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大比例尺地形图测绘

Published: 2020-03-07

Table of contents
  1. 平面控制测量
  2. 高程控制测量
  3. 数字地形图测绘
  4. 空间数据建库与三维建模

平面控制测量 #

首级平面控制（静态）： 采用GPS静态测量技术，通过联测武汉IGS站，并已知武汉站的CGCS2000的空间三维坐标，就可以得到5个框架点在CGCS2000椭球下的三维坐标。 之所以一个已知点就可以完成转换，是因为CGCS2000和WGS-84椭球差异很小，可以认为只有一个微小量的平移。

将框架网和全面网联合平差，将上一步得到的5个框架网坐标作为已知点，平差便可以得到15个全面网点在CGCS2000椭球下的三维坐标。 当然，三维坐标通过高斯投影，很方便的就得到了所有点的CGCS2000系统下的平面坐标。

图根平面控制（GPS RTK）： 采用GPS RTK测量技术，基准站架好了以后，首先要进行点校正。 在三个已知上进行约一分钟的观测，就可以通过相对定位得到3个已知点的WGS-84坐标。 而3个已知点在CGCS2000系统下的平面坐标和大地高已知，于是通过点校正就可以将坐标系统转换到CGCS2000系统下。 这样，接下来进行的图根点坐标便是CGCS2000坐标系统下的了。

需要注意的事项和遇到的问题：

  1. 选控制点。点位的选择要能够均匀的分布于整个测区，略有偏重的在自己测区中稍微多布设些控制点，并且需要便于调度方案的设计。 选点的时候，应该分成5个小组，并且人员相互混合后去选点。这样又能够提高效率，又能够保证每个组都有成员知道控制点在哪个地方。

  2. 网形的设计。GPS网形设计中，最重要的便是“短边必测”。 设计不当，导致网的强度不够好，就可能导致最终的数据处理难以进行，容易超限。 并且可能需要进行跟多的时段观测，浪费人力物力。采用“翻滚式”调度方案，比较适合本队的点位分布，也能够保证网形的强度。

  3. 各组间的约定。如果某一控制点第一次被观测，可以根据实际情况选择更好的点位。 若更换了控制点点位，一定要在新的点位边进行注明。而其它组找点的时候，若该点不是第一次观测，一定要找到有其它组进行标注过的点位。 否则一旦点位错位，就需要重新进行观测。

  4. 配置集的设定。由于错误的将配置集设置为了“最大精度”，导致最终的数据无法用TGO导出来。 结果只好采用TEQC对数据进行提取，再通过LGO对数据文件进行分割。花费了大量的人力物力，不过好在成功的解决了问题。这也是这次实习过程中的一大收获吧。

  5. GPS控制网的平差。主要包括基线处理、网平差、与武汉IGS站联合平差。 这些过程在以前实习中都有接触，但是武汉IGS站的文件的预处理是一个新的知识点。 并且在这次实习中，遇到了TGO无法使用的情况，所以只好使用南方的GPS网平差软件进行结算。不过南方软件可更改的参数并不多，使用起来比较简单。

  6. 点校正。通过GPS网平差，可以得到GPS网点的CGCS2000下的平面坐标。 通过重新对其中任意三个点进行观测，得到其WGS-84下的坐标，就可以通过点校正，建立图根点的WGS-84坐标和CGCS2000坐标之间的转换关系， 由此可以方便的进行图根点测量，得到的图根点坐标为CGCS2000下的坐标。

  7. 做事要有始有终，谨慎再谨慎。在点校正完成以后，需要在一个一直点上进行检核，在测量完成之后，一定要进行复查。

  8. 选图根点。图根点的选择以保证能够完成测区数字测图任务为前提进行。 图根点可适量多选，因为GPS测量图根点十分方便，一个点只需要几分钟。 倘若到真正测量数字地形图时，发现图根点不够，需要进行支导线时，就会麻烦很多。

高程控制测量 #

首级高程控制（二等水准测量）： 水准测量的两个重要指标——测段往返较差、环闭合差不能超限。水准点至少要选择6个与GPS控制点重合。 进行精密水准的目的，就是测量出GPS平面控制点的正常高。

图根高程控制： 平面控制点的大地高已知后，通过高程拟合（一般为多项式拟合）便可以得到整片区域的高程异常。 这样就可以得到所有图根点的正常高。为数字地形测量提供了稳固的基础。

需要注意的事项和遇到的问题：

  1. i角检验。根据实习任务数要求，每个组员都要进行一次i角检验。 如果只是每天进行一次，就没法满足这个要求。所以做事不单要有始有终，还要细心仔细，看清要求。 I角检验由于形势固定不变，为了提高效率，可以在地面上做好记号，以后的每一次检验都可以不用重新拉线。

  2. 水准点的选择。水准点至少要选择6个与GPS控制点重合。这样才能够比较好的进行高程拟合，求得图根点的正常高。为数字地形图测绘做准备。

  3. 过渡点的选择。过渡点的是必须要有的，否则一旦出错，就要重新测量整个闭合环。 但是过渡点也不是越多越好，因为需要偶数站上过渡点，多了以后需要刻意的调节测站长度，丧失了灵活性。 一般在地面状况较好时，可以少用过渡点，而有较大高差或者地面状况较差时，则应增加过渡点。这样出错以后，返测可以减少工作量。

  4. 过渡点的输入。第一次进行精密水准测量，总是忘记在过渡点上先“在过渡点结束”观测，然后重新进行测量。 所以在最后的数据处理时候，一旦出错，就需要通过复杂的查找，才能够确定过渡点所在的地方，才能够找到错误出现的测段。

  5. 水准测量中的技巧。往测时需要记录手簿。只要保证记录数据时进行了回报确认以后，仪器不提示超限，那么就不需要一直等记录人员计算结束，这样可以提高效率。 并且，由于往测返测需要在同一路线上进行。所以往测时可以用粉笔或者砖头等在地面上做记号，避免返测时重新拉尺，减轻工作量。

  6. 水准数据的编辑。由于大多数组都忘记在过渡点上停止观测，导致需要人工进行数据的编辑。 通过阅读COSALEVEL的水准文件格式说明，就可以按照“起点、终点、距离、高差、测段数”这个格式对文件进行人工提取、编辑。

  7. 水准网平差。水准网平差采用COSALEVEL进行，操作过程十分简单， 但是需要注意的是剔除往返测较差超限的测段、并且对环闭合差超限的闭合环进行仔细地分析，剔除有问题的测段并重新进行平差，直到结果符合规范要求。

数字地形图测绘 #

碎部测量（全站仪）： 数字地形测量使用全站仪进行，只要在测站上输入正确的坐标，后定向成功，便可以进行测量了。

数字成图（南方CASS9.0）：绘制出地物图和地貌图。

需要注意的事项和遇到的问题：

  1. 数字地形测量。地物测量时，只需要抓住特征点，比如房屋3个角点、道路两端和弯曲变化处等。 而进行地貌测量时，很重要的一点就是跑尺人的灵动性。 在什么地方仪器视线不会被遮挡；怎样跑能够以最少的时间、最高的效率完成可视区域的测量；什么时候搬站、搬到哪里去等等问题，都需要跑尺人的经验。

  2. 后视和检核。通过两个已知点，可以得到其方位角，然后通过后视角度测量，就得到全站仪零方向和真北之间的关系。 这样，通过三角高程测量出来的点的平面坐标和高程就是在同一个平面坐标系统下的。为了保证没有定向错误，一定要对另一个已知点进行测量以检查是否出现错误。

  3. 支导线点的坐标，就是通过三角高程得到的，跟碎部点是一样的。 只是为了提高精度，多进行几次观测而已。然后在支导线点上，就可以像图根点一样进行测量。但是支导线不能够支出去太多，否则精度会严重下降。

  4. 测图人必须注意的是，自己提交的成果肯定要是一张完整的250250的地形图，所以不能够以只完成自己测区任务为目的，必要时候还是要像四周扩充以到达250250.

  5. CASS画地物图地貌图并没有太大难度，虽然已经不太熟悉，耐心、仔细的工作还是能够完成一幅较好的图。

空间数据建库与三维建模 #

空间数据建库（ArcGIS）：建立空间数据建库，由高程点、等高线矢量数据建立DEM。

三维建模(3DMAX或sketchup)：利用三维建模工具（3DMAX、sketchup等）进行三维建模，并结合ArcGIS来制作三维景观图。

需要注意的事项和遇到的问题：

  1. 使用Photoshop将倾斜的照片拉正是一个繁琐的过程，尤其是对圆形建筑，更是复杂非常。 这个过程没有太大技巧，就是需要时间、精力慢慢的将图像拉正、美化。

  2. 将CASS地物图导入ARCGIS时，特别需要注意的一点——不能够有汉字。有汉字就无法成功导入。 导入后对有用字段进行编辑，无用字段则删除，然后为建筑物添加一个“HEIGHT”字段，为其附上高程。

  3. 在SKETCHUP中对三维实体进行编辑。为了使三维模型更加真实，需要对三维模型进行进一步的修缮。比如增加房檐、梁柱等工作。 完成以后就可以将拉正的照片作为纹理，贴到三维模型上面去。


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