8.2野外数据采集.doc

8.2 野外数据采集数字测图作业通常分为野外数据采集和内业数据处理编辑两大部分。野外数据采集通常利用全站仪或RTK GPS接收机等测量仪器在野外直接测定地形特征点的位置，并记录地物的连接关系及其属性，为内业成图提供必要的信息，它是数字测图的基础工作，直接决定成图质量与效率。8.2.1数据编码野外数据采集仅仅采集碎部点的位置(点的坐标信息)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诚性信息(地物类别)记录下来。通常是用按一定规则 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。数据编码的基本内容包括：地物要素编码(或称地物特征码、地物属性码、地物代码)、连接关系码(或连接点号、连接序号、连接线型)、面状地物填充码等。一、国家标准地形要索分类与编码按照1：500 1：1OOO 1：2000外业数字测图规程(GB/T 149122005)的规定，野外数据采集编码的总形式为：地形码+信息码。地形码是表示地形图形要素的代码。在基础地理信息要素分类与代码(GB/T 139232006)和城市基础地理信息系统技术规范(CJJ1002004)中对比例尺为1 ： 500、1 ： 1000、1 ： 2 000的代码位数的规定是6位十进制数字码，分别为按数字顺序排列的大类、中类、小类和子类码，具体代码结构如图8-16所示。左起第一位为大类码；第二位为中类码，是在大类基础上细分形成的要素码；第三、第四位为小类码，是在中类 基础上细分形成的要素码；第五、第六位为子类码，是在小类基础上细分形成的要素码。代码的每一位均用09表示，例如对于大类：1为定位基础(含测量控制点和数学基础)；2为水系；3为 居民地及设施；4为交通；5为管线；6为境界与政区；7为地貌；8为植被与土质。表8-1为8个大类中大比例尺成图中基础地理信息要素部分代码的示例。图8-16 碎部点编码规则表8-1 1：500、1：1000、1：2000基础地理信息要素部分代码Xmap数字测图系统的编码是在基础地理信息要素数据字典 第1部分：1 ： 500 1 ：1 000 1：2 000基础地理信息要素数据字典 (GB/T 20258.12007)7位编码方式的基础上，扩展了一位的编码，这扩展用来表示要素的表示方法。Xmap的编码统一为8位数字，即前六位要素分类代码+第七位图形代码+第八位要素表示方法。要素的表示方法如下：1点要素的表示方法点要素的表示有三种形式：标注点、定位点、有向点。标注点指无实体对应的点要素的表现形式，如高程点、比高点、特殊高程点等。定位点指有实体对应的点要素的表现形式，如灯塔、盐井等。有向点指具有方向性的点要素的表现形式，如泉、里程碑等。应在属性表中定义“方向”属性项。2线要素的表示方法线要素的表示有三种形式：线、中心线、有向线。线指无实体对应的线要素的表现形式，如等高线、地类界、境界线等。中心线指有实体对应的线要素的表现形式，如地铁、机耕路、溜索桥、隧道等。有向线指具有方向性的线要素的表现形式，是要求依照一定方向采集的线，如单线河、田坎路堑沟堑路堤、自然文化保护区界等。3面要素的表示方法面要素的表示有两种形式，轮廓线构面和范围线构面。轮廓线构面用于表示具有明确边界的面要素，如单幢房屋。范围线构面用于表示不具有明确边界的面要素，如危险海区、自然、文化保护区域等。4复合要素的表示方法复合要素由点、线、面或辅助制图的点、线、面组合而成，如珊瑚滩的表示由面和辅助制图的线组合而成。二、全要素编码方案全要素编码通常是由若干个十进制数组成，其中每一位数字都按层次分，都具有特定的含义。有的采用五位，有的采用六位、七位、八位，甚至十一位编码的都有。各种编码都有各自的特点，但一般都是用其中三位表示地物编码，其他是将一些不是最基本的、规律的连接及绘图信息都纳入编码。如五位数字编码规定，前三位为整数，后两位为小数。整数为地物编码，且自定义地物的类别，如把常用的地物分为点、建筑物、圆形物、地面线状地物、地上(高空)线状地物及独立地物六大类；二位小数则用来进一步说明地物的方向或流向、楼层等。如CASS数字测图系统的编码主要参照1 ： 500 1 ：1 000 1：2 000地形图图式 (GB/T 79291995)的章节号为所有的地形符号进行了编码。编码统一为6位数字，其规则是“1(或2、3) +图式序号+顺序号+次类号”。其中39章的内容第一位数字为1，1012章的内容第一位数字为2，对于地籍测量的内容第一位数字为3；“图式序号”指GB/T 7929 1995版中符号的章节号(去除点)，如三角点章节为3.1.1，则其图式序号为311，示坡线的章 节号为10.1.3，则其图式序号为013；“顺序号”为此类符号顺序号，从零开始；“次类号”指同一图式章节号中不同图式符号，从零开始。如简单房屋、陡坎(未加固)、水井在图式上的章节号分别为4.1.2，10.4.2，8.5.1，CASS赋予它们的编码分别为141200，204201，185102。因为在图式的8.5.1下又将水井划分为依比例尺的水井和不依比例尺的水井，所以CASS依比例尺的水井编号为185101，不依比例尺的水井编号为185102。对于有辅助符号位的编码，在其骨架线编码后加“-顺序号”，如围墙辅助符号位的边线编码为144301-1，围墙辅助符号位的短线编码为144301-2。全要素编码方式的优点是各点编码具有唯一性，计算机易识别与处理，但外业直接编码输入较困难。目前多数测图系统采用图标菜单自动给出地形符号编码，即选定屏幕菜单的绘图图标，就给定了对应的地形符号编码。三、简编码方案由于国家标准地形要素分类与编码推出得比较晚，且记忆与使用不方便，目前的数字测图系统多采用以前各自设计的编码方案，其中简编码就是比较实用易行的方案。简编码是在野外作业时仅输入简单的提示性编码，经内业简码识别后，自动转换为程序内部码。南方CASS测图系统的有码作业模式，是一个有代表性的简码输入方案。CASS系统的野外操作码(也称为简码或简编码)可区分为类别码(表8-2)、关系码(表8-3)和独立符号码(表8-4)3种，每种只由13位字符组成。其形式简单、规律性强、易记忆，并能同时采集测点的地物要素和拓扑关系，能够适应多人跑尺(镜)、交叉观测不同地物等复杂情况。1类别码类别码(亦称地物代码或野外操作码)如表8-2所示，是按一定的规律设计的，不需要特别记忆。有13位，第一位是英文字母，大小写等价，后面是范围为O99的数字，如代码F0， F1，F2，F6分别表示坚固房，普通房，一般房屋简易房。F取“房”字的汉语拼音首字母，06表示房屋类型由“主”到“次”。另外，KO表示直折线型的陡坎，UO表示曲线型的陡坎；Xl表示直折线型内部道路，Ql表示曲线型内部道路。由U、Q的外形很容易想象到曲线。类别码后面可跟参数，如野外操作码不到3位，与参数间应有连接符“”，如有3位，后面可紧跟参数，参数有下面几种：控制点的点名、房屋的层数、陡坎的坎高等，如Y012.5表示以该点为圆心，半径为12.5 m的圆。表8-2 类别码符号及含义2关系码关系码(亦称连接关系码)，共有4种符号：“ + ”、“- ”、“A$ ”和“P”配合来描述测点间的连接关系。其中“ + ”表示连接线依测点顺序进行；”- ”表示连接线依测点相反顺序进行连接，“P”表示绘平行体；“A$ ”表示断点识别符，如表8-3所示。表8-3 连接关系码的符号及含义3独立符号码对于只有一个定位点的独立地物，用AXX表示，如表8-4所示，如A14表示水井，A70表示路灯等。表8-4 部分独立地物(点状地物)编码及符号含义四、其他编码方案块结构编码将整个编码分成几个部分，如分为点号、地形编码、连接点和连接线型四部分，分别输入。其中，地形编码是参考图式的分类，用3位整数将地形要素分类编码。每一个地形要素都赋予一个编码，使编码和图式符号一一对应。如：100代表测量控制点类；104代表导线点；200代表居民地类，又代表坚固房屋；210代表建筑中的房屋。清华山维的EPSW测绘系统就是采用这种数据编码。由于每个测点都要输入地形编码，需要绘图员较熟练记住地形编码，这给绘图员带来一定困难(尽管采用了“无记忆编码”输入法)二维编码方案是在GB/T 148041993规定的地形要索代码的基础上进行了扩充，以反映图形的框架线、轴线、骨架线、标识点(Label点)等。它对地形要素进行了更详细的描述，一般由67位代码组成。二维编码没有包含连接信息，连接信息码由绘图操作顺序反映，二维编码数位多，观测员很难记住这些编码，故广州开思SCS G2000测图系统的电子平板采用无码作业。测图时对照实地现场利用屏幕菜单和绘图专用工具或用鼠标提取地物属性编码，绘制图形。8.2.2测图前的准备工作测图前的准备工作主要有：控制测量、仪器器材与资料准备、测区划分、人员配备等。一、控制测量数字测图既可采用传统的先控制测量后碎部测图、从整体到局部的作业方法，也可采用图根控制测量与碎部测量同步进行的“一步测量法”。但对于大面积的高等级控制测量，一般仍遵循从整体到局部、分级布设、逐级加密的测量原则。控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。其作业方法、精度要求与白纸测图法中的控制测量基本相同。由于数字测图主要采用全站仪采集数据，测站点到地形点的距离即使1km，也能保证测量精度，故对图根点密度要求已不很严格，大大低于白纸测图的要求，一般以在500 m以内能测到碎部点为原则。通视条件好的地方，图根点可稀疏些；地物密集、通视困难的地方，图根点可密些。在实际作业中，采用全站仪采集数据，通常用“辐射法”直接测定图根控制点。辐射法就是在某一通视良好的等级控制点上安置全站仪，用极坐标测量方法，按全圆方向观测方式直接测定周围几个图根点坐标，点位精度可在1cm以内。该法最后测定的一个点必须与第一个点重合，以检査仪器是否变动。重合误差应小于图根点精度。另外，对于小面积或局部区域，有些数据采集软件有“一步测量法”功能，不需要单独进行图根控制测量，这样在一定程度上提高外业的工作效率，如图8-17所示，A，B，C，D为已知点，1，2，3为图根导线，1，2，3为碎部点，一步测量法作业步骤如下：(1)全站仪置于B点，先后视A点，再照准1点测水平角、垂直角和距离，可求得1点坐标。(2)不搬运仪器，再施测B站周围的碎部点1，2，3。根据B点坐标可得到碎部点的坐标。(3)B站测量完毕，仪器搬到1点，后视B点，前视2点，测角、测距，得2点坐标(近似坐标)，再施测1点周围碎部点，根据1点坐标可得周围碎部点坐标(近似坐标)。同理，可依次测得各导线点坐标和该站周围的碎部点坐标，但要注意及时勾绘草图、标注点号。(4)待测至C点，则可由B点起至C点的导线数据计算附合导线闭合差，并对导线进行平差处理，然后利用平差后的导线坐标，再重新改算各碎部点的坐标。图8-17 一步测量法二、仪器器材与资料准备实施数字测图前，应根据作业单位的具体情况和相应的作业方法准备好仪器、器材、控制成果和技术资料。仪器、器材主要包括全站仪、对讲机、充电器、电子手簿或便携机、备用电池、通讯电缆、反光棱镜、皮尺或钢尺、草图本、工作底图等。出测前应为全站仪、对讲机充足电。目前数字测图系统在野外进行数据采集时，若采用测记法时要求绘制较详细的草图。绘制草图采取现场绘制，也可以在工作底图上进行，底图可以用旧地形图、晒蓝图或航片放大影像图。在数据采集之前，最好提前将测区的全部已知成果输入电子手簿、全站仪或便携机，以方便调用。若采用简码作业或者电子平板测图，可省去绘制草图。三、测区划分为了便于多个作业组作业，在野外采集数据之前，通常要对测区进行“作业区”划分。数字测图不需按图幅测绘，而是以道路、河流、沟渠、山脊线等明显线状地物为界，将测区划分为若干个作业区，分块测绘。对于地籍测量来说，一般以街坊为单位划分作业区。分区的原则是各区之间的数据(地物)尽可能地独立(不相关)。对于跨区的地物，如电力线等，应测定其方向线，供内业编绘。四、人员配备一个作业小组一般需配备：草图法时测站观测员(兼记录员)1人，镜站跑尺员12人，领尺员(绘草图)12人；简码作业时观测员1人，镜站跑尺员 12人；电子平板作业时观测员1人，绘图员1人(也可以由观测员承担)，镜站跑尺员12人。领尺员负责画草图或记录碎部点属性。内业绘图一般由领尺员承担，故领尺员是作业组的核心成员，需技术全面的人担任。8.2.3碎部点测算原理与方法从理论上讲，数字测图要求先确定所有碎部点的坐标及记录碎部点的绘图信息(即数据采集)，才能利用计算机自动成图。在野外数据采集中，若用全站仪测定所有独立地物的定位点及线状地物、面状地物的转折点(统称碎部点)的坐标，不仅工作量大，而且有些点无法直接测定。因此，必须灵活运用“测算法”，测算结合来确定碎部点坐标。碎部点坐标“测算法”的基本思想是：在野外数据采集时，使用全站仪适当采用仪器法(主要是极坐标法)测定一些“基本碎部点”，再用勘丈法(只丈量距离)测定一部分碎部点的位置，最后充分利用直线、直角、平行、对称、全等等几何特征，在室内计算出所有碎部点的坐标。下面介绍几种常用的碎部点测算方法。一、仪器法1极坐标法极坐标法是测量碎部点最常用的方法。如图8-18所示，Z为测站点，O为定向点，Pi为待求点。在Z点安置好仪器，量取仪器高照准O点，读取定向点O的方向值L0(常配置为零，以下设定向点的方向值为零然后照准待求点Pi，照准镜高为Vi，方向值读数为Li；再测出Z至Pi点间的斜距Si和竖直角Ri，(全站仪大部分以天顶距Ti表示，Ti= 90-Ri )水平距离Di =SicosRi，则待定点坐标和高程可由式(8-65)求得，即图8-18 极坐标法(8-65)式中Zi=ZO+Li，其中Zi 为Z、Pi方向的坐标方位角，ZO为Z、O方向的坐标方角。2直线延长偏心法当待求点(目标点)与测站点不通视或无法立镜时，可使用偏心观测(如直线延长偏心法、距离偏心法、角度偏心法等)间接测定碎部点的点位。其中，直线延长偏心法是最常用的方法，偏心法对高程无效。如图8-19所示，Z为测站点，欲测定B点，但Z、B间不通视。此时可在地物边线方向找B(或B)点作为辅助点，先用极坐标法测定其坐标，再用钢尺量取BB(或BB)的距离4即可求出B点的坐标。(8-66)式中，AB为A、B方向的方位角。图8-19 直线延长偏心法3距离偏心法如图8-20所示，欲测定B点，但B点(电线杆中心)不能立标尺或反光镜，可先用极坐标法 测定偏心点Bi (水平角读数为Li，水平距离为DZBi)，再丈量偏心点Bi到目标点B的水平距离 d即可求出目标点B的坐标。图8-20 距离偏心法(1)当偏心点位于目标前方或后方(B1，B2)时，如图8-20(a)，即偏心点在测站和目标点的连线上，B点的坐标可由式(8-67)求得，即(8-67)式中，ZBi为ZB方向的坐标方位角(式中，当所测点位于连线上时，d取“ + ”；当位于ZB 延长线上时，d取“ - ”)。(2)当偏心点位于目标点B的左或右边(B1，B2)时，偏心点至目标点的方向和偏心点至 测站点Z的方向应成直角，如图8-20(b)，B点的坐标可由式(8-68)求得，即(8-68)式中，BiB=BiZ90 ，(当偏心点位于左侧时，取“+”；位于右侧时，q取“-”)。注：当偏心距较大时，直角必须用直角棱镜设定。(3)当偏心点位于目标点B的左或右边(B1，B2)时，选择偏心点至测站点的距离与目标 点B至测站点的距离相等处(等腰偏心测量法)，可先测得Bi的坐标和BiB之间的距离，如图8-20(c)，B点的坐标可按式(8-69)求得，即(8-69)式中，BiB=BiZ，当Bi位于ZB的左侧时，取“-”号，右侧时取“ + ”号。一般情况下，偏心距d较小，此时B1BB1B(弧长ld)。可由式(8-70)求得，即(8-70)4角度偏心法如图8-21所示，欲测定目标点B，由于B点无法到达或B点不 便立镜，将棱镜安置在离仪器到目标B相同水平距离的另一个合适点Bi(B1或B2)上进行测量，先测定至棱镜的距离(DZB=DZBi=d)后转动望远镜照准待测目标点B，读取水平角LB，则测得B点坐标为(8-71)式中，ZB为ZB方向的方位角。 图8-21 角度片偏心法 图8-22 方向直线交会法5方向直线交会法如图8-22所示，A、B为已测定的碎部点，欲测定AB直 线上的 i 点，只需照准该点，读取方向值Li(不测距)，用前方交会公式(戎格公式)可计算出点坐标。计算公式为 (8-72)式中，=AZ-AB ， =Zi-ZA 。当Li=Zi时=Li-ZA。使用该法测定位于一条直线上的碎部点时较为方便。二、勘丈法勘丈法指利用勘丈的距离及直线、直角的特性测算出待定点的坐标。勘丈法对高程无效。1直角坐标法直角坐标法又称为正交法，它是借助测线和垂直短边支距测定目标点的方法。正交法使用钢尺丈量距离，配以直角棱镜作业。如图8-23所示，已知A，B两点，欲测碎部点i(l，2，3i)，则以AB为轴线，自碎部点i向轴线作垂线(由直角棱镜定垂足)。假设以A为原点，只要量测得到原点A至垂足di的距离ai，和垂线的长度bi，就可求得碎部点i的位置，即(8-73)式中，Di=ai2+bi2，i=ABarctanbiai。当碎部点位于轴线(AB方向)左侧时，取“-”；右侧时，取“+”。图8-23 直角坐标法2距离交会法如图8-24所示，已知碎部点A，B欲测碎部点i则可分别量取i至A，B点距离D1 ， D2，即可求得i点的坐标。先根据已知边DAB和D1 ， D2求出角即(8-74)再根据戎格公式，求得Xi ，Yi 。(8-75)图8-24 距离交会法 图8-25 直线内插法3直线内插法如图8-25所示，已知A，B两点，欲测定AB直 线上1，2，3，i，各点，可分别量取相邻点间的距离DA1，D12，D23等，从而求出各内插点的坐标。公式为(8-76)式中 DAi=DA1+D12+Di-1，i4微导线法当构筑物为直角的情况时，只要测定任意两个直角点，丈量构筑物的各边长，即可计算出所有直角点的坐标。(1)定向微导线如图8-26所示直角构筑物，已知A，B两点坐标，欲求1，2，3，i各点，可分别量取相邻点间的距离D1， D2， D3，Di，即可依次推出各点的坐标为(8-77)式中，i=i-2，i-190(当脚标等于-1时，为A；当脚标等0时，为B)。当i为左折点时取“-”，右折点时取“ + ”，如1点位于方向的左侧，称为左点；3点位于12方向的右侧，称为右折点。(2)无定向微导线如图8-27所示直角构筑物，已知A，B两点坐标，欲求1，2，3，i“各点，可分别量取相邻点间的距离a，b，D1，D2Di即可依次推出各点的坐标。先依据丈量的a，b(注a，b可以是同方向的几条边长的代数和)长度，求两已知点的ab距离为S，再按余弦公式(8-78)求得，角，然后按照前方交会式(8-75)计算得到P点的坐标。此后以为直角构筑物定向方向，按照上述定向微导线法进行计算即可。(8-78) 图8-26 定向微导线 图8-27 无定向微导线三、计算法计算法不需要外业观测数据，仅利用图形的几何特性计算碎部点的坐标。1矩形计算法如图8-28所示，已知A，B，C三个房角点，求第四个房角点，可按下式计算得到，即(8-79)2垂足计算法如图8-29所示，已知碎部点A、B、1、2、3、4，且11丄AB、22丄AB、33丄AB、44丄AB， 求1，2，3，4各点，则可由下式(8-16)计算得到其坐标。 图8-28 矩形计算法 图8-29 垂足计算法(8-80)式中，i=AB-Ai ，i=l，2，3，4；平距DAi和坐标方位角AB由坐标反算得到。使用此法确定规则建筑群内楼道口点、道路折点十分有利。3直角点计算法如图8-30所示，在测站上可以测定房角点A、B、D，但直角点C却无法测定，而且BC和CD的长度也不易直接量取，此时可以用下式(8-17)计算直角点的坐标。(8-81)式中：=BD-BA4直线相交法如图8-31所示，A、B、C、D为4个已知碎部点，且AB与CD相交于i，则交点i的坐标为(8-82)式中，=AD-AB ， =DC-DA， 相减小于0时加360 图8-30 直角点坐标法 图8-31 直线相交5平行曲线定点法图8-32是两条平行曲线，已知平行曲线一边点1、2、3、4和与1点间距为的另一曲线上的点1，求另一边线对应点2，3，4的坐标。(1)对于直线部分，其坐标公式为(8-83)式中，2=1290，当所求点位于已知边的左侧时取“-”；所求点位于已知边的右侧时取“+”。(2)对于曲线部分，其坐标公式为(8-84)式中，i=12(i，i+1+i，i-1)，当所求曲线点位于已知边的左侧，且i，i+1i，i-1时，或当所求点位于右侧，且i，i+1i，i-1时，或当所求点位于左侧，且i，i+13.5KM），使用棱镜进行长距离测量模式。（5）P-快速，使用棱镜快速测距模式，测量速度提高但精度降低。（6）P-跟踪，使用棱镜连续测距模式。（7）反射片，使用反射片测距模式。若使用免棱镜测量模式，当待测点反射率较高（90%以上），测程可达400多米。若使用非徕卡棱镜，则要输入相应的棱镜常数。进入任一测量程序，选择功能键，通过翻页功能，设置距离单位和角度单位。距离单位有美制英尺（US-ft）、国际单位英尺（INT-ft）、美制英尺-英寸1/8(ft-in1/8)、米等，角度单位有格（百分度制gon）、度(十进制)、度分秒、密位（mil）等，国内用户一般选择米为距离单位、度分秒为角度单位。其他设置可按默认值设置。(2)作业设置设置作业相当于建立一个用户目录，把不同类型的测量数据如碎部点测量数据、编码、已知点、测站点、定向点等都保存该目录下，可以单独管理，分别输出、编辑或删除。内业数据传输时，全站仪连接电脑后，可以在该目录下导出所需数据。作业名称由字母和/或数字组成，可根据个人习惯命名。(3)测站设置测站设置程序就是为计算待测目标点的三维坐标值提供起算数据。要求输入测站点和定向点信息。定向方法分角度定向和坐标定向，角度定向是指已知测站点和定向点的方位角，设站时输入该已知方位角，瞄准定向点进行设定；坐标定向是指已知后视点坐标，设站时可通过列表查找该点坐标或输入进行设定。2数据采集的操作步骤(1)键入控制点坐标使用全站仪在野外采集数据时，通常先在室内将图根控制点坐标逐个键入或按文件形式导入全站仪，以减轻测站安置工作量。先由主菜单中的管理进入已知点编辑：选择作业。新建已知点。依次输入N(x)，E(y)，Z(H)坐标数据，根据提示确认。亦可对已输入的点进行编辑修改、删除等操作。(2)整置仪器在测站点上安置仪器，打开仪器电源开关，在红外激光和屏幕电子水准管的辅助下对中、整平仪器。(3)设置作业在主菜单下，选择程序-测量-设置作业，输入数据采集文件名。(4)设置测站通过列表查找测站点或输入测站点坐标，确定后提示输入仪器高。(5)设置定向按F1键，进入人工输入功能，输入定向方位角，按测存即可。若按F2键，则进行坐标定向，通过列表查找后视点或输入后视点坐标，测存，确定即可。(6)碎部点测量按F4键，进入碎部点测量界面，按F1键即开始碎部点测量。照准目标(棱镜)，依次输入点号、编码、目标高(镜高)，选择某一测量方式(如斜距(SD)或坐标(NEZ)开始测量、记录。二、RTK法数据采集利用RTK法进行数据采集，在开始测量之前，首先要对仪器和控制软件进行正确的设置，然后才能测得符合要求的结果。现以华测X90 RTK为例，具体的操作步骤如下。1安装基准站基准站的架设包括GPS天线的安装，电台天线的安装，以及GPS天线、电台天线、基准站接收机、数传电台、蓄电池之间电缆连线的连接。架设时，对于电台模式，发射天线要远离GPS接收机3m以上，并注意各个脚架的稳固性，避免被大风刮倒的可能性。选择基准站的位置有以下要求：(1)周围应便于安置和操作仪器，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15。(2)远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等)，其距离不小于200 m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50 m。(3)附近不应有强烈反射卫星信号的物体(如大型建筑物等)。(4)远离人群及交通比较繁忙的地段，避免人为的碰撞或移动。2配置坐标系统根据测童任务的要求和当地的投影带及投影 标高情况，在手簿中选择或输入正确的坐标系统、椭球参数等，其操作为：单击“配置坐标系管理”选项，弹出如图8-35所示的对话框，在其中进行配置。图8-35 坐标系统配罝3新建、保存任务选择“文件新建任务”选项，输入自己工作的任务名，选择工作的坐标系统，以及需要描述的情况等。新建完任务后一定要保存任务，否则新建下一个任务会使当前任务的测量数据丢失。4设置基准站选择“配置基准站”选项，如图8-36所示。图8-36 基准站设罝广播格式一般设为CMR(当然也可以设为RTCA或RTCM)，测站索引可以输031等， 般测站索引和发射间隔默认即可，高度角限制默认为10，用户可以根据当时、当地的收星 情况适当地改动，天线类型选择当时所用天线，天线高度一般为实测的斜高，选择测量仪器高所到位置一般为“天线中部”。5启动基准站选择“测量启动基准站接收机”选项(如果没连接收机“启动接收机”为灰色)。可以输入点号后选此处用单点定位的值来启动基准站，也可以从列表里选先前输入的已知点来启动。一般来说，在一个工作区第一次工作时用单点定位来启动，然后进行点校正；下一次工作时用上次工作点校正求得转换参数，仪器需架设在已知点用此点的已知坐标启动基准站。启动基准站后，软件会显示”成功设置了基站” 如果由于某种原因没有成功启动基准站， 软件会显示“启动基准站失败”，这时需要重新启动基准站。一般来说，用已知点启动时，如果输入的已知点和单点定位相差很大时会出现这种情况，造成这种原因一般为设置中央子午线有误或所用坐标有错。6设置移动站选择“配置移动站”选项，如图8-37所示。参照图输入各项设置，需要注意的是“广播格式”一定要和基准站的设置一样，天线高度通常为对中杆的长度，量测方式通常为“天线底部”，天线类型选择所用天线型号，高可靠性模式可以降低太阳磁暴对仪器的影响，选用这种模式后，初始化时间会稍长一些，但得到固定解后更加稳定，可根据实际情况自主选择。7启动移动站移动站设置完毕后选择“测量启动移动站接收机”选项，如果无线电和卫星接收正常，这时流动站开始初始化，软件的显示顺序为：串口无数据开始初始化-浮动固定，当显示固定以后才可以进行测量工作，否则测量精度比较低。图8-37 流动站设罝8点校正点校正的目的就是求WGS-84坐标与当地坐标之间的转换参数。选择“测量点校正”选项，则弹出如图8-38所示对话框。图8-38 点校正在“网格点名称”选项下面输入已知点点名和当地的平面坐标与高程；在“GPS点名称”选项下面输入相应点的点名及其WGS-84坐标或实地测出相对应已知点的WGS-84坐标(GPS 的测量结果就是WGS-84坐标，但能得到当地坐标是手簿软件完成的)。校正方法一般选择 “水平与垂直”，然后选择“确定”。用几个点进行“校正”就用同样的方法增加几次，最后选择“计算”，“计算”后会先后弹出两个对话框，都选择“是”，就把点校正后所得的参数应用于当前测量任务。9测量当显示固定以后，就可以进行测量了。选择“测量测量点”选项，显示图8-39。当单击“测量”按钮后，显示测量 坐标和“保存”按钮，选择“保存”，该点位信息被存储。RTK差分解有几种类型，单点定位表示没有进行差分 解，浮动解表示整周模糊度还没有固定，固定解表示固定了整周模糊度。固定解精度最高，通常只用固定解进行测量。固定解又分为宽波固定和窄波固定，分别用蓝色和黑色表示。蓝色表示宽波解的均方根误差为4cm左右，建议在距离较远、梢度要求不高的情况下采用。黑色表示窄波解的 均方根误差为1cm左右，为精度最高解，但距离较远时，RTK为得到窄波解通常需要较长的初始化时间，比如，超过10km时，可能会需要5min以上的时间。单击“选项”可对观测时间、坐标和高程允许误差进行修改。图8-39 测量设置三、草图法1任务描述利用全站仪坐标测量功能，进行大比例尺地形图碎部测量，通过对全站仪的“建站”，使得仪器能够与相应的坐标系统相一致，然后对选择的碎部点进行测量，直接获得碎部点的坐标，并应用草图对点的位置进行记录，这种测图方法称为“草图法”。这种方法是数字测记法中最简单的一种方法，也是外业数据采集使用最广泛的一种方法。“草图法”作业模式的要点，就是在全站仪采集数据的同时绘制观测草图，记录所测地物的形状并注记测点顺序号。内业将观测数据传送给计算机，在测图软件的支持下，对照观测草图进行测点连线及图形编辑。图8-40为外业作业草图。 图8-40 外业作业草图(一)在数字测图作业过程中，应重视外业人员的组织与管理。“草图法”工作方式要求外业工作时除了观测员和跑尺员外，还要安排一名绘草图的人员，称为领尺员。在跑尺员跑尺时，领尺员要标注出所测的是什么地物(属性信息)及记下所测点的点号(位置信息)，在测量过程中和观测员及时联系，使草图上标注的某点点号和全站仪里记录的点号一致，而在测量每一个碎部点时不用在电子手簿或全站仪里输入地物编码，故又称为“无码方式”。“草图法”测图时的人员组织，各作业单位的方法也不尽相同。有的单位的人员配置为观测员1名、领尺员1名、跑尺员13名。领尺员负责画草图和室内成图，是小组的核心成员，一般外业1天，内业1天，2人轮换。有些测绘单位在任务较紧时，常常白天进行外业观测，晚上进行内业成图，所以在进行人员安排时，可以安排数字测图软件和计算机操作熟练、有耐心、有一定指挥能力的人员作为领尺员；安排操作全站仪比较熟练的人员作为观测员；安排体力较好、对地形图的地形表达和综合取合理解较好的人员作为跑尺员。这样的作业人员组合才能实现数字测图的高效率。2全站仪进行数据采集的操作步骤在利用“草图法”进行野外数据采集之前，应做好充分的准备工作。主要包括两个方面：仪器工具的准备；图根点成果资料的准备。在仪器工具方面通常准备全站仪、三脚架、棱镜、对中杆、备用电池、充电器、数据线、钢尺(或皮尺)、小钢卷尺(量仪器高用)、记录用具、对讲机、测伞等。同时对全站仪的内存进行检查，确认有足够的内存空间。如果内存不够，则需要删除一些无用的文件，如全部文件无用可将内存初始化。 图根点成果资料的准备主要是备齐所要测绘的范围内的图根点的坐标和高程成果表，必要时也可先将图根点的坐标高程成果传输到全站仪中，需要时调用即可。采用全站仪“草图法”测图时野外数据采集的步骤如下。(1)在高等级控制点或图根点上安置全站仪，完成仪器的对中和整平。(2)量取仪器高。(3)全站仪开机、照明设置、气象改正、加常数改正、乘常数改正、棱镜常数设置、角度和距离测量模式没置等。(4)进入全站仪的数据采集菜单，输入数据文件名，如“20120708”。(5)进入测站点数据输入子菜单，输入测站点的坐标和高程(或从已有数据文件中调用)，输入仪器高。(6)进入后视点数据输入子菜单，输入后视点坐标、高程或方位角(或从已有数据文件中调用)，并在作为后视点的已知图根点上立棱镜进行定向。(7)进入前视点坐标、高程测量子菜单，将已知图根点当作碎部点进行检核，确认各项设置正确后，方可开始测量碎部点。(8)领尺员指挥跑尺员跑棱镜，观测员操作全站仪，并输入第一个立镜点的点号(如0001)，按键进行测量，以采集碎部点的坐标和高程，第一点数据测量保存后，全站仪屏幕自动显示下一立镜点的点号(点号顺序增加，如0002)。(9)依次测量其他碎部点。(10)领尺员绘制草图，直到本测站全部碎部点 测量完毕。(11)将全站仪搬到下一站，再重复上述过程。注意：一个测站数据采集完成后要在重合点检核无误后再搬站。在数据采集过程中要特别注意的是绘草图的人员必须与观测员和跑尺员保持良好的通信联系，使草图上的点号与仪器上的点号一致。3碎部点的选择原则(1)跑棱镜的一般原则在地形测量中，地形点就是立尺点，因此跑尺是一项重要的工作。立尺点和跑尺线路的选择对地形图的质量和测图效率都有直接的影响。测图开始前，绘图员和跑尺员应先在测站上研究需要立尺的位置和跑尺的方案。在地性线明显的地区，可沿地性线在坡度变换点上依次立尺，也可沿等高线跑尺，一般常采用“环行线路法”和“迂回线路法”。在进行外业测绘工作的时候，测量碎部点应首先测定地物和地貌的特征点，还可以选一些“地物和地貌”的共同点进行立尺并观测，这样可以提高测图工作的效率。(2)地物点的测绘(1)地物点应选在地物轮廓线方向变化处。如果地物形状不规则，一般地物凹凸长度在图上大于0.4mm均应表示出来，如测绘1：500地形图时，在实地地物凹凸长度大于0.2m的要进行实测。(2)测量房屋时，应选房角为地形点；测量房屋时应用房屋的长边控制房屋，不可以用短边两点和长边距离画房，那样误差太大。有些成片房屋的内部无法直接测量，可用全站仪把周围测量出来，里面的用钢尺丈量。(3)在测量水塘时，选有棱角或弯曲的地点为地形点。(4)测量电杆时一定要注意电杆的类别和走向。有的电杆上边是输电线，下边是配电线或通信线，应表示主要的。成排的电杆不必每一个都测，可以隔一根测一根或隔几根测一根，因为这些电杆是等间距的，在内业绘图时可用等分插点画出。但有转向的电杆一定要实测。(5)测量道路时可测路的一边，量出路宽，在内业绘图时即可绘制道路。(6)主要沟坎必须表示，画上沟坎后，等高线才不会相交。(7)地下光缆也应实测，但有些光缆例如国防光缆必须经某些部门批准方可在图上标出。图8-41为地形点选择位置示意图。(3)地貌测绘(1)地面上的山脊线、山谷线、坡度变化线和山脚线都称为地性线。在地性线上有坡度变换点，它们是表示地貌的主要特征点，如果测出这些点，再测出更多的地形点，便能正确而详细地表示实地的情况。一般地形点问最大距离不应超过图上3cm，如1：500比例尺地形图为15m。地形点的最大间距见表8-5的规定。(2)在平原地区测绘大比例尺地形图，地形较为简单、地势较平坦，高程点可以稀一些。但有明显起伏的地方，高处应沿坡走向有一排点，坡下有一排点，这样画出的等高线才不会变形。(3)在测山区时，主要是地形，但并不是点越多越好，做到山上有点、山下有点，确保山脊线、山谷线等地性线上有足够的点，这样画出的等高线才准确。图8-41 地形点选择位置示意图表8-5 地形点的间距注：水域测图的断面间距和断面上测点间距，根据地形变化和用图要求可适当加密和放宽。(4)工矿区现状图测绘在工矿区测绘地形图时，建(构)筑物细部坐标点测量的位置见表8-6。表8-6 建(构)筑物细部坐标点测量的位置(5)城镇建筑区地形图的测绘(1)在房屋和街巷的测量时，对于1：500和l：1000比例尺地形图应分别实测；对于1：2000比例尺地形图，小于Imm宽的小巷可适当合并；对于1：5000比例尺地形图，小巷和院落连片的可合并测绘。(2)街区凸凹部分的取舍，可根据用图的需要和实际情况确定。(3)各街区单元的出入口及建筑物的重点部位，应测注高程点；主要道路中心在图上每隔5cm处和交叉、转折、起伏变换处，应测注高程点；各种管线的检修井，电力线路、通信线路的杆(塔)，架空管线的固定支架，应测出位置并适当测注高程点。(4)对于地下建(构)筑物，可只测量其出入口和地面通风口的位置和高程。4综合取舍的一般原则地物、地貌的各项要素的表示方法和取舍原则，除应按现行国家标准地形图图式执行外，还应符合如下有关规定(非强制规定，供参考)。(1)测量控制点测绘测量控制点是测绘地形图和工程测量施工放样的主要依据，在图上应精确表示。各等级平面控制点、导线点、图根点、水准点，应以展点或测点位置作为符号的几何中心位置，按图式规定符号表示。(2)居民地和垣栅的测绘(1)对于居民地的各类建筑物、构筑物及主要附属设施应准确测绘实地外围轮廓和如实反映建筑结构特征。(2)房屋的轮廓应以墙基外角为准，并按建筑材料和性质分类，注记层数。按1：500比例尺测图时，临时性房屋可舍去。(3)建筑物和围墙轮廓凸凹在图上小于0.4mm，简单房屋小于0.6mm时，可用直线连接。(4)按1：500比例尺测图，房屋内部天井宜区分表示。(5)测绘垣栅应类别清楚，取舍得当。城墙按城基轮廓依比例尺表示；围墙、栅栏、栏杆等可根据其永久性、规整性、重要性等综合考虑取舍。(6)台阶和室外楼梯长度大于图上3mm，宽度大于图上Imm的应在图中表示。(7)永久性门墩、支柱大于图上1mm的依比例实测，小于图上Imm的测量其中心位置，用符号表示。对于重要的墩柱无法测量中心位置时，要量取并记录偏心距和偏离方向。建筑物上突出的悬空部分应i贝0量最外范围的投影位置，主要的支柱也要实测。(3)交通及附属设施测绘(1)交通及附属设施的测绘，图上应准确反映陆地道路的类别和等级、附属设施的结构和关系；正确处理道路的相交关系及与其他要素的关系；正确表示水运和海运的航行标志、河流和通航情况及各级道路的通过关系。(2)公路与其他双线道路在图上均应按实宽依比例尺表示。公路应在图上每隔1520mm注出公路技术等级代码，国道应注出国道路线编号。公路与街道按其铺面材料分为水泥、沥青、砾石、条石或石板、硬砖、碎石和土路等，应分别以砼、沥、砾、石、砖、碴、土等注记于图中路面上，铺面材料改变处应用点线分开。(3)路堤、路堑应按实地宽度绘出边界，并在其坡顶、坡脚适当测注高程。(4)道路通过居民地不宜中断，应按真实位置绘出。高速公路应绘出两侧围建的栅栏(或墙)和出入口，注明公路名称。中央分隔带视用图需要表示。市区街道应将车行道、过街天桥、过街地道的出入口、分隔带、环岛、街心花园