全数字地形图测绘方法的研究.doc

全数字地形图测绘方法的研究摘要：文章记述对外业大比例尺测图，采用全站仪等采集数据，通过计算机使用专业的商业成图软件制作数字地形图过程中，地形要素的立镜点、成图定位方法的研究。关键词：地形图要素 测绘 1绪言 我国外业大比例尺全数字测图始于上世纪九十年代，随着科学技术的进步和计算机技术的迅猛发展，以及电子全站仪、GPS-RTK及绘图仪等先进测绘仪器和技术广泛应用，地形测绘迅速向自动化、数字化方向发展，野外大比例尺数字测图已普遍替代平板测图（白纸测图）。也伴随着带来在外业数字采集，计算机制图一些技术上疑难点。随着全站仪、GPS-RTK、计算机软硬件和编码编程自动化作图程序日臻完善，野外全数字测图更趋于有码测图。那么，如何立镜采集到地形要素，使得所采集数据通讯至电脑能自动地、有序地按地形要素编码分类连线，减少人机对话次数，符合地形图要求，是我们要研究一个课题。2地形要素地形图的地形要素包含地物要素、地貌要素。地物水系及设施、居民地及设施、交通及设施、管线及设施、境界及设施、土质与植被；地貌山地、盆地、山谷、山脊、山头、鞍部等。在地形图上表示这些要素主要用地形图符号和注记说明，地形图符号有依比例尺、半依比例尺、不依比例尺。21依比例尺符号依比例尺符号：地物依比例尺缩小后,其长度和宽度或几何图形能依比例尺表示的地物符号。居民地房屋主要表示方法：一，立镜点连线构成的几何图形，并按建筑材料质量分类加层数注记；二，方法一加地形图符号（房屋用途）。难点在于房屋建筑材料质量分类和房屋立镜点的位置。房屋结构一般分为砼、钢、混、石、土、木、简、棚等。房屋一般以房基角、房屋勒角、屋檐的滴水线为立镜点，这些要根据用图需要而定。有些房基与墙面不在同一个垂直平面上，有的甚至相差10cm左右。旧土建房屋勒角是房基与墙体交接处，房基高出地面后慢慢变小，竖截面形成半梯形状，高度有些离地面有1m左右。这样，一些房屋测量采用不同的立镜点方法。比如测量四合院有天井的房屋，外墙采用测房基角或勒角，天井则测屋檐的滴水线。不采取测屋檐的滴水线，天井就没法测出来。如四合院一般房屋结构：大门走进是一扇屏风门，左右无墙连接，沿两边檐廊至上房檐廊，有些甚至大厅正面无墙体遮挡只有三面墙，见图1四合院平面示意图。耕地耕地主要有稻田、旱地、菜地、园地等组成。形式有平地的、山地的，表示方法主要有田埂、田坎、水沟、地类界这些地形图符号配合相应植被符号或文字说明。田埂、田坎、地类界传统的平板测图是把裱好图纸平板拿到实地，根据测量仪器测得数据，实地计算出所需数据展绘到图纸上点当场进行连线，有些微型变化则根据所展点的相关位置勾绘，平板测图能做到边测边绘，所以形态比较逼真。数字测图初期，由于全站仪内存小及计算机作图软件不完善，都采用做草图方法，把全站仪采集数据通讯到电脑，再配合立镜时所做草图做图。这样一个人立镜，一个人做草图，这种方式人员要用的比较多，测图的速度也快不起来，而且容易产生错误。以南方CASS8.0成图系统为例，针对耕地的立镜点，无论是全站仪，或是GPS-RTK，首先要采取分片，然后分片后再分块采集碎部点方法。如：一片耕地被机耕路、田坎、水渠、石垅等分隔成几大块。不管从那个要素开始采集，首先，必须由一种要素从第一点连续采集到最后一点，也是与另一种要素交点第一点重点。或者说一种编码开始至结束换到另一种编码开始，同点采用两次采集数据前后使用两种编码方法。这样就弥补了不同地形要素电脑成图编程自动化连线一个难点。无规则形状田块，采用似画闭合方法采集。就是，第一块田块从第一点又回到第一点，第二块田则从第一块田交点再回到第一块田或另一田的另一交点。总之，要与采集过的田块形成闭合，这样采集到有码数据通讯至电脑后，通过电脑软件成图系统，系统会根据码自动连接形成地形图符号，可节省3050人工。采集顺序见图2田块采集要素闭合方法图。 道路道路包括铁路、公路、大车路（机耕路）、乡村路等。依比例尺机耕路、乡村路一般在路中心线上先连续立镜取点采集数据，后再采集路的附属物。量取路宽，按道路宽度的一半在中线两侧依地形图道路符号绘平行线。地貌地貌形态虽千姿百态，可看成是由一些不同方向，不同倾斜面的不规则曲面组成，两相邻倾斜面相交的棱线，称为地貌特征线（或称为地性线）。如山脊线（分水线）,山谷线（合水线）。立镜应在地性线上重要点取点，如山头最高点、盆地最低点、鞍部的最低点，坡地陡平交换处的变换点等立镜。还应根据山头、盆地、鞍部、山脊、山谷形状决定立镜数量。山头形状较多，有尖山头，圆山头、平山头等；盆地与山头形状相似，可分圆盆地、平盆地等；鞍部有窄短鞍部、窄长鞍部、平宽鞍部；山脊的形状有尖山脊、圆山脊、台阶状山脊；山谷有尖底谷、圆底谷和平底谷。一般圆、平、台、长、宽地貌形状要多立镜，在山脊、山谷分歧处也必须立镜，以保证山脊、山谷处位置正确。立镜取点一般沿同高海拔采集数据，以减少体力的消耗。地貌除了用等高线表示以外，有些特殊地貌如梯田（人工地貌）、冲沟、雨裂、崩崖、陡崖、陡坎、斜坡、滑坡。地貌立镜采集时，如遇到这些特殊地貌一般按同要素采集完成，再开始另一种要素采集，接送立镜取点沿同高海拔采集数据。22半依比例尺符号半依比例尺符号，地物依比例尺缩小后，其长度能依比例尺而宽度不能依比例尺表示的地物符号。如单线围墙、单线堤、小路、栅栏、篱笆、铁丝网、单线桥等，这些地物则要依据地形图符号定位线位置立镜，一般半依比例尺线状符号定位线在其符号的中轴线，立镜应在地物中心位置的连线上，以保证立镜点与定位点一致性。特别在这指出图式规定单线围墙符号线宽为0.3mm，定位线在其符号的中轴线，这样，用全站仪采集单线围墙数据就不能使用免棱镜；即便采用上述方法，还存在一些围墙图上绘出符号与实地地物相关位置不能保持高度一致性问题。23不依比例尺符号不依比例尺符号，地物依比例尺缩小后，其长度和宽度不能依比例尺表示。不依比例尺几种不同几何图形测绘方法。第一，形状为圆形地物常见有水塔、烟囱、廊房和门斗的柱子等，可在圆形底座采集三点，根据三点坐标绘圆，把符号定位点定在圆心即可。第二，避雷针、无线电发射塔平面投影形状一些有正三角形的，立镜直接立在底座三角形三个顶点上，绘正三角形把符号定位点放在重心上。第三，平面投影为正四方形或长方形图形有庙宇、电塔等，应连续在角顶采集数据，绘正四方形或长方形，把符号定在图形中心上。第四，形状为正多边形有宝塔、凉亭等，可采集底座任意角顶三个点，绘圆把符号定位点放在圆心。3结束语总之，无论使用何种仪器进行全数字地形图测绘，要保证测图地物点精度，逼真反应出地貌形态。第一，要熟习各种地物、地貌表示方法。要反应出细小地物和地貌形态，数字测图就必须有足够的特征点点数才能绘制地物符号；有足够而又分布合理的地貌特征点线才能绘制等高线，因此，全数字地形图测量碎部点的数量要比平板测图点的数量要大的多，尤其是地形特征点的位置更要多采集；第二，还必须熟知各种地形