坡度的大小成反比.
等高线是一组高度不同的空间曲线,地形图上表示的仅是它们在大地水准面上的投影.在实际上它们并不存在,是人为的一种描述大地起伏特征的工具,正确理解和掌握各种典型地貌的等高线的特点,可以减少在地貌描绘中对原地形的误解,使等高线所显示的地貌既正确又逼真.
2 几种典型地貌
地貌是地面高低起伏形态的总称,由高山、丘陵、平原和洼地等地貌类型组成,地貌不仅是地理景观的重要要素之一,而且在很大程度上决定着其它要素的分布与特点.
下面我们以山地的地貌形态中的山脊、山坡和山谷为主要研究对象,对等高线的图形特征进行分析.
⑴ 山脊
山岭、山脉的高耸部分,一般呈线状延伸,是由两个背向坡面组成的一种隆起的自然地形,其坡面相会处既为山脊,又称分水线,山脊的形状一般可分为尖顶、圆顶和方顶三种.
① 尖顶山脊
脊部大都有棱角形态,系青壮年期或坚硬石质、侵蚀缓慢的山系,是由流水侵蚀作用或冰川刨蚀作用形成的.等高线图形的特点是: 呈小锐角闭合,且曲率较大,在描绘等高线时,应用曲率大甚至尖锐的曲线来表示,以便显示出有棱角形态的特征, 但不宜绘成直线形或呈折线转弯.如图1a.
②圆顶山脊
脊部常常起伏不大,倾斜平缓, 顶部呈馒头形,一般在丘陵地和中等山地均属此形态,主要是受到长期风化剥蚀而形成的.等高线图形的特点是: 圆滑、协调、并呈圆弧形,最高处封闭等高线的面积较尖顶大.如图1b.
③ 平顶山脊
脊部宽阔平坦,山坡倾斜不一,有的谷壁非常陡峭,多出现在河谷中期且谷网稀疏的地区,主要是由水平面岩层构成的. 等高线图形的特点是: 顶部线条稀疏,与斜坡有一明显折转, 斜坡处的等高线比较密集,描绘时,应当着重显示坡缘线和坡麓线上下等高线急剧转化的特征.如图1c.
⑵ 山坡
山坡是山地与丘陵地貌的主要地貌形态之一,是山区构造运动的产物. 是山顶与山脚之间的斜面部分, 按坡度可分为平缓斜坡(15°)、陡斜坡(15°~45°)、陡峭斜坡(45°~70°)和峭壁斜坡(70°以上);各种类型的山坡依其两侧坡度又有对称斜坡、不对称斜坡两种.
首先以纵断面的图形,将山坡划分为: 等倾斜、凸形、凹形、阶梯状和平面五种类型,并分析等高线的图形特点.
① 等倾斜山坡
又叫直线形山坡,常出现在地面比较稳定的山地中,若山地作匀速上升,河流的下蚀也匀速进行,或者是山的坡面与倾斜的岩层的层面一致时,也能形成等斜山坡.在地形图上等倾斜山坡上的等高线间的水平距离是相等的.如图2a.
② 凸形山坡
若山地加速上升,河流的下蚀速度也随之增强,在谷坡下部新形成的地段常比上部陡,形成凸形山坡,或在有植被覆盖的的斜坡地面上,地表不易遭受侵蚀,这类山坡也呈凸起的形态. 凸形山坡处的等高线间的水平距离是上疏下密,逐渐变化.如图2b.
③ 凹形山坡
是在山地上升运动减速的情况下,经过长期侵蚀作用而形成的,总貌呈凹形曲线, 凹形山坡的等高线图形与凸形山坡相反,顶部曲线稠密下部稀疏,等高线间的间距呈规律变化.如图2c.
④ 阶梯状山坡
是由以上几种山坡组合而成的,它形成的原因,或者是由于岩石不同所致, 或者是由于地质构造运动所造成.如果山坡系由几种不同类型的岩石所组成,坚硬的岩石构成垂直于地面的陡坡,质地松软的岩石构成平滑地段. 阶梯状山坡的等高线图形与上述三种山坡不同, 稠密稀疏的等高线组相互交替,呈不规则变化,其地形特征主要反映在倾斜变换处.如图2d.
⑤ 平面坡
当山地的坡度在0°~6°之间,地面宽阔平坦且无显著变化,等高线间的水平距离是近似相等的,这是一种比较理想的情形,即使实地上有平面坡,其范围也是很小的.
其次,以横断面图形,又可将山坡划分为: V字形、U字形、箱形、不对称和多弧形五种类型. 并以水平截面来研究山坡形态和等高线图形特点.
①V字形山坡
V字形山坡在高山地貌中比较常见,山坡凸出处的两个侧面呈很小的锐角,具有V字形河谷等高线的图形特点,区别是一个是正向地貌形态,一个是负向地貌形态如图3a.
②U字形山坡如图3b;
③箱形山坡如图3c.
④不对称山坡如图3d.
⑤多弧形山坡.如图3e.
⑶ 山谷
山谷是谷地的一种,在山地与丘陵地貌中,也是一个十分重要的地貌形态.它是由两个相向坡面组成的一种凹状自然地形,两坡面相会处即为山谷,是流水会合的地方,因此也称合水线. 山谷一般也可分为: 尖底山谷、圆底山谷和平底山谷三大类型.
① 尖底山谷
谷底狭窄,谷坡陡直,没有阶地与河漫滩,系因谷源及谷壁坡度较陡,土石质松软,缺乏灌木杂草覆盖,下侵蚀作用很大而形成的. 等高线在谷底处呈尖角转折形状而上部两侧坡的等高线表现为较密且对称. 如图4a.
② 圆底山谷
谷底上部宽平, 谷底部坡度较缓而近似圆弧形,谷壁及谷底均具有各种植被覆盖,系下侵蚀作用微弱或停滞所至. 等高线在通过谷底时间距较大且具有圆滑的特征. 如图4b.
③ 平底山谷
由于受人为因素的影响,平底山谷一般又可分为:U形山谷和箱形山谷两种类型.有些平底山谷没有经过人工开垦, 山谷的两侧与邻近斜坡凸出处没有明显的转折,在这种地区等高线应描绘成U形; 经过人工开垦过的平底山谷, 山谷的两侧与邻近斜坡凸出处出现明显的转折,等高线应描绘成箱形. 如图4c.
利用曲率研究等高线转化规律
⑴相邻等高线间的曲率由大到小或由圆滑转尖锐都是逐渐转化的.
对第四纪地貌来说,由于岩石的风化作用, ,除石质山外,两坡面相交处的棱角,大都是以钝角的形式存在, 等高线一般都是比较圆滑和缓,没有特别明显的尖锐转折. 如图5a中是不正确的, b则是比较正确的.
⑵同一等高线上各个弯度之间的衔接都是缓和转化的.
由高等数学中有关曲率的定义可知,空间的曲面与曲线的曲率变化,不论从大到小或者由小到大,都是逐渐变化的. 如图5c中,两曲线之间是用直线联接的既不符合理论上的要求, 等高线看起来又比较生硬和呆板,同时也是不合乎一般实际情况的.d是采用缓和曲线连结的,既符合理论上的要求, 等高线看起来比较圆滑,并富有生气, 也是合乎实际情况的.
⑶等高线由凸出转到凹入或由凹入转到凸出,一般都是呈‘s’形转化的.
自然界中的一切事物的变化都是由渐变到突变,由量变到质变的过程.地球表面经过大自然几十亿年的地震、搬运和流水侵蚀等地质作用, 以及地表植物的覆盖, 使得砾石和泥土从山顶至山麓呈锥形堆积,山脊和山谷大都是比较圆滑的.如图5e中凸出与凹入用直线连结是不切合实际的,f则是以曲线代替直线并呈‘s’转化,这是比较合理的
结束语
随着数字化地形图人工智能化程度的提高,对测绘技术人员驾驭知识的能力和业务水平又有了更高的要求,进一步提高从业人员的业务素质和道德修养是当务之急,加强地质学、地貌学、计算机技术和绘画艺术等与测绘相关专业知识的学习,拓宽思路,培养分析、观察事物的能力,尽快提高地貌描绘的表现技巧, 使等高线图形能正确地反映真实的地表形态,是保证数字化地形图质量的主要因素之一.
本文是笔者从事地形图测绘生产实践经验和体会的总结,但由于我们的专业理论知识有限,测绘实践经验不足,文中不当之处在所难免,恳请各位专家和同仁批评斧正.
参考文献:
四川省测绘局航测队.航空摄影测量----几种典型地貌的立体描绘.北京: 科学出版社,1979.02
[关键词]DEM 制作等高线 方法 注意问题
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-353-1说起等高线,相必大家首先就会联想到地貌,地貌是构成环境的基本要素,也是研究地图制作的重要依据,地貌、地形起伏,便于读者从地图上获取地貌知识,而等高线能详细地表现出地貌的基本特征,便于地图测绘。下文就简要介绍如何利用DEM制作等高线的方法。
1DEM的基本情况
1.1DEM概念。要想了解等高线的制作方法,首先要从了解DEM开始。DEM也叫做数字高程模型,简言之,它就一种实体地面模型,采用一组有序数值阵列的形式来表示地面高程的,也可以说是数字地形模型的一个分支,其他很多种地形特征都可以经过它而派生。对于DTM本身而言,它就是描述包括高程在内的各种地貌因子,例如:坡向、坡度及坡度变化率等因子在内的,所有线性或非线性组合的空间分布,但是其中的DEM是单纯的数字地貌模型,而其他因素,例如坡向、坡度及坡度变化率等相关地貌特性,都是可以在DEM的基础上派生。
1.2简单应用。由于DEM描述的是地面高程信息,它可以利用于城市规划、土地利用情况研究、土方量的填挖,同时,它在测绘、气象、水文地貌、地质、工程建设、通讯、军事等领域都有着广泛地应用。如在工程建设上可以进行土方量计算;在防洪方面,进行水文分析,降雨分析、蓄洪计算等。生活中的很多地方都要用到DEM,因为DEM能够较好地模拟出地貌形态,同时能从DEM衍生出很多数据,例如:最常见的坡向、坡度及山影图等,在地形的分析中也有一定的应用,在制作DOM过程中,它还扮演着基础数据的角色。
1.3建立DEM的方法。建立数字高程模型的方法有很多种,例如:不规则三角网和规则网络结构两种算法,但是比较常用的方法是不规则三角网,在TIN基础上通过特征点、线性等内插建数字高程模型。可以很清晰地描述地表形态,TIN模型在特定的分辨率下,不进能精确地表示更加复杂的表面,还能用更少的空间和时间。TIN模型能更好地顾及像构造线、断裂线等特征。
一般情况下,获取DEM数据的有两种方法,分别是:在电脑上,直接下载现成的DEM数据;可以利用等高线生成DEM。下文论述的关键是利用DEM制作等高线的方法。
2利用DEM制作等高线的方法
2.1定向
首先采用数字摄影测量方法进行空三加密,建立立体模型并进行模型定向。定向一般包括三种定向,分别是:内定向、相对定向和绝对定向。相对定向时,计算机要发挥它的特性,对左右影像进行自动匹配计算,其次,对核线进行重采样,最后,进行绝对定向量测,量测中要认真、仔细,并结合内业提供的加密点小影像及外业提供的控制刺点片点位略图、点位说明检查每个定向点平面的准确性,确保平面不位移,高程不超限。紧接着可以进行绝对定向计算,检查中误差和定向残差,保证精度符合规定。
2.2点、线采集
点线采集的基本准备工作要做充分,以图幅为单位建立图廓并视具体情况外扩,外扩的目的是导入邻图矢量,保证图幅接边处的特征点和线保持一致。其中,特征点分别是:谷底、山顶、鞍部等;特征线包括:山谷线、山脊线、断裂线、道路、地形、水系及地形变换处特征线,特征点线的采集要遵循一点,除水系的陡岸、堤坝、拦水坝等反映地物、地貌特征的要素需要表示外,其它由于人工因素形成的地貌或修建的地物不表示,人工地物如:排碱渠、干渠、等级路、垄、鱼塘等;人工地貌如露天采掘场、人工陡坎等等。
特征点、线采集的过程中要注意这几个方面,分别是:一、对于水塘、湖泊、水库等面状水域,采集时测标点必须切准水崖点高程,采集时应给固定的高程值进行同高封闭采集。其中,水崖线一般分为单线和双线水崖线,它们采集的顺序一般为从高到低的趋势进行采集,流动水域的上下游高程应梯度下降,关系合理,禁止水系倒流现象的发生,要尽量保证双线水崖线两侧的高程值一致,如果出现起伏现象,那么,起伏度必须控制在合理范围内;二、坡坎采集。在坡坎进行点、线的采集具有一定的难度,山坡、谷地、山脊线及山谷线具有起伏变换的特征,采集树下过程中,还要保证山谷线不能移位。特征线的测定,能够测出三根特征线的一般是V形谷,测出四根或者五根特征线的一般是U形谷,最为复杂的是鸡爪形谷,必须经过处理才能保证其真实形态,例如:可以增加足够的特征线;三、对于整幅图绘制等高线时,注意的是要配合特征线使用,例如:如果要求等高距为15m的话,那就保证30m-35m的间距,测一根就可以。另外,特征线相交处要尽量接近点,且两线相交点的数值要保持一致,最高的等高线由山头测出,鞍部等高线的测量,就是最低和最高的一组,测等高线的过程中,必须保证山头的形状符合要求,例如:山头是四方、椭圆还是其它形状等。
2.3生成TIN,接着DEM制作
2.3.1TIN。首先,在ArcGIS中,添加3D Analyst模块,点击Create/Modify TIN/Create TIN from feature…,加载矢量文件,矢量文件包括采集的特征点线,建立不规则三角网,创建TIN完成。通过创建图形映射,可以检查三角形网络是否合乎规范,当发现有控制的不当的环节,应该加测特征线,完成后,进行保存,对于保存好的矢量数据,要重新建立新的TIN,进行简单地修复,使其紧贴地表。
2.3.2DEM制作。将TIN 转为GRID,点击Convert/TIN to Raster…,确定DEM格网间距,然后输入存放DEM路径,当输入完成后,点击OK进行处理,然后完成DEM的制作。之后对dem进行裁切,准备好相关图幅的基本信息,做批量裁切文本,完好的DEM图幅裁切结束。
2.4等高线的创建。首先,利用生成的DEM在Arcgis软件里根据等高线相关要求进行等高线参数简单设置,这样等高线就会自动生成,而且会在DEM的目录里进行保存,保存的格式一般为cnt的扩展名,为了在测图中导入矢量文件需将CNT转为DWG格式。等高线生成由于DEM格网间距原因存在局部不平滑现象,可利用Geoway等软件中的等高线平滑功能来编辑处理自动生成的等高线,这样,等高线制作就基本完成。
3结语
本文结合地貌地形等特征,简单介绍了数字高程模型的概念、应用、方法,紧接着,又从定向、点、线采集等方面介绍了利用DEM制作等高线的方法,把整个建立过程详细地表现出来。综上所述的等高线生成方法,不但可以避免高曲矛盾,而且还提高了其精度和效率,在测绘方面发挥着越来越重要的作用。
参考文献
关键词:地形测量 数字化 测量方法
随着现代数字技术与测绘技术的快速发展,尤其是GPS与全站仪计算机的数字化地形测量技术与模式的不断成熟,数字化地形测量逐步成为了当前地形测量中的主流模式。从近几年的形势来看,全数字化地形测量模式即将替代传统的大平板仪地形测量方式,逐步成为了地形测量过程中所采用的主要方法。同时,随着数字化地形测量方法的采用,对测绘单位的人员、设备和管理方式等都有了更多的要求。在今天的信息经济时代,作为地理信息行业的测绘行业,在以后的发展过程中要围绕着以建立数字化测量体系为目标,通过逐步的对数字化测量方式进行改革,最终对数字城市、数字区域以及数字中国的空间地理信息建设工作起到推进作用。
1、数字化地形测量的方法
1.1 既有图纸的数字化
在需要进行数字化地形测量的城市或者是地区由于缺少客观条件,诸如经费、时间等问题时,就可以采用在既有图纸的基础上进行数字化改造。该方法可以对既有的地形图进行充分的利用,在这个基础上只需要配备数字化仪、计算机、绘图仪以及匹配的数字化软件就可以顺利的开展工作,并且在较短的时间内获得数字化地理信息资料。同时,当由于缺乏经费或者是其他的问题导致不能采购进行数字化的设备时,可以让具有图纸数字化的测绘单位代为进行。
1.2 航测数字成图
当需要绘制数字地图的区域较大时,或者是条件和设备等比较成熟时,可以采用航空摄影机在空中对地面进行摄影,在外业进行判读,在内业再建立地面的具体的精细模型,然后利用绘图软件在计算机上建立的模型之上对地形图进行详细的测量和绘制,进而得到最终的数字地形图。随着我国测绘技术的不断发展,以及数字测量方式的不断成熟,航测数字成图的方式逐步的在地形测量中推广开来。
1.3 地面数字测图
当测绘区域没有大比例尺的地图,又需要获得精度较高的大范围地形图,且所具有的经费较多时,我们可以采用直接的地面数字测图的方法。这种方法也被称为内、外业一体化数字测图方式。地面数字测图是当前我国各测绘单位采用的主要方法,这主要是由于出于发展的需要,我们需要获得绝大部分区域的数字地图。这种方式所得到的数字地图具有精度高、且可靠性高等优点,加上一定的措施之后,将重要地形物之间的相邻控制点精度控制在5cm都是可行的。但这将耗费较多的人力、物力和财力等。
在进行地面数字测图时,为了保证其精度,通常要求当测站点与碎部点的距离要小于500m,且地物的平面位置误差绝对值要小于0.15mm。同时,还应该注意,在进行地面数字测图时,虽然规范中对测距的最大长度都有明确规定,例如,1:500为300m;1:1000为500m等,但是在实际的测绘过程中,可以根据实际情况予以放宽,从实践来看并不会影响到测绘的精度。
2、数字化地形测量过程中常遇到的几个问题及解决策略
2.1 等高线的处理不恰当
在对地图进行数字化处理时,测绘软件中的等高线通常都是以野外所采集的具体地貌点的高程,然后通过等值的内插方法,以基本等高距来插绘出一系列的等值点,然后再将这些点用圆滑的线条连接起来形成等高线。但是,在实际的地形测绘过程中,并非所有地形的地貌点都可以采用等高线内插的方式实现,也就是说在进行数字化测绘的过程中,通过软件建立起来的地形数字化模型有可能和实际情况不符,导致建立起来的模型失真。因此,在必须要进行人工干预,将软件自动组网过程中不能进行内插的三角边删除。而要将这项工作做好,就需要数字测绘人员的操作技术与经验来进行补充和弥补了。例如,在确定等高线的时候,处于沟、坎中的地貌点就不能通过近似的选在与其坡下面较远的点来插绘等高线,否则将导致生成的等高线出现悬空。或者是深入地底下等现象,导致得到的局部地形完全出错的问题。另外,当等高线没有能够穿过道路或者是构筑物等时,还需要建立DTM模型,这时我们就需要考虑在绘制好之后对局部进行完善和修补,确保数字地图能充分的反映出实际的地形图。
2.2 数字化地形图测量过程中的比例尺问题
传统的平板测图由于其所测绘的区域内地形符号的负载以及表现能力等的局限性等问题,不得不采用多个比例尺的方式进行绘制。由于使用各个比例尺所绘制出的地形图所得到的地理信息的细致程度不一样,精度更加不同,在进行转换的过程中存在较大的困难。而且,当需要不同比例尺的地形图时,还经常需要重复的进行测绘,这增加了测绘工作的工作量。而数字化测绘方式虽然也是采用不同的比例尺来绘制地图,但是它主要是通过对输出的点状符号、形状、大小与间隔宽度等。也就是说为了得到传统的纸质地图而需要对不同的比例尺进行定义时,除了在细致程度方面需要按照平板测图的要求进行之外,精度并没有什么差别,这是数字化地形图测量的一个重要差别。
同时,由于数字化的地形图中的地物、地形类别等存储方式实行的是分层存储,且具有无级缩放显示的功能,而且还具有良好的可编辑性。这些特征都使得数字地形图的对符号负载量的限制等较小,且能够对所测绘得到的数据进行反复的利用。从本质上来讲,这就是数字化地形图比例尺与传统测绘方式比例尺的差异所在。
2.3 数字化地形测绘过程中的误差问题
虽然在数字化测绘过程中采用了多种先进的数字测量仪器和设备,诸如全站仪、电子测绘手簿等工具。这些设备的测距精度高,同时也没有展点误差,价值在数据的测量、传输以及计算等工作都是在计算机参与下进行的,有效的避免了由于认为的参与而导致的误差,或者是错误。但是,在实际测绘的过程中还是存在着诸如:当碎部点已经达到图根点的精度水平时,而描述误差又太大时,这时描述误差就是决定质量成果的重要因素。例如在对沟边、塘边等进行测绘时就存在着这样的问题,包括立镜所选择的位置是否合适等。
这方面的问题主要是要对测绘作业人员在对地形的表达方式和方法的理解与运用的熟练程度有关。当地形较为复杂,增加记录难度的同时会导致编辑出现错误,导致地物、地形与实际的地形等情况并吻合,对实际的测量结果产生严重影响。所以,在对数字地形测绘进行最后的处理——成图后的实地检查是必要的。在这个过程中可以检查出编辑和输入过程中存在的误差,及时的对数字地图进行纠正,提高数字地图的精度和质量。
参考文献
[1]陈丽华.数字化地形测绘中几个常见问题的探讨[J].民营科技,2011-04.
关键词:RTK;地形图测绘;外业;应用
中图分类号:P217文献标识码: A
RTK技术以其高精度、高效率、操作简便等特点被广泛应用于各种控制测量、地形测量、施工放样等方面。在地形复杂,通视情况较差,导线测量有困难的测区,RTK可以代替传统的三角网、导线网等方法,在GPS控制网的有效范围内,灵活机动的分组布设图根点,比以往测量模式可以大大缩短作业时间。
1 RTK定位技术
1.1 RTK技术的原理
RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS定位技术,实施动态测量。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时通过输入相应的坐标转换参数和投影参数,实时得到流动站的三维坐标及精度。它要求基准站GPS接收机实时地把观测数据及已知数据实时传输给流动站GPS接收机,流动站快速求解整周模糊度,在观测到四颗或以上卫星后,可实时求解出厘米级的流动站动态位置。
1.2 RTK技术的设备。
RTK测量系统一般由以下三部分组成:GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成,它是实现实时动态测量的关键设备。软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。
2 RTK技术的优点
2.1工作效率高。
在一般地形地区进行数据采集,如果基准站设置合理,可达到的作业半径约为6 km,很大程度上减少了全战仪测量中的/搬站0次数,节约了宝贵的时间。并且RTK技术作业速度很快,采集每个数据只需要几秒的时间,提高了劳动效率。若采取1+2工作模式,每天可以完成0。82 km2~1。5 km2的地形图测绘,其效率是常规测量的数倍。
2.2全天候作业。
传统测量仪器作业时都要求必须通视,但RTK技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足主机和流动站能进行数据交换,就能作业。因此,和传统测量方法相比,RTK技术作业受限因素少,几乎可以全天候作业。
2.3定位精度高,误差不传播。
实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)。只要满足RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内(一般为4 km),RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。因为RTK测量和原来普通的测量仪器不一样,它的误差不传播,保证了数据的精度。测量时如果电台信号不好,或者卫星情况不好,延时较大时,要求对该点进行静态观测1 min~5 min,等数据为固定解时再进行数据采集。
2.4可视化的操作界面,较强的数据处理能力。
RTK技术都有/手簿0进行基准站、流动站、电台的设置,其内置软件都是基于Windows操作系统开发的,只需要简单的设置就可以进行数据输入、存储、处理、转换和输出等工作,能方便快捷地与计算机、其他测量仪器通讯,从而减少了人为因素造成的误差。
3RTK 技术的应用
3.1控制测量
为满足城市建成区和规划区测绘的需要,城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面,随着城市建设的飞速发展,这些点常被破坏,影响了工程测量的进度,如何快速精确地提供控制点,直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀。GPS 静态测量,点间不需通视且精度高,但需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用 RTK 技术将无论是在作业精度,还是作业效率上都具有明显的优势。
3.2线路放样
RTK 测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样,放样工作一人也可完成。 将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入 RTK 的外业控制器,即可放样。放样方法灵活,即能按桩号也可按坐标放样,并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移距离和偏移方位,便于前后左右移动,直到误差小于设定的为止。
3.3 规划放线
建筑物规划放线,放线点既要满足城市规划规定的要求,又要满足建筑物本身的几何关系,放样精度要求较高。使用 RTK进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系,对于短边,其相对关系较难满足。在放样的同时,需要注意的是测量点位的精度,点位精度不高的情况下,有可能带来较大的点位误差。在点位精度高的情况下,用 RTK 进行规划放线一般能满足要求。
3.4用地测量
在各类用地勘测定界测量中,RTK 技术可实时地测定界址点坐标,确定土地使用界限范围,计算用地面积,在土地分类及权属调查时,应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测,大大提高测量速度和精度。
3.5其他方面测量
RTK技术还可用于地形测量、水域测量、管线测量、房产测量等方面。用 RTK 测图,可不用布设图根控制,仅依据少量的基准点,即可直接测定地形地物点坐标,如果用专业测图软件,通过电子手簿记录即可实现数字化测图。在水下地形测量是,RTK 能自动导航和按距离或时间间隔自动采点,只要将天线高量至水面,加水深改正后,即可高精度的实时测定水下地形点的三维坐标,由专业软件成图。
4RTK在地形图测绘外业中的应用
由于 RTK 一般采用缺省 2m 流动杆作业,当高度不同时,应修正此值;在信号受影响的点位,为提高效率,可将仪器移到开阔处或升高天线,待数据链锁定后,再小心无倾斜地移回待定点或放低天线,一般可以初始化成功;在穿越树林、灌木林时,应注意天线和电缆勿挂破、拉断,保证仪器安全。
4.1 RTK 碎部数据采集作业
相对于地形控制而言,测绘具体的地物和地貌是测区碎部,因此称为地形碎部测绘。地面上的地物、地貌形态虽然多种多样,但这些形态总是可以概括、分解成各种几何形体的。而任何几何形体都是不同的面构成的,任何面又都可由一些具体决定性的点所连成的直线或曲线来确定。可以说,各种地物、地貌的形态最终是由点决定的。我们把决定地物、地貌形态的点称为地物特征点或地貌特征点。地貌特征点和地物特征点统称碎部点。碎部测量实际上就是测定地物、地貌碎部点在图上的点位及其高程,然后依次描绘出各种地物、地貌。首次作业时,遵循“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”、“步步有检核”的原则。每次作业顺序为:确定基站点时,要尽量保证大的可视区域,同时,还要保证有可通视的已知点。所以,在实际作业时一般将测站点定在较高的坡或山顶,以避免经常迁站。
4.2 测站点检核及校核
在测量一定点数(一般为300点)后或迁站时,要进行一次测站点检核。检核方法为:重测某一已知点(一般为后视控制点),检核两次误差是否符合技术要求。 如果误差超出范围则所测数据有误,应找出原因进行改正。
道路工程为满足出图要求,一般按照1:2000进行地形图测量(除桥梁、隧道和大型构造物使用1:500或1:1000)。中线两侧各250米宽,遇到互通区增加测图宽度。 线路两侧各100米范围内的地形图测量,严格按规范要求进行详测,对中线附近的路、沟、渠、河流等准确测定其位置;地面上的通讯线杆、高压线杆、输电线杆等逐个测绘表示,地面下的通讯线、光缆线等测定其地面标志;山区线路上的悬崖峭壁测绘其顶部及底部,控制其范围及走向;线路两侧各50米范围内的房屋、单位、独立工矿等按1:1000要求详测表示。沿线的村镇、单位、工矿、河流、沟渠、道路等,调查其名称并注记。高程点注在具有代表性的地物上,地物的特征点上,如:沟渠的顶底部、陡坎的顶底部、路口及拐弯处等,图上每平方分米不少于12个。其余按1:2000地形图要求详测表示。线路两侧各100米范围外的,按1:2000地形图要求可综合表示。由于RTK对卫星信号和天线上方高度角的要求,线路两侧需详测的居民地和RTK无法测量位置应使用全站仪进行测量。外业测量应实地勾绘草图或者使用编码测量,以为内业成图所需。
4.3 内业成图
内业成图使用专业成图软件系统(如南方CASS或北京威远图等)进行编辑和处理成图。将野外所采集数据传输至计算机中,利用软件自动生成点文件,采用分层、分色的要求表示地物、地貌。将同一类地物放在同一层次,分色统一,代码到位,尽量使用成图系统的菜单绘制图形,便于合并、缩放、接边、数据提起等再处理工作。数字化作业时捕捉解析编辑细部点,若数据与勘丈草图不符,应及时提出,问题解决后再行作业。数字化图按一定的顺序进行,对明显的具有分块作用的地物先输入,例如河流、道路等。 然后依元素的主次进行分块作业。 一块图全部输入后即做自查校对,清理差、错、漏。各图块全部输入后再作通篇阅读。对规则的地物,如居民地房屋等,必须保证图形符合其投影规律,必要时可用辅助线方法得到正确的图形。然后根据高程点文件利用软件构网自动建立 DTM 模型,对部分不合理网形利用软件的删、增、改功能进行编辑修改,然后自动追踪绘制等高线。对软件的自身功能,自动追踪等高线不合理的地方,进行手工修改,符合野外实际地形。注意绘制地形图期间,应时常存储数据,以免造成不必要的损失。公路带状地形图与普通地形图一样,都应遵照有关规范规定绘制。地形图编绘应为无地物压盖地物;清理无用图层;图面干净整洁。最后保存为 AutoCAD 格式文件(*.dwg)。
5结语
RTK技术应用于地形图测绘是技术上的一个重大突破,虽然RTK技术还有一些缺点,但是只要充分发挥RTK的优点并与其他测量方法相结合,就可以极大地提高工作效率,更好地为测绘事业服务。随着GPS单基准站网络RTK技术的不断成熟,必将又要在测量界引发一次技术的革命。
参考文献:
[1]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.
关键词:大比例尺;数字化地形图;作业方式;质量控制;发展趋势
Abstract: This paper first analyzes the surveying and mapping of large-scale digital topographic map operation methods, introduces the content of quality control, and discusses the trend of development of control measures of large scale digital topographic map surveying and mapping the cause of quality.
Key words: large scale; digital topographic map; operation mode; quality control; development trend
中图分类号:P25 文献标识码:文章编号:
前言
大比例尺地形的测绘工作主要是某一项地表上的地貌作为描绘的对象,且用已有规范的点、线、面、图例的形式,以及少数的文字、数字或者注记来描述地形、地貌、地物。这项工作具有十分专业的技术性,它能够非常准确,而且客观的描述所测地区的地形、地貌,还能用三维坐标的形式绘出地形、地貌等复杂景观,因此,大比例尺地形图能够为经济建设提供坚实的服务。
1、大比例尺数字化地形图测绘的作业方式
就我国目前的情况看,大多数的城市都已经建立起基础地理信息数据库,这些数据库的主要内容为基本比例尺地形图和与其对应的图形符号库和等级控制点等,更新数据采取的是全站仪数据采集数字化测图来完成。在一些经济发展速度较快的地区的数据更新已经达到了动态跟踪修测的阶段,而动态跟踪修测的时限分为半年、一年和两年不等。
地形图的测绘以采用全野外数据采集数字化测图方式完成,并转换成基础地理信息系统的数据格式。其作业方式主要有2种:
1.1 用全站仪(全站仪记录卡)配合电子手簿,现场绘制草图完成地物、地形的野外数据采集,室内用数字化成图系统将观测数据转换成图形,并对照草图编辑处理,生成数字地形图。经过检查修改、信息化等一系列过程形成最终成果及入库数据。
1.2 用全站仪配合笔记本电脑或PDA掌上电脑,现场将观测数据实时转换为图形,现场对构建筑物、线状地物、点状地物及地貌等内容进行编辑处理,室内进行简单的图面整饰、检查修改信息化等工作。该方法实现了便携式电脑电子平板与小巧电子手簿优势的完美结合,成功解决了野外数据采集时由于采用常规电子手簿配合草图记录与内业编辑分离而容易产生差、漏、碰、缺的难题,降低了成本,提高了质量,是未来数字地形图测绘技术发展的主要方向。
2、大比例尺数字化地形图测绘质量检查的内容
全站仪测图和大平板测图的质量检点,主要放在数学精度和地理精度上以及图面的装饰上,因为它们是决定测图质量的关键,因此必须要进行质量检查。
2.1 数学精度检查。①数学基础检查。主要检查坐标系统的正确性,图廓线坐标及控制点的正确性等.
②高程精度和平面精度检查。通过重复设站,测定地物点的高程和坐标,然后与图上相同的地物点进行比较,找出地物点图上与实际的平面位置及高程误差。
③装饰质量检查。主要检查符号注记是否符合规范;线形是否正确,线条是否清晰、光滑;标注点位置是否正确,名称、性质等注记内容是否有误;地理要素关系是否正确,是否有重叠、压盖现象等。
④入库检查。将测得的地形图录入GIS系统时必须要根据GIS系统的要求进行入库检查。主要检查地形图的逻辑一致性、完整性和属性精度等。其中,逻辑一致性检查主要包括了格式、属性、分层的一致性检查,还有多边形闭合和拓扑关系正确性的检查;完整性检查主要包括了数据分层、属性要素、数据层内部文件以及要素的完整性等的检查;属性精度的检查主要包括了点、线、面的属性值和属性代码的唯一性和正确性的检查,还有数据分层和注记的正确性检查。
⑤附件质量检查。主要检查数字地形图的附件,如底图、控制资料、文档资料等其他附属资料的完整性和正确性。
2.2 地理精度检查。地理精度检查主要通过内业图画检查和外业巡视对照检查完成。主要检查各种地图要素的正确性,地理要素表示的协调一致性,符号和标记是否合乎标准,综合取舍是否恰当,图面是否清晰美观,图廓装饰是否完整正确等。
3、大比例尺数字化地形图测绘的质量控制要点
ISO9000质量管理体系标准是是目前世界公认的质量保证和质量管理的统一标准体系,它从质量计划、人力资源、管理职责、产品标识、质量记录到过程控制、不合格品控制以及产品检验等环节都作作出了明文规定并形成了文件,有利于实现质量管理的系统化、科学化和规范化,从而实现对质量的全程、高效控制。
3.1 质量策划。质量策划强调根据测绘作业的时限和范围,进行合理的人力、物力、财力资源的配置,制定详细、科学、可行性强的测绘方案及质量计划。尤其要注意做好影响质量的关键环节的质量工作。此外,要明确测绘工作中各级人员的职责分工,将质量目标和质量职责明确到人。坚持“以工作质量保证工序质量,工序质量保证产品质量”严格控制各项工作、各道工序的质量,使任一道工序都始终处于受控状态。
3.2 过程控制。过程控制主要是进行过程跟踪监督检查和外业过程控制。它要求作业人员严格按照作业规范要求开展工作,做到对地表及其附属物的调查和测绘到位,力争不漏、不差、不错。在数据处理上,采用PAD掌上电脑或者便携计算机,自动传输所有观测数据,转换为图形后进行实时编辑。在这个环节也要注意尽可能减少测绘信息的漏、差、错现象,从而保证外业过程数据采集的质量。在测绘过程跟踪检查方面,质检人员做好测绘过程的跟踪检查工作,重点监督作业方法是否规范,是否达到预期成果等,确保各个过程的质量都得到有效控制。
3.3 成果检查。经过严格过程检查并进行相应修改后的测绘成果还要接受单位质量管理结果的质量抽查,以进一步减少测绘成果的不足,提高成果的质量。
3.4 持续改进。质量监督检验部门检出质量问题后要向负责单位提出修改要求,并责令限期修改。此外,还要对质检过程中常见的问题进行总结和分析,并从中制定出相应的预防纠正措施,严格杜绝类似问题的再犯,不断提高测绘质量。
4、大比例尺数字化地形图测绘技术的发展趋势
4.1 加速3S(GPS,GIS,RS)集成技术的发展,装备先进的现代测绘仪器设备,改进测绘方法,使数字化测绘生产更加自动化、智能化、网络化。实现数字化测绘生产的全面升级,为。数字油田。及。数字城市。建设提供基础地理信息数据。
4.2 研究开发具有独立版权的国产数字化测绘系统,不需AUTOCAD的支持,同时又能方便实现与AUTOCAD数据格式及其他GIS系统数据格式的交换,具有良好的兼容性、安全性和可操作性。
4.3 无线遥控掌上电子平板。国内已有研制出无线遥控掌上电子平板的报道。无线遥控的主要优点在于手持PDA的操作员不再固定在测站上,可跟随立尺员走动,实时清楚所立地物,并可指挥立尺员,完全避免了漏测、成图出错等常见问题。
4.4 当前GPS RTK技术的应用还只局限于控制测量方面,但随着硬件价格的下降,其优越的价格性能日益突出。基于RTK技术(代替全站仪)的数字测图软件将受到青睐,这一技术的实现,将进一步提高数字测图的生产效率,成为测图技术的又一种先进的外业手段。
4.5 我国曾先后建立北京坐标系、西安坐标系2种大地坐标系及黄海高程系、国家高程基准2种高程系,许多城市根据自身管理的需要也建立了独立的地方坐标系和高程系。因此,在地理信息系统建设和数字化测图生产中,图形数据的坐标和高程转换工作值得注意和研究。
5、结束语
总之,测绘技术的进步和数字矿区、数字城市建设的飞速发展需要,都对大比例尺数字测绘技术提出了更高的实用性和高精度要求,因此,必须要加强测绘过程中的质量控制工作,真正实现测绘产业由传统型到现代地理信息产业的变革,并通过其在人类生活实际中的应用来推动人类文明的进步。
参考文献:
[1] 周大庆,城市大比例尺数字测图质量控制与方法研究[J]. 地理空间信息,2008,(03):25-27.
关键词:三维数字,地形图,测绘技术,应用分析
Abstract: three-dimensional topographic map surveying and mapping technology in early 2 d digital terrain map to enhance the space on the basis of sex and richness, this article through the three-dimensional digital topographic map surveying and mapping technology application summed up, and discusses the key technology and application of surveying and mapping method, hope for the industry development for reference.
Keywords: 3 d digital, topographic map, surveying and mapping technology, application analysis
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
地形图是对地理地形的客观存在特征进行了概述和抽象的一种科学方法,但由于地理地形本身存在多变性、空间性和实体性,想要全面充分的通过地形图来表达实际地理状态,具有一定的技术难度。随着我国科学技术水平的不断提升,目前人们已经在不断探索具有全面性、真实性、科学性等优点的测绘方法和技术,并获得成效。三维地形图测绘技术如今已经不仅仅是一种概念性的技术内容,而是在早期二维数字地形图的基础上增强了空间性,使数字地形图丰富化、三维化,也为实际的研究和测量工作提供新的依据。本文通过笔者对三维数字地形图测绘技术的应用总结,探讨了测绘关键技术及应用方法,希望为同行业发展提供借鉴。
一、三维数字地图的特征
三维数字地形图的设计基础为抽象符号和三维数据,其表达具有可视性,是一种通过等比例缩小来实现对某地理位置图形的再现化的重要手段,可更加准确的表达客观世界的研究点,并使测绘的造型更具有空间性和易读性,也有助于对地形分析的具体操作。三维数字地图具有较多优势,主要表现在以下几方面:
(1)三维数字地形图将被研究的自然地理形态通过横向和纵向的三维坐标表现出来,充分的将制图区域反映出来,同时表达了空间立体性。也就是说,通过三维数字地形图的表达,研究者可直接明确被研究的地理位置或区域的实际高低起伏、形态变化、地貌特征等,并由此实现研究的准确性。
(2)三维数字地形图的技术特点在于利用三维的离散点技术将地理地貌的特征在三维坐标系中表现不同的位置特征,最终组合成为具有特征性和写实性的地形图。不仅如此,三维数字地形图还具有矢量意义,其对研究区域范围内的平面位置、大小、纵向高度、高程等利用同一比例尺表示出来,特征鲜明,结构明确,便于解读。
(3)科学的三维数字地形图测绘结果在对地理区域空间信息的反映方面具有易调整性、细致性和精确性,一般而言,通过空间分辨率的概念即可明确的将信息在小范围空间图形中表达清楚,也可根据需要调整比例和分辨率,从而适应不同研究的需要。
(4)由于三维数字地形图测绘基于电子计算机技术发展而来,无法直接通过纸质形态表现完整,必须以电子或数字的形式表达,因而对测绘技术和表达技术等方面都提出了较高的要求,具有一定的技术特质和科学要素。
(5)三维数字地形图具有易操作性和可查询性,由于其有效的利用了电子计算机技术,可适应于各类全面、局部、节点等位置性的查找和选取,并对某两个或多个点之间进行测量,大大减少了实地测量的难度和对人力、物力、财力等的消耗。
(6)三维数字地形图具有易修改性。由于被勘测地形地貌具有变动性,尤其是随着城市发展的不断加大,城市区域内的地形地貌跟随城市建设不断改变,三维数字地形图有利于通过电子计算机随时进行测绘节点的修改,使研究者对地形随时了解,并时不同时期的测绘研究结果具有时效性和准确性。
二、三维数字地形图测绘技术关键点分析
卫星定位技术、激光测量实时获取技术、地图特征信息提取等是三维数字地形图测绘技术的关键点,其基于电子计算机系统实现一系列的测绘与成形工作,具有快捷性、准确性、技术化和科学性。
(1)卫星定位技术。全站仪集成技术和卫星定位是有效提供地形图测绘数据的重要技术手段,具有远大的发展方向。传统的地理测绘,需要大量的人力、物力和财力进行实地考察,且测量时间长、空间广、面积大、准确性低,造成测量结果误差性大,难以作为科学的研究依据,给研究结果带来不确定性。而卫星定位技术则很好的规避了非准确性的风险,由于卫星定位技术可在指令的要求下对某个被测量区域进行拍摄和测量,直接利用电子形式完成一系列工作,仅需专业人员在操作平台上实施操作,故而可大大节约人、物、财力,为国家节省资源,缩减成本,并提高产出。卫星定位不受天气、地物、地形等特殊性的影响,具有全局性和抗干扰性,定位速度快和准,精度高。
(2)激光测量技术。激光测量技术与电子技术同步发展起来,并已经从静态点测发展成为动态的实时监测,分辨率高,测绘面积广,并迅速将空间测量以三维坐标数据的形式表达出来,使被测绘地的具体形态构建更加完善准确。
(3)地图特征的提取。卫星定位技术和激光测量技术都仅仅为三维数字地形图的测绘提供了有利的数据,但数据是离散的,不具有观测性。而地图特征的提取则是在以上技术数据的基础上实现数字建模。
值得注意的是,卫星定位技术、激光测量技术和地图特征的提取技术是相辅相乘、缺一不可的,三种技术具有接续性,也具有共通性,有效综合应用方能完成整体被研究物的地形图测绘,并实现比例的调整与对比研究。
还有,三维数字地形图技术的关键点应用不能仅仅局限于地质科学或对地理特征的研究方面,单纯实现地理勘测与勘查的工作要求。随着我国科学技术的不断发展,包括市政建设的公路、铁路、电线铺设、水利维修、灌渠输水等具有线性特征的工作内容都具有一定的指导和数据提供意义,这些工程项目都需要有效利用卫星定位技术、激光测量技术、地图特征的提取实现对具体工程内容的水平、垂直位置、坡度、高差、角度等数学指标的测量和记录,并形成指导意见,甚至在譬如路灯照射范围、车辆行驶距离等等相关内容都可以提供确切的数据资料,大大提高了市政及其它类工程项目便捷性和效率。
三、结语
三维数字地形图技术综合了虚拟现实技术和GIS三维数据显示与管理技术,并借由这两种技术的发展不断改进和完善。尤其随着互联网技术水平的不断提升和在人们生活当中的普及应用,使三维数字地形图测绘技术获得了更广泛空间的交流与发扬,为我国的科技发展提供了线索,也为能源、环保、城市建设、地理研究、甚至是电信行业等提供了无限的商机。总之,三维数字技术在发展过程中还需要有更多的研究者深入探讨,并将其扩展到更广泛的应用领域,充分发挥其作用,该技术将具有更加远大的发展前景。当然,创新性仍是目前三维数字地形图测绘技术发展的必由之路,无论是对各类技术的提升,还是对建模方法的改进,或者对测量范围的明确等,都需要广大相关工作者转变思路,擅于钻研和思考,以不断创新的精神去将技术更加细致化和准确性,促进我国地形图测绘技术的成熟并应用于更广泛的实际工程操作中。
参考文献:
[1] 李秀玲. 浅谈大比例尺数字地形图的缩编方法[J]. 测绘地名学,2011,3(3):75-76.
[2] 彭维吉,彭奇娟,杜勇波. 数字地形图测绘实践教学的设计与实施[J]. 黄河水利职业技术学院学报,2009,21(4):64-66.
[3] 赖振发. 全站仪测绘三维数字地形图技术分析[J]. 现代测绘,2010,33(3):20-22.
作者简介:谭凯婷,女,出生于1985年,广东人,华南师范大学增城学院地理