常 偉

(北京愛(ài)地地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司，北京 100144)

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·測(cè)量·

山區(qū)大比例尺地形圖測(cè)繪方法

常 偉

(北京愛(ài)地地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司，北京 100144)

結(jié)合山區(qū)的地理特點(diǎn)，從攝影測(cè)量、原圖數(shù)字化、全野外數(shù)字測(cè)圖等方面，簡(jiǎn)要介紹了目前的大比例尺地形圖測(cè)繪方法，并探討了有效控制誤差的技術(shù)措施，為地質(zhì)災(zāi)害大比例尺地形圖測(cè)繪提供依據(jù)。

山區(qū)，大比例尺，測(cè)繪方法，地理環(huán)境

比例尺是表示圖紙距離比實(shí)際距離縮小范圍的程度，通常來(lái)說(shuō)，大于十萬(wàn)分之一的，就叫做大比例尺地圖；而居于十萬(wàn)分之一和一百萬(wàn)分之一中間的，就叫做中比例尺地圖；而小于一百萬(wàn)分之一的，就叫做小比例尺地圖；相對(duì)來(lái)說(shuō)，大比例尺的內(nèi)容更詳細(xì)精確，適合于圖上測(cè)繪[1]。而隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，測(cè)繪技術(shù)也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，大比例尺的測(cè)繪方法也變成了全站儀配合測(cè)量、筆記本電腦野外測(cè)量等多種方式，測(cè)量技術(shù)和精度都有所提高。山區(qū)等邊遠(yuǎn)地區(qū)，經(jīng)濟(jì)和交通發(fā)展相對(duì)而言落后，促使測(cè)量測(cè)繪的設(shè)施設(shè)備匱乏，而基礎(chǔ)的地理環(huán)境信息無(wú)法有助于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展，需要提高大比例尺測(cè)繪的基礎(chǔ)信息，提高信息保障，推動(dòng)當(dāng)?shù)氐木C合發(fā)展。比例尺的表示方法主要有數(shù)字式、文字和圖示比例尺，本文主要講解的是數(shù)字式比例尺。

1 大比例尺數(shù)字測(cè)圖的概述

隨著信息現(xiàn)代化的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用技術(shù)越來(lái)越全面，在大比例尺數(shù)字測(cè)繪中發(fā)揮著重要作用。不同的數(shù)據(jù)和處理方式為大比例尺的數(shù)字測(cè)量提高了技術(shù)支持，特別是電子手薄的融合運(yùn)用，大力提升了測(cè)繪技術(shù)的準(zhǔn)確性和高效性。電子手薄主要是快速的采集野外數(shù)據(jù)，并且對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的整合處理，且操作簡(jiǎn)單，并且和全站儀測(cè)量以及RTK技術(shù)測(cè)量一樣，可以直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中，用計(jì)算機(jī)程序和人員相關(guān)操作，得到大比例尺地形圖的重要數(shù)據(jù)，并且可以通過(guò)磁盤(pán)保留或者繪成圖。

2 大比例尺的數(shù)字成圖方法

2.1 攝影測(cè)量方法

攝影測(cè)量方法，即通過(guò)航空設(shè)備等攝影，獲得航空照片做成數(shù)據(jù)庫(kù)。可以通過(guò)航空拍攝到的立體圖形，通過(guò)解析測(cè)圖儀生成地貌特征?；蛘哂昧Ⅲw測(cè)量?jī)x獲取地形特征，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中，用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，自動(dòng)生成數(shù)字地形圖，再通過(guò)繪圖儀進(jìn)行繪制。這種攝像測(cè)量方法比較便捷，并且精度也較高，資金要求不高，比較適合山區(qū)地形使用。

2.2 原圖數(shù)字化方法

原圖數(shù)字化，即通過(guò)目前擁有的地形圖，用數(shù)字化儀器和計(jì)算機(jī)技術(shù)獲取數(shù)字地圖的方法。這種方法要求必須有現(xiàn)成的地形圖，而且這種方法雖然快速，但是容易受到誤差影響，致使地形圖質(zhì)量精度不高。

2.3 全野外數(shù)字測(cè)圖的方法

這種方式主要是先通過(guò)電子手薄和全站儀儀器，采集相關(guān)的野外數(shù)據(jù)，并且通過(guò)數(shù)字化的處理方式轉(zhuǎn)換成圖形，快速成立草圖。再反復(fù)復(fù)制修剪，生成一系列的數(shù)據(jù)。然后用筆記本電腦等設(shè)備，加上全站儀的配合，仔細(xì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，轉(zhuǎn)化成圖形。最后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行潤(rùn)色整理，提高了圖形質(zhì)量，也為數(shù)字地形圖的測(cè)繪奠定了基礎(chǔ)，有利于后期進(jìn)步發(fā)展。

1)全站儀測(cè)圖方法。上面這種測(cè)圖方法，主要是用的全站儀測(cè)圖。這種方法首先需要建立平面控制的坐標(biāo)系。即測(cè)量之前，選擇大地坐標(biāo)系的方法，方便測(cè)量區(qū)域內(nèi)各等級(jí)的GPS點(diǎn)的使用[2]。如果測(cè)圖的范圍內(nèi)沒(méi)有可用的控制點(diǎn)，則可用建立測(cè)量區(qū)域內(nèi)的坐標(biāo)系。然后是數(shù)據(jù)采集,即在一個(gè)相對(duì)開(kāi)闊的視野內(nèi)設(shè)立站點(diǎn)，并做好標(biāo)記，然后連接上設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)于點(diǎn)狀、帶狀、或多點(diǎn)的地貌形態(tài)要分別采集，根據(jù)實(shí)際情況，特殊地段盡量控制形狀變化，盡可能的控制誤差，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。最后是地形圖的繪制。根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)，加上圖示測(cè)繪地形圖，全站儀儀器繪圖一般是用CASS等專(zhuān)業(yè)測(cè)圖軟件操作。通過(guò)CASS軟件的專(zhuān)業(yè)操作，與全站儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行接口，使采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)輸入并記錄。然后結(jié)合草圖和實(shí)際地形情況進(jìn)行修補(bǔ)，并逐一添加文字符號(hào)，實(shí)現(xiàn)地貌特征的繪制。

2)GPS-RTK測(cè)圖方法。RTK的工作原理，是基準(zhǔn)站與流動(dòng)站兩部分組成，基準(zhǔn)站要求設(shè)立在比較高的位置，對(duì)可見(jiàn)的GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，并把獲取的信息數(shù)據(jù)傳遞出去[3]；而流動(dòng)站則需要同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站發(fā)來(lái)的信息，并算出三維坐標(biāo)的信息，和基準(zhǔn)站的距離保持在5 km～8 km最好。

測(cè)量方法是先設(shè)好基準(zhǔn)站，然后幾臺(tái)流動(dòng)站同時(shí)工作，流動(dòng)站一人操作就可以完成，可以直觀方便的了解整個(gè)區(qū)域的地貌，并且所有數(shù)據(jù)都儲(chǔ)存在測(cè)量手薄中，RTK的測(cè)量方式，避免了全站儀測(cè)量時(shí)形容不恰當(dāng)和聽(tīng)記信息等過(guò)程帶來(lái)的信息數(shù)據(jù)誤差，提高了數(shù)據(jù)采集的正確性。需要注意的是，在有少部分的樹(shù)木植物，但是四周天空面積還是能大部分呈現(xiàn)的情況下，可以運(yùn)用RTK碎部點(diǎn)測(cè)量的方法；在植被稠密的地區(qū)，出現(xiàn)GPS盲區(qū)，可以用RTK的增補(bǔ)圖根導(dǎo)線點(diǎn)的方式，加上全站儀的測(cè)量方法進(jìn)行，可以縮短測(cè)圖的時(shí)間，節(jié)約成本。山區(qū)進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，一定要根據(jù)地貌特點(diǎn)，選擇合理的數(shù)據(jù)收集方式，確保適用性。

3)三維激光掃描方法。三維激光技術(shù)是一種全新的測(cè)量方法。它的工作原理是用掃描儀向物體發(fā)射激光，以獲取精確的三維高密度點(diǎn)，用以描述地形地貌。這種方法性能穩(wěn)定，得到的數(shù)據(jù)能快速生成模型。操作快捷、高效；但是操作過(guò)程中對(duì)距離和角度要求很高。

3 山區(qū)大比例尺地圖的測(cè)繪方法

1)山區(qū)大比例尺地圖測(cè)繪方法。山區(qū)測(cè)量的重要問(wèn)題就是地形的原因，導(dǎo)致觀察觀測(cè)難度加大。比如全站儀儀器測(cè)量的方法，在樹(shù)林過(guò)于密集的地方，人員進(jìn)入后容易無(wú)法分辨位置，致使某些區(qū)域重復(fù)測(cè)量或者遺漏，甚至于山谷或山脊等位置測(cè)量，但是視線被阻擋，致使數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，后期的出圖質(zhì)量不高。

在山區(qū)的大比例尺地圖測(cè)繪方法，一般覺(jué)得RTK的測(cè)量信號(hào)不強(qiáng)或不穩(wěn)定，而不選用。但隨著RTK測(cè)量技術(shù)的不斷進(jìn)步，在某些地區(qū)比全站儀更有效率，更具有優(yōu)勢(shì)，并且在一些山區(qū)，已經(jīng)有RTK技術(shù)測(cè)量的先例。因此，山區(qū)的大比例尺地圖測(cè)繪，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，合理選擇全站儀或者RTK測(cè)量方式，甚至于兩相結(jié)合，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和工作的高效性。

2)有效控制誤差，確保地圖的高效性。在山區(qū)大比例尺地圖的測(cè)繪工作中，常見(jiàn)的誤差有數(shù)據(jù)采集、儀器設(shè)備等因素。因此實(shí)踐過(guò)程中一定要經(jīng)常檢查關(guān)鍵坐標(biāo)和數(shù)字化圖的坐標(biāo)差異，以及控制點(diǎn)沒(méi)有設(shè)站或者有些忘記設(shè)站，而導(dǎo)致的誤差；確保控制點(diǎn)的準(zhǔn)確設(shè)站以及誤差的可控性，并且大力研究改進(jìn)儀器設(shè)備的先進(jìn)性，爭(zhēng)取精度更高，用以確保地形圖的真實(shí)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合大比例尺地形圖的測(cè)量方法分析得出，RTK的測(cè)量技術(shù)比全站儀測(cè)量更適合山區(qū)地形，RTK能確保測(cè)量的精度和效率，實(shí)效性更高。但在植被遮擋嚴(yán)重的山區(qū)，就需要RTK技術(shù)和全站儀相結(jié)合，確保數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。相信隨著RTK技術(shù)的不斷精進(jìn)，山區(qū)大比例尺地形圖的測(cè)量將更加快速實(shí)效,使測(cè)繪工作的整體質(zhì)量得到提升。

[1] 龍四春,聶光裕,張立亞,等.基于地形特征點(diǎn)和小比例尺地形圖的大比例尺成圖技術(shù)[J].湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014(4):60-64.

[2] 蔡忠亮,杜清運(yùn),毋河海,等.大比例尺地形圖交互式綜合系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的建立[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版),2002,27(3):289-295,305.

[3] 梁洪有,李?lèi)?ài)國(guó),王留召,等.RTK技術(shù)在山區(qū)大比例尺地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,25(3):222-225.

The large scale topographic map surveying and mapping method in mountainous area

Chang Wei

(BeijingAidiGeologicalSurveyFoundationEngineeringCompany,Beijing100144,China)

Combining with the geographical features of mountainous area, from the photogrammetric survey, original map digitizing, full field digital mapping and other aspects, introduced simply present large scale topographic map surveying and mapping method, and discussed the measures to effectively control the errors, provided basis for geological disasters large scale topographic map surveying and mapping.

mountainous area, large scale, surveying and mapping method, geographical environment

1009-6825(2017)10-0204-02

2017-01-19

常 偉(1983- )，男，工程師

P217

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