水利工程論文-大比例尺全數字地形測圖在城市測量中的應用研究摘要：全數字地形測圖是在現(xiàn)代機助制圖技術支持下發(fā)展起來的高新測圖技術。隨著GPS、GIS等相關技術的發(fā)展，全數字地形測圖得到了迅速的發(fā)展和應用。為滿足城市規(guī)劃和建設的需要，許昌市規(guī)劃局決定采用高新技術建立與國家平面及高程系統(tǒng)統(tǒng)一的高精度基礎控制網及全數字化1：1000地形圖圖庫，由河南省第一測繪院對該市近120KM2范圍內進行了GPS城市首級控制測量，100KM2的范圍內進行內外業(yè)一體化1：1000全數字地形圖測量，從1997年8月至1999年7月整個工程已全部完成，經許昌市規(guī)劃院的應用實踐證明，全數字內外業(yè)一體化地形測圖，速度快，精度高，為許昌市的經濟建設、城市發(fā)展提供了可靠的數據信息，取得了令人滿意的效果。關鍵詞：大比例尺全數字地形測圖城市測量全數字地形測圖是在現(xiàn)代機助制圖技術支持下發(fā)展起來的高新測圖技術。隨著GPS、GIS等相關技術的發(fā)展，全數字地形測圖得到了迅速的發(fā)展和應用。為滿足城市規(guī)劃和建設的需要，許昌市規(guī)劃局決定采用高新技術建立與國家平面及高程系統(tǒng)統(tǒng)一的高精度基礎控制網及全數字化1：1000地形圖圖庫，由河南省第一測繪院對該市近120KM2范圍內進行了GPS城市首級控制測量，100KM2的范圍內進行內外業(yè)一體化1：1000全數字地形圖測量，從1997年8月至1999年7月整個工程已全部完成，經許昌市規(guī)劃院的應用實踐證明，全數字內外業(yè)一體化地形測圖，速度快，精度高，為許昌市的經濟建設、城市發(fā)展提供了可靠的數據信息，取得了令人滿意的效果。一、全數字地形測圖的基本原理地形測量包括控制測量和地物、地貌測量兩大內容。傳統(tǒng)的平板儀測圖和經緯儀（或測距經緯儀）測圖通稱白紙測圖，它主要采用解析法和極坐標法，其成果為模擬式的圖解圖。由于其成圖周期長、精度低、勞動強度大等局限逐漸被淘汰。而全數字地形測圖順應現(xiàn)代測繪技術新潮流，利用先進的測量儀器（如GPS接收機、電子全站儀等）和自動化成圖軟件，采用各種靈活的定位方法進行的以數字信息表示地圖信息的測圖工作，它的成果為模型式的數字圖。具體講就是，以傳統(tǒng)的白紙測圖原理為基礎，采用數據庫技術和圖形及數字處理方法，實現(xiàn)地圖信息的獲取、變換、傳輸、識別、存貯、處理、顯示、編輯修改和計算機繪圖。與傳統(tǒng)白紙測圖相比，全數字地形測圖不僅僅是方法的改進，而是技術本質的飛躍。它主要有以下幾個特點：1、打破了內外業(yè)的界線，從首級控制到最終成圖，實行一體化作業(yè)，并且大大減輕了室外作業(yè)的強度，縮短了成圖周期。2、打破了分級布網、逐級控制的原則。一個測區(qū)可一次性整體布網、整體平差，控制網可以是任意混合，所需控制點數目比傳統(tǒng)白紙測圖大大減少，圖根控制的加密可與碎部測量同時進行。3、碎部點的記錄要求具有特定的格式，這種格式能被數字測圖軟件所識別，能和數據庫的建立統(tǒng)一起來；碎部點測量時可較多地應用自由設站的方法建立測站點，確定碎部點坐標的方法除極坐標方法外，還可靈活采用方向交會法、距離交會法、直角偏距法、導線法、對稱點法等諸多方法，根據測區(qū)情況，可采用無碼作業(yè)和編碼作業(yè)。4、碎部量測時不受圖幅邊界的限制，外業(yè)可不分幅作業(yè)，由內業(yè)成圖時自動進行分幅與接邊處理。二、許昌市實施內外業(yè)一體化全數字地形測圖技術路線許昌市城市地形測量工程規(guī)模較大，控制面積120M2，且成圖比例尺為1：1000的大比例尺，測區(qū)雖然地勢平坦，地貌并不復雜，但地處城區(qū)與郊區(qū)，地物種類齊全，分布繁雜。城區(qū)高層建筑物較多，微波塔架林立，高壓電網縱橫，商貿區(qū)與舊城區(qū)內房屋密布，道窄巷深，且多死胡同，近郊區(qū)群落居民地縱橫交錯?？紤]到以上特點，我們在技術上作了以下設計：1、考慮到GPS的點位要求，首級控制網的相對獨立性、重要性以及今后的進一步應用，為保證精度，我們仍沿襲了分級布網的格局。首級基礎平面控制網采用GPS靜態(tài)相對定位方法布網，設計60個待定點，相對均勻地分布在120KM2的控制范圍內，下面布設、級電磁波測距導線。高程控制網以三個已知國家水準點組成三等水準網，作為測區(qū)首級高程控制，、級導線用四等水準聯(lián)測。2、根據我院多年的應用開發(fā)經驗，我們選擇了廣州開思公司的“SCS多用途數字地籍測繪與管理系統(tǒng)”作為電子平板。該系統(tǒng)具有成圖方法多、自動化程度高、編輯方法快捷、圖形與數據（包括編碼及屬性信息）自由等價轉換等特點，經實踐證明，是一套十分優(yōu)秀的自動測圖系統(tǒng)。3、依據測區(qū)特點，結合SCS軟件的功能，經過具體的測圖實踐，我們選擇了外業(yè)無碼作業(yè)，在室內作引導文件，然后進入編輯的成圖方法，提高了工作效率。值得注意的是，外業(yè)采點不可能也沒必要點點俱到，利用野外采點的框架，輔以細部的丈量信息，然后直接按草圖編輯是以上方法的重要補充。4、在數據的組織與管理上，向GIS靠攏，為以后建立UGIS（城市地理信息系統(tǒng)）打下了堅實基礎。按相關地類組織地物數據，分成10個大層，多邊形保持一個整體，等高線賦高程值，地物數據具有基本的屬性信息。另一方面，所有的線型、符號等宣傳符合最新的規(guī)范、圖式要求。經過優(yōu)選的技術方案，可從下圖清晰地表達出來：許昌市1：1000全數字地形測圖的技術路線GPS首級平面控制等水準首級高程控制、級導線控制圖根導線控制等水準網控制野外碎部量測點位信息特征信息繪草圖（拓撲信息）細部丈量信息數據傳輸數據處理SCS核心功能地物模型地貌模型屏幕編輯圖形文件存盤地形圖三、許昌市全數字城市地形測量的幾點體會1、將傳統(tǒng)的逐級控制方法與現(xiàn)代測量技術手段相結合，既保證了成果的高精度，又保證了作業(yè)的高速度。據統(tǒng)計，GPS首級控制點中誤差（80坐標系）最大為1.48cm（點位中誤差允許5.0cm），、級導線最大測角中誤差4.23秒（108個點），四等水準網最弱點中誤差最大為1.673cm。經實地檢查，地形圖中相鄰地物點間距中誤差為0.09m，主要街道兩邊各地物點相對于鄰近圖根點的點位中誤差為0.18m。如此高精度是傳統(tǒng)測繪技術手段無法達到的。2、即用即測，