万地形图的检测研究样本

摘要随着矿区建设范围的扩大，对大比例尺地形图的需求越来越急切，需求量也越来越大。如：一些矿区地形图面积较大，地形复杂，工期紧迫，难以进行大面积测量工作。为了满足工程需求，我们设想在矿区已有的小比例尺地形图上进行补测，这样，既得到我们所需的地形图，也能保证工程的质量和进度。本论文根据黄陵建庄矿区1:2023地形图的测绘任务，进行地形图的检测工作。通过对1：1万地形图进行数字化和外业补测的方式得到了所需1：2023地形图；为了保证精度和体现地面的真实情况，将地形图提成不同的区域，对数据进行综合分析，非平坦地区和平坦地区采用最适合的方法进行拟和和补测数据点；最后，进行地形图精度检测，保证地形图的质量规定。关键词：地形图；数字化；精度检测；拟合解决ABSTRACTAlongwiththeminingareaconstructionscope'sexpansion,isgettingmoreandmoreurgenttothebigscaletopographicdiagram'sdemand,thedemandisalsogettingbiggerandbigger.Forexample:Someminingareatopographicdiagramareaisbig,theterrainiscomplex,thetimeisurgent,carriesonthebigareasurveyingworkwithdifficulty.Inordertomeettheprojectneed,weconceiveontheminingareaexistingsmallscaletopographicdiagramcarryonmakeupmeasured,likethis,alsoobtainsthetopographicdiagramwhichweneed,canalsoguaranteetheprojectthequalityandtheprogress.Thepresentpaperconstructsthevillageminingarea1:2023topographicdiagramaccordingtoHuanglingthesurveyduty,carriesonthetopographicdiagramtheexaminationwork.Throughto1:10,000topographicdiagramscarriedonthewaywhichthedigitizationandthefieldoperationmadeupmeasuredtoobtainhaveneeded1:2023topographicdiagram;Inordertoguaranteethattheprecisionandmanifeststhegroundtherealsituation,dividesintothedifferentregionthetopographicdiagram,carriesonthegeneralizedanalysistothedata,thenon-evengroundandtheevengroundusethemostsuitablemethodtocarryonplanwithtomakeupmeasurethedatapoint;Finally,carriesonthetopographicdiagramprecisionexamination,theguaranteetopographicdiagramqualityrequirement.Keywords：Topographicdiagram;Digitization;Precisionexamination;Fittingprocessing.目录1前言 -6-1.1国内外研究现状 -6-1.2研究的目的和意义 -7-1.3重要研究的内容 -7-1.3.1研究思绪 -7-1.3.2工作流程 -7-1.3.3工作规定 -8-1.4论文结构 -8-2地形图的数字化 -9-2.1数字化流程 -9-2.2地形图扫描 -10-2.2.1原图分析 -10-2.2.2原图扫描 -10-2.3图像纠正 -10-2.4图像数据的提取 -12-2.4.1等高线的提取 -12-2.4.2矢量数据的提取 -14-2.51:10000地形图数字化的精度规定 -15-2.6小结 -16-3地形图碎部点的加密测量 -17-3.1测量工作原则 -17-3.2控制网的建立 -17-3.2.1已有地形图 -17-3.2.2已有点相关坐标 -17-3.2.3控制网的建立 -18-3.2.4实地选点 -21-3.2.5控制网测量方案 -22-3.3碎步测量 -23-3.3.1测量方案 -23-3.3.2全站仪定向 -24-3.3.3测量方法 -24-3.3.4测量精度规定 -24-3.4小结 -27-4数据的拟合解决与图形绘制 -28-4.1拟合方法 -28-4.2拟合方案 -28-4.2.1基于一种散乱数据曲面拟合算法 -28-4.2.2基于散乱数据曲面拟合的局部加权最小二乘插值方法及权函数方法 -28-4.2.3散乱测量数据点的计算机辅助造型方法 -29-4.3拟合方案研究 -29-4.3.1数据分析 -29-4.3.2方案的选择 -32-4.3.3模型的建立 -32-4.4小结 -35-5精度检测与变化规律分析 -36-5.1检测内容 -36-5.2检测规定 -37-5.3国内外的检测方法 -38-5.3.1基于AutoCADVBA方法 -38-5.3.2基于Autolisp方法 -38-5.3.3基于VB和CAD方法 -38-5.4精度检测方案 -39-6.5精度分析 -41-5.6小结 -41-6结论与展望 -43-6.1结论 -43-6.1.1数字化方面 -43-6.1.2拟合方面 -43-6.1.3检测方面 -43-6.2展望 -44-致谢 -45-参考文献 -46-附录一高程数据取样表 -48-1前言1.1国内外研究现状矿区地形图因其面积较大，重要采用航测的方法获得。部分矿山特别是山区的矿山采用小比例尺地形图放大成大比例尺地形图的方法来解决地形图的应用问题，如南梁煤矿的地形图，就是将1:1万地形图矢量化并加密等高线放大成1:5000地形图。由于山区的地物很少，其类型简朴；且山区的地形地貌在很长一段时期内都不会有明显的变化，所以矿区采用通过对小比例尺地形图放大解决以得到所需的大比例尺地形图，这样获取的大比例尺地形图方法与实测大比例尺地形图相比，既可节省大量的经济费用，又可以节约大量的工作时间。当然，小比例尺地形图仅仅是放大解决，放大后的地形图其精度与原比例尺地形图一致，不会提高至新比例尺地形图的精度规定。假如在原图的基础上加测一定密度、一定数量的地形点，通过与原图进行比较、计算和分析，取得变化的规律，再通过拟合解决，完全有也许提高放大后地形图的精度。1:1万比例尺地形图是国家基本比例尺图种之一，覆盖整个国土范围，是国家基础设施建设和地形图数据库的重要组成部分。在国民经济建设中占有很重要的作用，重要用于工程建设、勘察设计、城市规划、农林生产建设、战斗战术设计、侦察作战等方面。1:1万的国家基础地形图是通过航测得来的。一方面，山区地形自身起伏很大，再加上植被的影响，导致航片自身的精度不高；另一方面，外业调绘人员判断植被的高度很不准确，而内业又是根据外业调绘数据进行图形解决，这样做出的1:1万地形图精度有很大的不同，导致有的地方精度很高，而有的地方精度很差。形成的山区的1:1万地形图的精度是极度的参差不齐，山顶、山谷、山坡等处，变化明显，因此山区1:1万地形图的精度非常值得做检测与研究。国内外很多研究机构根据项目规定，采用多种方法对地形图的检测以及对数据进行拟合解决，结果所成地形图精度也参差不齐。如：地形图的检测有基于AutoCADVBA、基于Autolisp、基于VB和CAD等方法对地形图进行精度检测与变化规律的分析研究；数据的拟合方法方面有基于VC_的移动曲面拟合、拟合任意空间曲面的B_3样条方法、正交多项式拟合法、基于一种散乱数据曲面拟合算法、基于逼近理论的曲面重构方法、基于散乱数据曲面拟合的局部加权最小二乘插值方法及权函数方法、非规则三维数据的曲面拟合方法等等。1.2研究的目的和意义论文选择1：1万地形图的检测研究，既要根据实测数据对1:1万地形图在各种地形地貌情况和植被茂密条件下的精度进行有效地分析和研究，得出不同地形条件下小比例尺地形图的分布情况后，应用拟合解决的方法解决地形图的放大和加密的精度问题，对实际工作具有重要的现实意义和应用价值。论文根据黄陵建庄矿区1:2023地形图的测绘任务，应用1:1万地形图，结合建庄矿区的山区地形和植被条件，从作业方法上进行思考，寻求最有利，最有效的解决方案。希望通过采用了新的技术和作业方法，既节省了人力资源和经费，又能保证必要的精度。1.3重要研究的内容1.3.1研究思绪论文针对山区1：1万地形图的检测工作，以建庄矿区为研究对象，据其山高、林密、坡度大、通视条件差的特性，分析认为不方便实测大比例尺地形图，根据地形的变化研究检测的实测方案和作业方法，然后根据检测的结果，对小比例尺地形图进行有效地拟合解决，并以实测数据进行验证。1.3.2工作流程1）寻找简便的方法进行1:1万纸质地形图数字化，掌握1:1万和1:2023山区地形图的精度规定；2）研究1:2023地形图的检测方案，进行全区1:1万地形图的检测，并按照规范规定对部分地区进行1：2023地形图的实地测绘；3）对工作中采用的新方案进行可行性检测和精度分析；4）对检测的结果进行拟合解决并以实测数据验证。1.3.3工作规定1）山区1:1万航测地形图的精度受到地形、植被等因素的影响较大，其精度很低。规定收集相关资料和论文，对此进行具体的了解和掌握；2）结合实际项目，设计精度的检测方案和方法。从纸质地形图的扫描、矢量化，至各类地形、植被条件下高程的检测方法，从而分析山区1：1万地形图的精度；3）根据检测精度分析原1：1万地形图的精度分布情况，据此把地形图划分为若干个区域，每个区域实测足够检测点，采用拟合函数法进行高程改正。根据检测点的精度分布情况进行高程差值的规律分析，以求出拟合函数的参数；4）在每一个区域中根据原有的等高线内插出一定密度的待定点，用于高程改正后再重新生成等高线，然后再对各区域中的待定点进行高程的拟合解决，重新生成等高线，最后再对新生成的等高线进行检查。1.4论文结构本次论文根据黄陵矿区的具体实例，从数据的来源，数据的解决，数据的精度分析等方面，进行地形图的检测。具体流程如下：第一章前言第一章前言第四章数据的拟和解决与图形绘制第三章地形图碎步点的加密测量第五章精度检测与变化规律的分析第二章地形图的数字化第六章结论与展望图1-1论文流程图2地形图的数字化山区地形图的检测研究重要是对数据的可靠性和图形精度进行分析研究。在进行所有工作之前，我们必须获得数据以及图形的资料，而这些资料的获取是通过对所研究的纸质地形图进行分析扫描、图像纠正、矢量化等一系列的解决后得到，即地形图数字化的过程。2.1数字化流程在拿到地形图后，一方面要进行原图分析，如符合底图规定，进行下面工作：1)扫描。运用扫描仪将图纸扫描成二值栅格图像文献存入磁盘，若是小幅面扫描仪就将图纸扫描成有一定重叠度的多个图像文献存入磁盘。2)导入矢量化软件（南方CaSS7.0）。直接在南方CaSS7.0软件下调入扫描后的图像文献进入编辑状态，进行编辑。3)图像纠正。在矢量化前必须进行图像的几何校正，该过程涉及图像映射关系的建立和重采样两个环节。有时仅仅采用4个图幅点与部分格网点进行整幅定向纠正，难以消除扫描误差的影响，为有效消除扫描误差的影响，通常在扫描带有公里格网的地形图时，可采用仿射变换模型或双线性变换模型，采集所有已知理论坐标的图廓点、格网点图上坐标，按三角形网法或矩形网法对地形图扫描图像进行分块几何精纠正，然后，采用最近像元法或双线性内插法进行灰度重采样。运用上述两种模型进行分块几何校正，在每个块内无多余观测，故相邻纠正块公共边上的线性要素总是连续的，不会产生错位或裂缝。但几何校正将会产生位置或属性上的误差，属性误差源于重采样，位置误差则源于纠正模型的近似性以及用于求解纠正参数的控制点的误差。4)调用符号库。采用最新的国标地图图示、点状、线状填充符号等。5)数据采集。根据分层情况逐层对点线面进行采集，可用手扶跟踪方式，采集时应尽也许保证切准要素，减小偏差。采集的过程要注意：不对称线状符号，例如陡坎、围墙、斜坡、栅栏等，要保证数字化时方向的对的性；按软件规定统一沿数字化前进方向的左或右侧进行，以便生成符号时对的无误；对于公共边要在不同的层均有表达，一层内数字化后拷贝至另一层，并加相应的辅助编码以示区别；不封闭的面状地物，如林地、花圃等要加辅助线予以封闭。对数字化后的要素进行拓扑关系的建立，属性代码的赋值等操作，这一步在功能强大的软件支持下可由计算机完毕，人工只需对图形错误进行编辑修改。6)图幅整饰。可根据具体的需求自动加图框。7)出图。直接用打印机或绘图仪出图。2.2地形图扫描2.2.1原图分析接受到矿区提供的六张1：10000纸质地形图后，一方面，应当对地形图的图幅号，图式，成图方式以及所采用的坐标系统等内容进行核对，并能在提供的地形图上找到需要测绘的工作面的大体位置。然后，仔细分析所提供的地形图的准确度、变形系数和清楚度（公里网、文字注记、控制点、交通设施、水系设施、地物、地貌、园林植被、境界线等），检查提供的地形图是否满足作为扫描底图的精度规定。2.2.2原图扫描1）进行扫描仪的参数设立，在保证扫描图的精度下，不要过于追求高精度，减少不必要的支出；2）地形图扫描，将纸质地形图进行扫描时，必须遵从“先两边，后中间”的顺序，并保证在矿区范围内的扫描图幅衔接时有足够的重叠；3）光栅图像的保存，光栅图保存必须以“﹡﹡﹡.tiff”文献格式保存。2.3图像纠正1）光栅图插入，打开南方CaSS7.0软件，点击“图像解决—插入”，双击将要插入的光栅图，按软件提醒把光栅图插入到图框中相相应的位置，插入光栅图的大小与实体基本一致。切忌同时插入六张光栅图；2）光栅图的灰度修正，选定光栅图后点击“绘图解决—灰度图像—灰度修正”，灰度修正阀值大小要通过反复调试，直至修正后的图像清楚即可；3）光栅图定向和纠正，定向和纠正的原理是光栅图公里网交点与图框公里网交点重合，点击“绘图解决—几何纠正—多点纠正—线性(4点)”，然后按提醒操作完毕光栅图的定向和纠正。在拟定“源点”时应尽量将光栅图放大，以减小“源点”与“目的点”的误差。由于拟定光栅图“源点”人为因素影响较大，所以光栅图定向和纠正必须通过反复多次的提取，以满足图纸定向的精度；4）光栅图保存，点击“文献—另存为”，选择要保存位置，以“﹡﹡﹡.dwg”保存。为了方便以后的寻找，最佳与扫描后的光栅图以同一文献名命名。图2-1地形图扫描后的图像图2-2地形图纠正后的图像2.4图像数据的提取本次论文采用的矢量数据的来源是的纸质地形图。是将航空摄影测量的1：1万纸质地形图通过扫描后，在绘制的等高线的基础上，提取出来的矢量数据。所以等高线的准确绘制关系到数据的科学性和可靠限度。也是关系到整个测量工作的有效性。2.4.1等高线的提取在地形图数字化的过程中，等高线的采集工作是个繁重而复杂的过程。根据目前国内外研究的现状，等高线的绘制是一种交互式或半自动化的作业。在我们常用的一些绘图软件中，如在南方CASS软件中，必须要打开等高线的绘制命令，人工一点一点的汇集成线。这样的话，工作既费时又费力，并且，人工绘制的精度不一，导致有些等高线也许不符合地形图的精度规定。1）软件的选择在翻阅了大量的文献资料和参考现有绘图软件之后，本论文决定采用R2V进行地形图等高线矢量化作业。R2V的程序结构简朴，方法简朴易行，成本经济（特别是对于中、小型公司），人工工作量较小，所获得地形图精度较高，方便快速取得项目需要的合适的矢量地图，为项目开发的顺利实行提供有力的基础保障。2）等高线采集（1）下载R2V程序软件并安装，在桌面双击R2VforWindows图标起动程序，熟悉软件的功能（见图2-3）。（2）在R2V里面打开已经校正好的扫描图像。点击文献按钮，打开已校正好的图像（“﹡﹡﹡.tiff”），选择要矢量化的地形图，点击拟定进行添加。（3）等高线的采集。激活数据将要保存的图层，运用F2键和F3键将地形图放大到合适的大小，点击线段编辑按钮，然后从底图等高线的一端开始自动跟踪矢量化。在矢量化的过程中，鼠标会在底图等高线的交接处或断开处停下，需要操作者根据经验来选择接下来的矢量化方向，直到矢量化线段到达底图等高线的另一端时，单击空格键来结束这条等高线的矢量化。图2-3R2V程序界面R2V软件具有良好的自动跟踪线段的能力，采用交互式矢量跟踪和手动屏幕数字化的方法对等高线进行矢量化，可以减少单纯手工屏幕矢量化的巨大工作量。虽然R2V软件提供了自动矢量化的方法，但是由于地形图内容的复杂性和多样性，若采用自动矢量化的方法，经常会产生大量的错误，这给后期的编辑带来很大不便。所以在以“省时省力、提高效率、保证精度”为原则下，选择了交互式矢量跟踪和手动屏幕数字化的方法来矢量化等高线。（4）等高线的赋值。单击工具栏上的等高线标注按钮，根据底图的标记来标注一组等高线的高程值，直到所有等高线都完毕标注。（5）等高线的检查验收。为保证等高线的对的性和精度，要对全图进行检查。如:对缺画、漏画的等高线，使用线段编辑工具进行补充；对错误的等高线，使用添加节点、移动节点等工具进行修改；对断开的同一条等高线，使用连接线段工具进行解决；对等高线的高程值进行检查，可以使用显示线段ID工具，也可以在编辑状态下，使用设立值工具和线段标注工具，对单独的等高线进行等高线高程值的修改。（6）等高线的保存。假如你完毕了所有的解决及编辑操作，可选择File/ExportVector输出矢量数据。生成的矢量数据可被存储为Arc/Info(ARC)、ArcView形集(SHP)、MapInfo(MIF)、XYZ(三维点集)、DXF及MapGuideSDL等格式。在输出特定的矢量格式文献时，系统会提醒你设立一些选项，如是否使用控制点校正矢量数据，需要使用何种变换方法等。选择使控制点有效并设立转换方法（如双线性法Bi-Linear）后，即可输出数据。图像保存格式为“﹡﹡﹡.prg”，生成的矢量数据存储为XYZ(三维点集)。3）格式的转换为了方便后面的向量数据的采集，我们需要对其格式进行一些改动。由于R2V程序出来的格式与我们所需要的格式（在南方CASS软件下打开的格式）有所出入，我们必须对其数据文献格式进行改正，以适应我们的工作需要。2.4.2矢量数据的提取在南方CASS7.0软件中，我们可以借助软件自带的VBA功能对矢量化后的等高线进行定距分段，将其分段点的坐标作为高程点的坐标，从而保证高程点位于等高线上，才干准确反映现场地形，同时分段的距离可以根据工程现状和精度规定自由设定，以便控制高程点采集密度。1）输入等高线文献。打开南方CASS7.0软件，点击文献按钮，选择矢量化好的等高线文献，输入所要的高程点的距离（20m），打开等高线文献。R2V生成的等高线的点过于密集，解决起来比较麻烦，在保证精度的情况下，我们可以适量减少点的个数，通过估算，预定为20m。2）进行属性匹配。在命令栏中输入“s”，按“回车”输入代码“141101”，再按“回车”3）数据采集。工程应用→高程点生成数据文献→有编码的数据文献→选择文献名进行保存→选取要采集等高线。此方法在解决等高线过程中，解决速度快，数据文献直观准确，且高程点获取的密度可根据具体规定自由设定，极大方便绘图员的需求。当然，绘图员可在此代码的基础上，增长选择集以及高程数值修改等功能，使程序具有良好的人机交互性。图2-4地形图矢量化后的图像2.51:10000地形图数字化的精度规定1)底图的规定数字化工作底图的精度规定为：图廓点位误差、图廓边长误差、图廓对角线误差、图廓网点间距误差均不大于0.2)设备的规定扫描仪的几何分辨率及精度对扫描数字化的质量影响较大。一般的情况下，对于中档复杂限度的地形图，扫描仪的分辨率不可以低于0.083mm，可控制在300—3)图纸定向精度在采用4个图廓点定向时，定向精度不能超过0.2mm，采用9个定向点时，定向精度一般不能超过0.12mm，最大不能大于4)矢量化精度采用交互跟踪矢量化方法把点位误差控制在一个像素以内，减小对点位误差(控制在0.1mm以内)、线划跟踪误差。采集点密度(0.2mm)、接边误差(0.02mm)、接合距离(0.2.6小结本章重要介绍了地形图数字化的基本流程、扫描方法和地物地貌的矢量化，以及地形图数字化的精度规定等内容。通过这些解决，我们可以获取到所需的数据和图形资料，为1：1万地形图的检测研究提供了依据。本章在讲地形图矢量化的时候，没有将所有的光栅图合并后进行矢量化，而是分开依次进行矢量化，一是为了方便后面的研究，二是方便多人同时进行矢量化。3地形图碎部点的加密测量地形图是国家基础设施建设和地形图数据库的重要组成部分，地形图数据的精度及其对的性等直接决定了数据的运用价值，甚至影响有关建设工程的质量和安全。所以，地形图的碎部点的加密测量是一个十分重要的环节，下面，我们就测量工作的流程和注意事项进行逐个讲解。3.1测量工作原则测量工作必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，先要建立控制网，然后根据控制网进行碎部点的测量。3.2控制网的建立一方面收集高一级的控制点的成果资料，把控制点展绘在已经矢量化地形图上，然后在地形图上拟定控制网的布设方案，最后再到野外去进行踏勘，实地核对﹑修改﹑贯彻点位和建立标志。3.2.1已有地形图测区范围内有双庙梁（I49g015013）、漕河（I49g015014）三十亩地（I49g015015）、粽子壕（I49g016013）、当家店子（I49g016014）、杨家店（I49g016015）等六张1:10000比例尺地形图（2023年出版；1980西安坐标系；1985国家高程基准，等高距为5米；1999年航测成图；1993年版式）。可供划定范围，技术设计踏勘选点。3.2.2已有点相关坐标为了保证测绘工作的顺利进行，矿区方面已从测绘局购得黄陵矿区附近范围内的国家控制点，介于双方利益方面的考虑，在此不宜公开。注：平面系统采用80坐标系，高程系统采用85国家基准3.2.3控制网的建立本次建立控制网重要采用GPS静态测量，与常规方法相比，应用GPS卫星定位技术建立控制网的重要特点是：1）采用相对定位方法，即若干台GPS接受机同步观测，拟定各点之间的相对位置，并采用载波相位测量，从而得到高精度的测量结果。2）GPS测量不规定各点之间互相通视，使得控制点的点位选定灵活方便。3）GPS测量可以全天候进行，不管白天黑夜或晴天雨天，均能正常工作，使得测量工作更具有计划性。4）观测时间短，当测站之间的距离小于30km时，同步观测1～2h便可得到较好的观测成果；当测站之间的距离小于10km时，还可采用快速定位方法，观测时间可以缩短为10—20min，甚至更短。5）GPS测量的观测数据是自动记录的，GPS基线向量的计算和GPS网的平差计算的自动化限度很高。1GPS控制网技术设计的一般原则1）充足考虑建立GPS控制网的应用范围；2）采用分级布网的方案；为提高GPS网的可靠性，各级GPS网必须布设成由独立的GPS基线向量边(或简称为GPS边)构成的闭合图形网，闭合图形可以是三边形、四边形或多边形，也可以包含一些附合路线，GPS网中不允许存在支线。2GPS网技术设计的依据1）GPS测量规范(规程)①1992年国家测绘局发布的测绘行业标准《全球定位系统(GPS)测量规范》，以下简称《规范》；②1998年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》，以下简称《规程》；③各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其它GPS测量规程或细则。2）测量任务书测量任务书或测量协议是测量施工单位上级主管部门或协议甲方下达的技术规定文献。这种技术文献是指令性的，它规定了测量任务的范围、目的、精度和密度规定，提交成果资料的项目和时间，完毕任务的经济指标等。在GPS方案设计时，一般一方面依据测量任务书提出的GPS网的精度、密度和经济指标，再结合规范(规程)规定并现场踏勘具体拟定各点间的连接方法，各点设站观测的次数、时段长短等布网观测方案。3GPS网的精度与密度设计1）GPS测量精度标准及分类①对于各类GPS网的精度设计重要取决于网的用途。用于地壳形变及国家基本大地测量的GPS网可参照《规范》中A、B级的精度分级，见下表一，用于城市或工程的GPS控制网可根据相邻点的平均距离和精度参照《规程》中的二、三、四等和一、二级，见表二。表一：GPS测量精度分级(一)级别主要用途固定误差a(m)比例误差b(ppm·D)A地壳形变测量或国家高精度GPS网建立≤5≤0.1B国家基本控制测量≤8≤1表二：GPS测量精度分级(二)等级平均距离(KM)A(mm)B(ppm.D)最弱边相对中误差二9<10<21/12万三5<10<51/8四2<10<101/4.5一级1<10<101/2二级<1<15<201/1②各等级GPS相邻点间弦长精度用下式表达式中：GPS基线向量的弦长中误差(mm)，亦即等效距离误差；aGPS接受机标称精度中的固定误差(mm)；bGPS接受机标称精度中的比例误差系数(ppm·D)；dGPS网中相邻点间的距离(km)。在具体布设中，可以分级布设，也可以越级布设，或布设同级全面网。2）GPS点的密度标准各种不同的任务规定和服务对象，对CPS点的分布规定也不同。现行《规范》对GPS网中两相邻点间距离、各等级GPS网相邻点的平均距离视其需要作了表三的规定。表三：GPS网中相邻点间距级别ABCDE相邻点最小距10015521相邻点最大距2023250401510相邻点平均距3007015—1010—55—24GPS网的基准设计在GPS网的技术设计时，必须明确GPS成果所采用的坐标系统和起算数据，即明确GPS网所采用的基准。我们将这项工作称之为GPS网的基准设计。GPS网的基准涉及位置基准、方位基准和尺度基准。在基准设计时，应充足考虑以下几个问题：1）为求定GPS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，用以坐标转换。大中城市GPS控制网应与附近的国家控制点联测3个以上。小城市或工程控制可以联测2-3个点2)为保证GPS网进行约束平差后坐标精度的均匀性以及减少尺度比误差影响，对GPS网内重合的高等级国家点或原城市等级控制网点，除未知点连结图形观测外，对它们也要适本地构成长边图形。3）GPS网经平差计算后，可以得到GPS点在地面参照坐标系中的大地高，为求得GPS点的正常高，可联测不低于四等水准或与其精度相等高程点，按高程拟合曲面的规定进行布设。4）新建GPS网的坐标系应尽量与测区过去采用的坐标系统一致。5控制网的网形规定GPS网的网形设计重要取决于用户的规定、经费、时间、人力以及所投入接受机的类型、数量和后勤保障条件等等。根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、网连式及边点混合连接四种基本方式。也有布设成星形连接、附合导线连接、三角锁形连接等。选择什么样的组网，取决于工程所规定的精度、野外条件及GPS接受机台数等因素。在实际布网设计时还要注意以下几个原则：1）GPS网的点与点间尽管不规定通视，但考虑到运用常规测量加密时的需要，每点应有一个以上通视方向。2）为了顾及原有城市测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，应采用原有城市坐标系统。对凡符合GPS网点规定的旧点，应充足运用其标石。3）GPS网必须由非同步独立观测边构成若干个闭合环或附合路线。3.2.4实地选点在图上建好控制网后，我们就开始去野外实地勘探，进行选点工作。在实地选点时，应当注意下列几点：1）相邻点间通视良好；2）点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安顿仪器；3）视野开阔，便于采集碎部点；4）导线各边的长度应大体相等，除特殊情形外，应不大于350m，最佳也不要小于50m，平均边长控制在200m；5）控制点应有足够的密度，分布较均匀，便于控制整个测区。在选点的同时，我们为了方便以后工作的需要，必须进行现场埋点，现场标注等工作，所以，我们做工作时，要小心细致，注意埋点要固定，不宜移动，标注要明显，便于寻找。3.2.5控制网测量方案1RTK测量方法1）基准站设立（1）架在已知点一方面较好脚架，固定天线，安放基座和基准站GPS接受机，对中整平后，测量仪器高，将基准站开机，然后调到基站模式。（2）架在未知点一方面较好脚架，固定天线，安放基座和基准站GPS接受机，大体整平后，将基准站开机，然后调到基站模式。2）移动站设立（1）将移动站主机接在碳纤对中杆上，将接受天线接在主机上，调节GPS接受机至移动站模式。（2）打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达成一定的条件后，主机上的DL指示灯开始1秒钟闪1次，表白已经收到基准站差分信号。（3）打开手簿，启动工程之星软件。（4）启动软件，在保证蓝牙连通和收到差分信号后进行设立：a设立文献保存途径：工程→新建工程（椭球系名称、投影参数设立、七参数设立），工程→选择工程，工程→新建文献，工程→选择文献；b连接仪器：设立→连接仪器→扫描→（选择主机）连接；c电台设立：工具→电台设立→在“切换通道号”后选择3→点击“切换”；d设立移动站参数：设立差分格式：RTCM3，设立天线高；e调到测量模式。3）进行校正校正向导（工具→校正向导），校正分基准站架设在已知点和基准站架设在未知点两种模式。（1）基准站架设在已知点上选择“基准站架设在已知点”，点击“下一步”，输入基准站架设点的已知坐标及天线高，并且选择天线高形式（斜高），输入完后即可点击“校正”。，检查无误后“拟定”校正完毕。（2）基准站架设在未知点上选择“基准站架设在未知点”，点击“下一步”。输入当前移动站的已知坐标、天线高和天线高形式（杆高），当前状态为“固定解”且碳纤杆水准气泡居中后并且点击“校正”。（3）目的点测量当以上环节设立完毕后，可以按键盘上的A键进行目的点测量，然后按enter键保存。2RTK精度规定表四：RTK精度规定等级相邻点距离(km）固定误差(mm）比例误差(ppm）最弱边相对中误差A级300≤5≤0.11/20233.3碎步测量3.3.1测量方案在高山及植被密集地区，由于地形比较复杂，测量员通行困难或棱镜和仪器不好摆放等情况，过去经常布设支导线和符合导线的方法，使得测出的成果与实地真实值相差较大，无法满足测量精度的规定。图根控制网的布设方法就可以解决这一类问题。此方法是布设成导线网，由于导线网规定的通视条件不是太高，只在相邻两导线点互相通视即可，这给选点带来极大的灵活性，导线边和角度用全站仪观测二测回，然后在每个闭合线点上进行“辐射”加密若干个支导线点。在这个闭合导线点上，全站仪不动，跑镜员要根据地形情况选择支导线点，然后量取仪器高，于支导线点的距离、水平角、竖直角各测一个测回。这样的话，既保证了精度的规定，也可以加快测量速度，提高工作效率。3.3.2全站仪定向全站仪的定向的方法是：一方面要计算出支导线控制点的坐标方位角，然后将全站仪安顿在支导线点上，瞄准相应的闭合导线点，将水平角度的读数分派到相应的坐标方位角数。当瞄准部转到水平度盘读数为零度的位置时，则全站仪视线指向“正北”方向。此时过支导线点作一条与坐标轴相平行的直线，用这条直线即可定向。此时，当全站仪瞄准某一个碎部点时，则水平度盘的读数即为测站点到碎部点的坐标方位角。3.3.3测量方法测区范围内，地形情况复杂且山地起伏很大，不宜整幅图一次解决，故可以根据地形情况把地图提成多个区域进行测量。在山坡上进行碎部测量时，植被比较密集，有时在测站点只观测几个碎部点就无法往下观测，此时可将全站仪安顿在对面山坡上的控制点但不一定位于所测区域的图幅上，这时可采用直角坐标法展绘碎部点。总之，测量工作多在野外进行，容易受到多方条件的影响。实际操作中，要学会根据具体情况，采用不同的方法，在保证测量成果的质量下灵活运用，以求能达成高效、实用、便捷的效果。3.3.4测量精度规定测量数据的精度及其对的性等直接决定了数据的运用价值，甚至影响有关建设工程的质量和安全。为了保证工程可以顺利竣工，并投入生产，国家特地为工程行业编制了《工程测量规范》（GB50026-2023）里面规定的测量方法和测量精度，下面将一一介绍：表五：导线测量的重要技术规定等级导线长度（km）平均边长（km）测

角中误差（″）测

距中误差（mm）测距相对中误差测回数方位角闭合差（″）导线全长相对闭合差1″级仪器2″级仪器6″级仪器三等1431.8201/150000610—3.6≤1/55000四等91.52.5181/8000046—5≤1/35000一级40.55151/30000—2410≤1/15000二级2.40.258151/14000—1316≤1/10000三级1.20.112151/7000—1224≤1/5000注：1）表中n为测站数；2）当测区测图的最大比例尺为1：1000时，一、二、三级导线的平均边长及总长可适当放长，但最大长度不应大于表中规定长度的2倍；表六：角方向观测法的技术规定等级仪器型号光学测微器两次重合读数之差（″）半测回归零差（″）一测回内2C互差（″）同一方向值各测回较差（″）四等及以上1″级仪器16962″级仪器38139一级及以下2″级仪器—1218126″级仪器—18—24注：1）全站仪水平角观测时不受光学测微器两次重合读数之差指标的限制；2）当观测方向的垂直角超过±3°的范围时，该方向2C互差可按相邻测回同方向进行比较，其值应满足表中一测回内2C互差的限值。3）观测的方向数不多于3个时，可不归零；观测的方向数多于6个时，可进行分组观测。分组观测应涉及两个共同方向（其中一个为共同零方向）。其两组观测角之差，不应大于同等级测角中误差的2倍。分组观测的最后结果，应按等权分组观测进行测站平差。4）测回间应配置度盘，按本规范附录C执行。5）水平角的观测值应取各测回的平均数作为测站成果。表七：测距的重要技术规定平面控制网等级仪器型号观测次数总测回数一测回读数较差（mm）单程各测回较差（mm）往返较差（mm）往返三等≤5mm级仪器116≤5≤7≤≤10mm级仪器8≤10≤15四等≤5mm级仪器114≤5≤7≤10mm级仪器6≤10≤15一级≤10mm级仪器1─2≤10≤15─二、三级≤10mm级仪器1─1≤10≤15注：1）测回是指照准目的一次，读数2～4次的过程；2）根据具体情况，边长测距可采用不同时间段测量代替往返观测；3）计算测距往返较差的限差时，a、b分别为相应等级所使用仪器标称的固定误差和比例误差；4）测站对中误差和反光镜对中误差不应大于2mm。3.4小结本章内容重要介绍了野外测量的内容和规定，以及一些实测方案和仪器的使用方法等等，但是，在实际测量和操作中，还是应当考虑到具体情况具体分析对待，不能大而化之。总之，测量工作多在野外进行，容易受到多方条件的影响。实际操作中，要学会根据具体情况，采用不同的方法，在保证测量成果的质量下灵活运用，以求能达成高效、实用、便捷的效果。本次采用的测量方案通过计算，发现闭合导线的精度相称高，相对误差可以达十几万分之一，并且符合角度闭合测量的精度规定。同时，采用这种方法进行图根控制测量可以加快工作速度，提高工作效率。4数据的拟合解决与图形绘制山区地形自身起伏很大，再加上植被的影响，对数据的测量导致了一定的困难，为了使测量的碎步点的高程数据更真实可靠，并能保证地形图成图的精度，我们需要在已经测量的数据基础上进行数据点加密，并进行曲面拟合，使所测的数据更能符合地面的实际情况。这个过程就是我们常说的数据的拟合解决。4.1拟合方法数据的拟合解决方法一般分为两大类。一类是曲面拟合，这种方法是用简朴的数学曲面来近似地逼近复杂的地表面，通过拟合解决后的表面将使原始离散点的高程值发生改变而取得平滑的效果；另一类是插值法，这种方法不改变原始离散数据点的值，而是根据原始离散点的高程来插补离散检测点的高程。为了使拟合的曲面更好地逼近地面，必要的时候，可同时采用两种或多种拟合方案进行数据解决。4.2拟合方案本次采用的拟合数据是根据实测结果得到的，分布凌乱而没有规律，只能采用散乱数据的拟合方法进行加密解决。下面将介绍一些用曲面拟合或插值的方法来进行离散点的加密，这些方法在大、中比例尺机助制图中都是较为合适的。4.2.1基于一种散乱数据曲面拟合算法一方面，先对点云进行网格划分，然后采用二次曲面的最小二乘拟合拟定网格点的坐标。再对这些行的网格点进行蒙皮曲面造型，生成B样条曲面。为了得到更高精度的逼近曲面，以此曲面为基面，采用B样条曲面的最小二乘拟合方法对原始散乱点元作进一步参数化。从而可以获得较高逼近精度的曲面。[28]4.2.2基于散乱数据曲面拟合的局部加权最小二乘插值方法及权函数方法一方面，用局部加权最小二乘法将三维空间内任意散乱数据点集进行均匀，再估计出立方体网格点上的偏导数值及混合偏导数值，最后仅用网格点数据进行快速光滑插值加密计算，从而可得到任意点处的函数值。通过对已知函数的随机的数据点集进行计算，已经取得了令人满意的效果。同时，在最小二乘逼近过程中，运用权函数进行分析比较，给出误差范围。[11]4.2.3散乱测量数据点的计算机辅助造型方法由微分几何知识可知，在曲面点邻域内可以用平面、二次曲面、三次曲面来近似表达，当然也可以用更高次数的曲面来表达，但通常意义不大，这就为散乱测量数据点的曲面局部拟合运算提供了思绪和理论依据。黄雪梅等提出三维散乱数据微切平面逼近的算法，事实上就是用一阶导数展开来逼近曲面。一阶导数只是表达曲面在一点处的切平面，二阶导数展开包含了曲面在一点附近的形状信息，同二阶导数只包含了对称信息不同的是三阶具有非对称信息。由于二次曲面就可以得到曲面的形状信息并且计算相对简朴，三阶展开式更有用些。[26]4.3拟合方案研究地形曲面的复杂限度是地形数据测量时碰到的最重要的障碍，地形比较破碎，沟壑交错，这时宜多布设一些碎步点，以便能对的反映地形细部变化特性，反之假如地形变化比较均匀平坦，则可在满足密度规定的条件下，可适当减少采样点。但是地形环境较为复杂的区域，仪器的接受信号很弱，再加上植被的遮挡，我们反而能测到的碎步点是少之又少。对于这一部分的碎步点，我们必须在已知的碎步点上进行科学性加密、曲面拟合，使所测的数据能更接近地面的实际情况。4.3.1数据分析由于实测出来的地形图的比例尺是1：2023，而我们数字化后的地形图的比例尺是1：10000。不同的比例尺的精度是不同样，这样就会导致我们实测的数据与我们的数字化地形图结合的时候，存在数据的高程值与曲面的高程不统一的现象，即就是我们所说的高曲矛盾。实测点位置原图高程值的提取实测点位置原图高程值的提取，是一个独立的研究题目，不属于本课题的研究范畴，在此我们就不进行进一步的研究。由于本次论文只是进行数据取样，数据量不是很大，所以采用手工的方法进行提取。一方面，我们在南方CASS7.1里面打开数字化好的地形图（见图4-1）；然后，在地形图的基础上展野外高程点（见图4-3）；最后，手工进行采集实测点位置原图高程值。图4-1数字化的地形图图4-2展野外后的地形图图4-3格网的划分求取差值通过度析数字化的地图上的地形地貌，结合实地测图的数据，选择出一些地形复杂的区域或者具有代表意义的区域，大体提成100m×100m的小型方格，将它们作为样本（一个区域至少有三个样本），数据进行分析解决，得出能代表某一种地形状况的地形数据分布规律。我们就以漕河区域为例，划提成小的格网（见图4-3），求取差值。在划分的小型方格里，将采集出来的实测点位置原图高程值与实测的高程值导入EXCEL里，进行高程数据求差解决。（见附录一：高程数据取样表）差值分析通过上述差值之间的比较，发现平坦地区采集出来的实测点位置原图高程值与实测的高程值在0-3m之间，完全符合1：2023地形图的精度规定，所以在平坦区域内，只需要加密一些点就可以使拟合的曲面接近地面的形状。而在山区地形比较破碎，沟壑交错的地方，发现采集出来的实测点位置原图高程值与实测的高程值已经超过4m，超过了1：2023地形图的精度规定。这部分数据的误差不能拟定其来源，更不能就此断定是测量时犯错导致的，所以，我们不能随意的删除，必须要更一步进行研究解决。4.3.2方案的选择自从散乱数据插值拟合的方法提出后，人们对理论和方法进行了大量的研究，相继出现了多种插值算法，同时积累了丰富的经验。概括起来，它们有以下共识：（1）数字高程模型，因无一定的数学规则可循，其精度重要取决于原始离散数据点的获取精度（离散点的密度和分布情况）。（2）一般情况下，数字高程模型的精度和原始离散数据点的密度成线性关系。（3）在原始离散数据点具有一定密度，特别密度较高的条件下，在同一离散点采样序列上，用不同的方法内插而得到的数字高程模型精度无明显差别。（4）由于地形的多样性和千变万化，各种算法只适应某一特定类型的地形情况。（5）由于地性线（如山谷、山脊、陡崖）是地形的突变线，因而地性线两边的离散数据点不宜同时参与拟合插值。针对以上的经验以及共识，结合本次测量的数据分析和上述的拟合方法，我们初步设想将测量点密集的地区或者地形比较破碎，沟壑交错的地方，可以根据等高线的高程数据和走势来拟定加密点的高程的方法，进行地面点的加密和数据拟合。在一些平坦的地区，由于地形变化不大，并且区域面积较大，不容易导致模型失真，所以将区域划提成一些小的格网（100m×100m），采用网格化解决和最小二乘法加权拟合的方法进行地面点的加密和数据拟合。4.3.3模型的建立1）平坦地区根据上面的分析，结合山区实地的地形地貌，平坦地区地势平缓，数据变化有一定的规律性，故采集的数据点数量少，点间距较大。但是为了更切近山区地面的实际情况，我们需要在图上添加一些地面点进行平面拟合。漕河区平坦地区采集的数据（见附录一：高程数据取样表）已经显示了这个区域的整体特点，我们可以通过网格化解决的方法，进行地面点的加密。网格化解决的方法环节：a）用最小二乘曲面拟合地表面。假设曲面为n次多项式，则曲面方程为：(4—1)n次曲面的系数Ak，j（k=0，1，…，n；j=0，1，…，k）的个数为：T=（n+1）（n+2）/2对N个离散数据点（Xi，Yi，Zi），i=1，2，…，N，要作n次曲面拟合，须满足N=T，为作最小二乘拟合，列出Z值的误差方程式：采用最小二乘加权拟合，则规定：这里的wi为权函数，一般规定靠近待插点的离散数据点比远离待插点的数据点拥有更大的权数，则wi可按距离来取，例如可取式中di2为待插点到离散数据点（Xi，Yi）之间距离的平方。欲使Q值最小，必须使得：将(4-1)式代入上式并对Ak，j（k=0，1，…，n；j=0，1，…，k）求偏导数得：（4-2）这是一个多元线性方程组，可以用高斯消元法，解得其系数Ak，j值，这样便可将网格点的坐标（x，y）代入式(4-1)，从而得到相应的高程值z。b）求实测点拟合改正数。把离散数据点的实测高程值和其在拟合曲面上的计算值之差称为改正数。对于离散点（Xi，Yi，Zi）的改正数计算公式为：（4-3）式中i=1，2，…，n。c）按等角方位取点加权平均法向网格点分派改正数。在把实测点的高程改正数向网格点分派时，假定距离网格点越近的离散数据点对网格点的分派值影响越大，反之影响越小。同时为了在网格点周边均匀取点，把以网格点为中心的区域等角分为若干等份，在每一等份里分别取一点作加权平均。其具体方法为：规定的网格点P的坐标为（x，y），以（x，y）为中心将平面分为n0个等份(如图4-3)，然后在每等份内找出一个离（x，y）最近的离散数据点，其高程改正数为△Zi，它到（x，y）的距离为di（i=1，2，…，n0），则网格点P的高程总改正数为：（4-4）式中的Wi为权函数，其计算式为：（4-5）由上式可以看出，n0个Wi之和正好为1，这说明Wi是满足权函数的定义的。此外，当di=0时，即第i个离散点正好位于网格点P上，则Wi=1，而其它离散点的权函数都为零，这正好满足第i个离散点的改正数即为网格点P的总改正数。32321n0n0-1n0-2图4-4mi=1j=1nxnnyZ0(i+1,j+1)(i+1,j+1)Z0(I,j)(i,j)图4-5求出网格点上的改正数以后，将此改正数和网格点的计算高程值相加，即得到网格点的最终拟合高程值。在实际应用中，曲面的拟合次数受计算速度和计算精度的限制。一般采用二次曲面即可。等角分割平面找最近点时，一般采用8等份即n0=8可满足规定。2）非平坦地区根据上面的分析，结合山区实地的地形地貌，非平坦地区地势平缓，数据变化没有规律性，故采集的数据点数量多，点间距较小。但是为了更切近山区地面的实际情况，我们需要平面拟合后在图上添加一些地面点。漕河区非平坦地区采集的数据（见高程数据取样表）已经显示这个区域的特点，我们只需要将现有的高程数据绘制成等高线，根据等高线的走势和特点，来拟定内插点的高程，然后将所有的等高线进行曲面拟合，与实地进行比对，再进行改正。在南方cass7.1软件中打开矢量化好的地形图，并将实测出来的地面点展到打开的地形图中（结果见图4-2）；根据实测的地面点的密集限度来拟定添加的数据点的位置，再根据附近的等高线的高程值和走势来拟定插入地面点的高程；C）进行曲面拟合。在南方CASS软件下，对所有的数据进行拟合解决。一方面将所有的数据输入南方CASS软件中，点击“等高线”命令，查找“三维模型”，选择“绘制模型”，计算机就会自动生成曲面(结果见图4-6)；图4-6数据拟合后曲面d）将拟合后的数据高程与实地测量的数据高程进行比对，修改添加的地面点的位置或高程值，使最后形成曲面切近实地的地球曲面。4.4小结通过对实例的分析，我们为山区的平坦地区和非平坦地区提供了一种拟和方法。地面点通过拟合后可以使整个地形趋于平滑，也也许使得某些原始离散点的实测高程值发生改变。参考文献后，有实践证明我们采用的这些方法对随意性的采集或测量的离散点是比较合适的。5精度检测与变化规律分析数据的准确运用的限度是地形图质量的关键，对地形图数字成图质量产生直接影响。必须采用适当的精度检测方法，对地形图进行检测研究。使地形图精度评估既要符合标准，又要符合实际。5.1检测内容地形图的检测重要是针对数据的精度质量的控制。数据质量控制是一个复杂的过程，要控制数据质量，应从数据误差产生和扩散的所有环节和过程入手。数据是通过各种量测手段得到，是测量，就有误差。下面我们将介绍需要检测的内容。1）基本规定项①文献命名及数据格式检查：检查文献命名和数据格式是否符合设计书规定。②数据库结构是否符合有关地形图分类编码及数据库标准。2）数学精度①大地基准，高程基准，地图投影方式及分带是否符合产品标准。②平面位置精度：地物点对相邻控制点点位中误差应符合规范的规定，叠加DOM检查，套合检查点、保密点等检查DLG的平面精度。③高程精度、高程注记点和等高线对邻高程控制点的高程中误差应符合规定。导入野外高程数据点，采集DLG同名点高程，检查DLG的高程精度。④地形图要素的综合精度。经综合取舍的地物精度是否在规定的精度范围内，无变形扭曲。⑤图廓坐标、控制点坐标是否对的。⑥接边精度：数据接边包含几何数据及属性要素的接边。4）属性精度①描述每个地形图要素特性的各种属性必须对的。②描述要素特性的属性项类型应完备，严格按照《标准》中GIS数据库数据属性结构规定的必填字段进行检查，并将检查结果进行输出。5）数据的逻辑一致性①点、线、面要素拓扑关系对的性检查。线应连续且方向对的、面必须封闭，各层数据间关系解决应对的。②要素的编码和分层一致性检查。严格按照《标准》中要素编码和GIS数据库数据分层规定检查编码和分层的一致性进行检查。6）要素的完备性①各要素必须对的、完备，不应有漏掉或反复。②各种注记应对的，指示明确，不得有错误或漏掉。7）整饰质量①数字线划图模拟显示时其线划应光顺，自然，清楚，无抖动，反复或套叠象。②制图数据的颜色、符号表达规格应符合"图式"规定。③注记其字体、字大、字向、间隔应符合"图式"规定。8）附件质量①元数据文献是否对的、完整。②图历簿、文档簿的填写是否完整、对的。③文档资料是否对的、完整。5.2检测规定1、数学精度检测应采用不低于相应测量精度规定的GPS-RTK接受机、全站仪、水准仪等测量仪器；2、单位成果一般以平面绝对位置中误差、间距中误差和高程中误差（高程注记点或等高线插求点）为主进行采集；3、平面和高程检测点以及间距检查边采集分布应尽量均匀；4、数学精度检测有效记录点数，每幅1：2023图平面检测点、高程检测点一般不少于30个；地物间距检测有效边数一般不少于30条。当检测点（边）数量少于20时，采用误差绝对值的算术平均值代替中误差。5、平面一般情况应重要采集明显地物点、独立地物等要素；6、高程检测点尽量选择明显能准确判读的位置，避免选在高程急剧变化处；5.3国内外的检测方法5.3.1基于AutoCADVBA方法在AutoCAD中打开所检测的图幅，通过将检测的坐标高程数据展到图中并显示检测点号，对照检测数据，运营VBA所编写的宏，交互输入或选择图上点与检测点的坐标、高程、间距，自动进行精度记录计算，并生成文本文献。坐标展点与检测记录的方法和代码，高程与间距检测记录同样可运用编程实现。在测绘质量检查中，运用该方法可以方便快速的实现数字地形图的精度检测记录，界面简洁，输出的成果文献易于编辑使用，减少了人工记录、计算记录的烦琐，消除人为误差，大大提高了工作效率，经实际运用，精度检测记录结果可靠。[25]5.3.2基于Autolisp方法由于现在的数字测图软件大部分是认为CAD平台开发出来的，Autolisp语言是其内嵌的编程语言，运用Autolisp语言的setq变量名(get-point））语句，点取屏幕上各个特性点的点位，以表的形式即(x，y）形式将该点的坐标自动存放到变量名中，提取该表中的二个元素，分别放到二个字符形变量中，运用rtos功能将字符形数据转换成数字形数据，write-line功能将数字形的x，y值写到一个文本文献中，一个坐标占一行。然后运用excel电子表格读取该文本文献，与外业的数据合在一起，计算出△x、△y、△s。通过我院的实践证明，这一程序在进行地物点平面点位中误差记录计算中有很大作用，运用这一程序可迅速、对的地记录出误差。[18]5.3.3基于VB和CAD方法运用AutoCAD的VBA编程技术，通过调用VLAX类库，对等高线进行定距分段，获取等高线上高程点的3维坐标数据，作为一种填补高程数据局限性的手段，满足DEM、DTM及土方量计算等工程项目应用的数据规定。本方法在解决等高线过程中，解决速度快，数据文献直观准确，且高程点获取的密度可根据具体规定自由设定，极大方便用户的需求。当然，用户可在此代码的基础上，增长选择集以及高程数值修改等功能，使程序具有良好的人机交互性。[9]5.4精度检测方案无论在数字化过程,还是拟合解决部分，在选择任何一种方法之前，我们优先考虑的就是数据精度问题，所以操作每一步后，我们都会进行必要的精度控制。这里我们只介绍地形图成图后的精度检测。本论文采用内业采集和外业实测的方法进行数据采集，我们可以将外业测量的高程数据当做检测点，进行平面拟合，计算出检测点的高程值，运用两者之间的差值计算地形图的平面精度和高程精度。第一步，参考现有的文献资料，对地形的分类没有明确的介绍。根据工程测量规范（GB5026-2023）中规定，我们可以采用地面的倾角情况，对地形进行一下分类：平坦地：ａ<3°；丘陵地：3°≤ａ<10°；山地：10°≤ａ<25°；高山地：ａ>25°。我可以在漕河区域里面，选择一些具有代表性的地形进行坡度计算：（见图5-1）图5-1漕河区域坡度图示表5-1地形分类计算线段长度（m）高差（m）坡度（°）地形分类A-B551.199230.0823.928山地C-D664.768243.6521.011山地E-F1309.189229.3810.044山地通过采集的实测点计算的坡度值，得出测区的地形为山地。第二步，我们可以将平坦地区外业测量的碎步点当作检测点，对其进行网格化解决，计算出该点拟合后的高程，与实测出的高程数据进行对比，我们可以将外业测量的数据当做零误差的数据，那么拟合后的误差就可以当做绝对误差来解决，根据工程测量规范（GB5026-2023）中所述，一般地区图上地物点的点位中误差为0.8mm。等高（深）线差求点或数字高程模型格网点相对于临近点的高程中误差，不应超过表5-2规定。第三步，我们可以将非平坦地区外业测量的碎步点当作检测点，对其进行拟合解决，计算出该点拟合后的高程，与实测出的高程数据进行对比，我们可以将外业测量的数据当做零误差的数据，那么拟合后的误差就可以当做绝对误差来解决，根据工程测量规范（GB5026-2023）中所述，一般地区图上地物点的点位中误差为0.8mm。等高（深）线差求点或数字高程模型格网点相对于临近点的高程中误差，不应超过表5-2规定。表5-2等高（深）线差求点或数字高程模型格网点的高程中误差一般地区地形类别平坦地区丘陵地山地高山地高程中误差1/3hd1/2hd2/3hd1hd表5-3工矿区细部坐标点的点位误差和高程中误差地物类别点位中误差（cm）高程中误差（cm）一般建筑物73重要建筑物52第四步，假如所选的检测点为工矿区地物点。我们可以将矿区外业测量的碎步点当作检测点，对其进行拟合解决，计算出该点拟合后的高程，与实测出的高程数据进行对比，我们可以将外业测量的数据当做零误差的数据，那么拟合后的误差就可以当做绝对误差来解决，根据工程测量规范（GB5026-2023）中所述，精度误差不应超过表5-3规定。第五步，检查地形图上各要素的属性，以及点、线、面的逻辑特性和注记，最后，对地形图进行分幅，图面整饰等后期工作。5.5精度分析 论文对矿区提供的1：1万地形图进行地形碎部点的加密实测，高程拟合解决，得到了所需要1：2023地形图。但是，这样的1:2023地形图是否能满足矿区的建设的需要，我们还得进行精度分析。在数字化的过程中，由于人为因素的干扰，我们严格按照1:10000地形图数字化的精度规定进行操作；外业碎部点测绘中，由于地形因素的干扰，我们无法严格按《工程测量规范》（GB5026-2023）中1:2023地形图的精度规定进行作业；可以说在数据的获取方面，精度规定是无法达成规定的。在数据的解决方面，也没有一个具体的方案进行拟合解决，不同的区域，体现出来的精度参差不齐，为了能满足项目的需求，我们必须保证拟合后的数据能满足精度规定。我们可以以漕河区域为例，选取具有代表性的几个地形，对检测点进行分析。通过对漕河区域地形进行分类，进行图检测点的精度计算分析，估算出整个区域的精度分布： 表5-4检测点按地形类别精度记录 地形类别平面中误差/m限差/m等高线高程中误差/m限差/m山地±4.56±7.50±2.87±3.0备注：平面中误差为选取的所有检测点的平面误差的平均值；等高线的高程中误差为漕河区域选取的一小部分的等高线的差值的平均值；表5-5检测点按地形类别精度记录地形类别平面中误差/m限差/m高程注记点点位中误差/m限差/m山地±4.56±7.50±1.98±2.50备注：平面中误差为选取的所有检测点的平面误差的平均值；高程注记点的点位中误差为漕河区域选取的一小部分的高程点的差值的平均值；5.6小结通过对漕河区域以及整个测区地形类别的划分，拟定各区域的困难限度。数学精度则是基于对平面精度、高程精度及间距精度的检测精度记录结果进行评估，该方法简朴易行，能客观、公正的评价地形图的质量水平。6结论与展望论文根据黄陵建庄矿区1:2023地形图的测绘任务，对山区地形图的获取方法进行了研究。通过实地考察矿区的地形情况以及结合项目的基本规定，要在很短的时间里，进行大面积的测绘工作，显然是不切实际的想法。综合各方面的利弊，本论文采用了数字化解决和外业补测地形点相结合的方法，在保证精度规定的情况下，对矿区提供的1：1万地形图进行加密地形碎部点，得到了项目所需要1：2023地形图。6.1结论本论文重要对地形图进行数字化方面、拟合方面以及检测方面进行了分析探讨，由于自身储备知识有限，加上时间紧迫，难免会出现不妥的地方，欢迎各位老师指正。6.1.1数字化方面在翻阅了大量的文献资料和参考现有绘图软件之后，本论文采用了R2V进行地形图等高线矢量化作业。R2V的程序结构简朴，方法简朴易行，成本经济（特别是对于中、小型公司），人工工作量较小，所获得地形图精度较高，方便了快速取得项目需要的合适的矢量地图，为项目的顺利实行提供有力的基础保障。6.1.2无论是内业数字化解决，还是外业实地测绘，是量测，就有误差。本论文为了保证地形图的精度，使采集的要素更接近地面的真实情况，我们将地形图提成不同的区域，对数据进行综合分析解决。根据非平坦地区和平坦地区采集的数据的特点，采用合适的方法进行拟和解决和补测高程数据点。例如：网格化解决、最小二乘加权拟合方法以及根据等高线的高程值和走势拟定添加的地面点的高程等等。6.1.3数据准确运用的限度是地形图质量的关键，对地形图数字成图质量产生直接影响。必须采用适当的精度检测方法，对地形图进行检测研究。使地形图精度评估既要符合标准，又要符合实际。本论文通过对漕河区域进行高程数据的取样，运用实测数据的精度与拟合后的精度进行比对和分析，并且参考各种规范规定和分析数据的精度范围，得出了整个漕河区域的精度范围，即就是对最后所成的地形图的质量进行检测研究。6.2展望本论文仅是对地形图检测内容的浅述，随着科学技术的发展，测绘技术的逐渐成熟，我们对地形图的数字化、曲面拟合以及地形图的检测，完全可以进行高精度，全自动化的解决。对于地形图的检测研究，我们也可以采用航测成图，运用现有的软件和所学的计算机的知识，编写一些适合山区地形特点的综合解决软件，更好的服务工程建设。致谢近半年的毕业设计终于告一段落，难忘的大学生活也即将结束。一方面，我要感谢我的指导老师—刘长星老师，从本课题调研、搜集资料、写开题报告到方案的设计实行，始终都是在导师——刘长星老师的精心指导和周密安排下进行的。刘老师不厌其烦的为我修改开题报告使我深受感动。在资料搜集的同时，刘老师不仅给我介绍了好多参考书，还让我参与到具体的数据采集工作中，使我不仅掌握了关于本课题的一些理论知识，并且实际操作使本课题的研究更有说服力。在此向我的导师——刘老师表达由衷的感谢！此外，在课题的研究过程和论文的撰写过程中，刘老师严谨治学的态度、实事求是的精神给我留下了深刻的印象。刘老师帮我具体审阅了论文，并且逐句的帮我分析改正，使我受益匪浅。刘老师在论文的结构方面也提出了许多建设性的方案意见、倾注了大量心血，在此向刘感谢我的母校为我们提供了这次实习的机会，为我们即将进入社会的时候，提供了实践的机会，加强了我们的知识储备和应对能力，让我们更有信心面对以后的困难。感谢我的每一位亲人，是你们的支持使我走完了在学校的求学生涯，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，父母，永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将截稿之时，我的心情无法安静，从开始进入课题到论文的顺利完毕，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，使我按期完毕了毕业论文，为我的大学生活画上了一个圆满的句号！在这里请接受我真挚的谢意！参考文献[1]Lixinwu，GuoHuadong，LiZhen.DEMGenerationandAnalysisonRuggedTerrainUsingEnvisat/AsarMulti-AngleINSARData[M].Proc.‘EnvisatSymposium2023’，Montreux，Switzerland23–27April2023，(ESASP-636，July2023）.[2]Chen-MinLi，I.-ChengYeh，Shin-FengChen，Tusang-YuanChiang，andLi-ChuanLien.VirtualRealityLearningSystemforDigitalTerrainModelSurveyingPractice[M].Submitted28November2023，accepted1November2023.[3]胡建平，虞祖培.基于AutoCAD的等高线自动绘制程序设计[J].测绘通报，2023，（5）.[4]吴会环.Excel多项式拟合在从DEM内插等高线过程中的应用[M].高校理科研究.[5]王涛，雷蓉.从规则高程格网中提取等高线的优化算法研究[M].青年优秀论文选登.[6]郑凤娇，王祥.1:10000地形图(DLG）数据生产的质量控制与检测[M].地理空间信息.[7]马春艳.基于CASS软件的地籍图矢量化的应用与实现[M].安徽农业科学.[8]吴飞，吴凡.IN向规则格网DEM转换的快速算法[J].测绘科学，2023，(10）.[9]邓思胜，章亚平，吕冰.基于VB和CAD的地形图精度检测记录程序[M].地理空间信息.[10]陈春晖，李明峰，周欢，朱振宇.基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法[J].南京工业大学学报，2023，(10）.[11]刘福保，李卫国.散乱数据曲面拟合的局部加权最小二乘插值方法及权函数的选择讨论[M].数学理论与应用，2023，(9）.[12]邱泽阳，肖双九，杨海成，张树生，张定华.一种基于逼近理论的曲面重构方法[J].计算机辅助设计与图形学学报，2023，(3）.[13]陈洪艳，陈宜金，游代安.基于扫描矢量化地图数据生产的数据质量控制[J].北京测绘，2023，(1）.[14]向佑朋，胡胜.中比例尺地形图扫描矢量化的方法和技巧[J].恩施职业技术学院学报，2023，(3）.[15]彭歆，李坤琼.正交多项式拟合法[J].重庆职业技术学院学报，2023，(5）.[16]蔡来良，吴侃，裴倩，陈爱宁.矿区地表变形等值线图的自动绘制[J].湖南科技