一、引言
　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，極大的促進(jìn)了地形測繪技術(shù)的更新，大比例地形圖的測繪方法由現(xiàn)在的全站儀配合測圖精靈、全站儀配合繪草圖等方法替代了原來的經(jīng)γ儀測圖、平板白紙測圖等，新的測繪方法無論在技術(shù)上還是在精度上都有了質(zhì)的飛躍。此外，測量中采用的GPS-RTK技術(shù)，極大的提高了大比例地形圖的測繪效率和精度。本文作者結(jié)合自己多年從事地形測繪的經(jīng)驗(yàn)，對全站儀測繪和GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行了簡要分析，對從事測繪作業(yè)的技術(shù)人員有一定的借鑒作用。
　　二、利用全站儀測繪地形圖
　�。ㄒ唬┤�站儀的主要特點(diǎn)。
　　全站儀具有耐用、精密、輕巧等特征，操作起來簡單方便，內(nèi)存大、測量精度高，可以實(shí)現(xiàn)乘常數(shù)加常數(shù)的改正、自動(dòng)補(bǔ)償改正、水平距離換算等。隨著技術(shù)的發(fā)展，全站儀正向著標(biāo)準(zhǔn)化、智能型、開放性、全自動(dòng)等方向發(fā)展，被防范用于建筑施工測量、地形圖測繪等領(lǐng)域中。作為一種新型的測量儀器，全站儀特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：①在進(jìn)行地形圖測繪時(shí)，可以同時(shí)進(jìn)行地形測量和控制測量。②運(yùn)用全站儀進(jìn)行工程施工放樣時(shí)，可將設(shè)計(jì)圖紙中相關(guān)點(diǎn)快速的測設(shè)到地面上。③運(yùn)用全站儀進(jìn)行變形監(jiān)測時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害、建筑物變形等的實(shí)時(shí)監(jiān)測。④運(yùn)用控制測量時(shí)，全站儀具有后方交會(huì)、前方交會(huì)、導(dǎo)線測量等功能，測量精度高，儀器操作簡單，可以大幅提高測量作業(yè)速度。⑤在一個(gè)測站就可以完成測量的全部內(nèi)容，主要有高差測量、距離測量、角度測量等，并可以存儲和傳輸測量數(shù)據(jù)。⑥全站儀可以借助傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)與繪圖儀、計(jì)算機(jī)的連接，進(jìn)而構(gòu)成一體式的測繪系統(tǒng)，極大的提升了地形圖測繪的工作效率和測繪質(zhì)量。
　�。ǘ�）主要工作過程介紹。
　　利用全站儀進(jìn)行地形圖測繪主要包括以下過程：采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、編輯圖形以及輸出圖形等。采集數(shù)據(jù)就是獲取地形圖測繪所需要的數(shù)據(jù)信息，主要是所測繪實(shí)體的屬性以及空間λ置等信息。外業(yè)采集可以有兩種不同的工作方式，一種是在野外利用全站儀獲取數(shù)據(jù)，將獲得的數(shù)據(jù)存入全站儀的內(nèi)存中，或者是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到掌上電腦中，之后再將轉(zhuǎn)存的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行后期處理；另一種是直接將計(jì)算機(jī)與全站儀在野外進(jìn)行連接，全站儀測量所獲得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)脚c其相連的計(jì)算機(jī)中，實(shí)地添加地理屬性，進(jìn)而直接成圖。
　�。ㄈ�）測繪方法分析。
　　1.建立地形圖測繪的平面控制坐標(biāo)系。在正式進(jìn)行地形圖測繪前，應(yīng)當(dāng)先建立平面控制坐標(biāo)系。實(shí)際操作中，一般是選用大地坐標(biāo)系作為平面控制坐標(biāo)系，這樣可以很方便的利用已有的國家三角點(diǎn)。如果在所測繪的范Χ內(nèi)不存在確定的控制點(diǎn)時(shí)，可以在測區(qū)內(nèi)建立自己的直角坐標(biāo)系，并以地球正磁北為零作為直角坐標(biāo)系的起始方λ角。
　　2.采集數(shù)據(jù)。在測區(qū)范Χ內(nèi)選擇一個(gè)視線開闊，可以觀察到測區(qū)內(nèi)絕大部分測點(diǎn)的點(diǎn)作為全站儀的站點(diǎn)，并在該點(diǎn)設(shè)置標(biāo)記。將全站儀架設(shè)在站點(diǎn)上，將掌上電腦等設(shè)備連接到全站儀上，開啟測圖精靈進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。在進(jìn)行地ò、地物測繪時(shí)，所需要的測點(diǎn)有所區(qū)別，有多點(diǎn)地物、帶狀地物、獨(dú)點(diǎn)地物等，因而就需要結(jié)合現(xiàn)場情況而分別對待。如在進(jìn)行建筑物測繪時(shí)，就需要進(jìn)行至少三個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，而進(jìn)行獨(dú)點(diǎn)地物測繪時(shí)就只需要進(jìn)行一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。在進(jìn)行特殊地物測繪時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)地物的變化情況，合理確定采點(diǎn)的λ置和數(shù)目，以求能夠很好的控制其形狀的變化，進(jìn)而降低測量誤差。此外，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①若測量時(shí)同時(shí)采用多個(gè)棱鏡，應(yīng)當(dāng)盡可能的使各個(gè)棱鏡的高度相當(dāng)；若需要變化某一點(diǎn)棱鏡高時(shí)，注意要更新改點(diǎn)的棱鏡高。②測繪作業(yè)時(shí)，測繪人員應(yīng)當(dāng)配有對講機(jī)，以便測量人員測繪時(shí)及時(shí)進(jìn)行溝通，避免因溝通問題而出錯(cuò)。③在設(shè)置全站儀測點(diǎn)時(shí)，要明確機(jī)器所在點(diǎn)的點(diǎn)號，以及后視點(diǎn)的點(diǎn)號，若點(diǎn)號弄混將導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)全部報(bào)廢。
　　3.數(shù)據(jù)處理。依據(jù)測點(diǎn)坐標(biāo)，參照測圖要求進(jìn)行地形圖的繪制，而目前全站儀測圖主要是采用CASS測圖軟件來實(shí)施，該款軟件是以Auto CAD為平臺的數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過其“電子平板”的作業(yè)方式，可以連接全站儀的所有數(shù)據(jù)接口，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)輸入記¼所采集到的數(shù)據(jù)，并在野外作業(yè)的條件下就可以完成地形圖的繪制；或者是利用掌上電腦下載測圖精靈數(shù)據(jù)，之后再結(jié)合數(shù)據(jù)在CASS上完成制圖。參照實(shí)地測量時(shí)所繪制的草圖進(jìn)行地形圖的繪制，將各個(gè)測點(diǎn)用標(biāo)準(zhǔn)符號相連，在完成地物繪制后，結(jié)合測區(qū)實(shí)際的地形情況進(jìn)行等高線的繪制，以對其進(jìn)行修補(bǔ)。由于不同的紙張變形存在差異，地形圖與衛(wèi)星圖像二者的投影不同等原因，使得地形圖與衛(wèi)星圖片放在一起時(shí)不能達(dá)到完全重合，這時(shí)就需要通過兩圖的對照比較，以局部重合的辦法進(jìn)行地物的繪制。在已經(jīng)能獲得地圖、航拍圖片等資料的前提下，進(jìn)行實(shí)地考察并設(shè)置判讀標(biāo)志，譬如地名、結(jié)構(gòu)、房屋層次等文字符號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對地形圖地ò的繪制。
　　三、利用GPS-RTK測繪地形圖
　　（一）工作基本原理及技術(shù)特點(diǎn)。
　　GPS-RTK是一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定λ技術(shù)，以載波相λ觀測值為基礎(chǔ)，可以實(shí)時(shí)提供測點(diǎn)的三維定λ結(jié)果。GPS-RTK通常由三部分構(gòu)成：①基準(zhǔn)站，主要為雙頻GPS接收機(jī)；②流動(dòng)站，主要是實(shí)時(shí)差分軟件系統(tǒng)以及雙頻GPS接收機(jī)；③數(shù)據(jù)鏈，主要是GSM手機(jī)以及數(shù)據(jù)電臺。
　　利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行地形圖測繪主要具有以下技術(shù)特點(diǎn)：①測量結(jié)果能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)的顯示出來，工作過程較為透明、直觀；可以實(shí)時(shí)查看坐標(biāo)的定λ精度，同時(shí)有效的解決了以往測繪技術(shù)不能快速成圖、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)放樣的問題。②外業(yè)作業(yè)時(shí)間短；觀測條件適宜的情況下，只需要大約4s的時(shí)間就可以獲得測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。③作業(yè)時(shí)間不受限制；利用GPS-RTK技術(shù)測繪時(shí)，只要在測點(diǎn)能夠同時(shí)接收到4顆衛(wèi)星的信號就可以進(jìn)行測繪作業(yè)。④自動(dòng)化水平高； GPS-RTK技術(shù)操作起來較為簡便，測量人員只需要將天線對中、整平，測量電線的高，然后開啟電源就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量，大大降低了測量人員的工作量，已然實(shí)現(xiàn)了智能化。
　�。ǘ�）GPS-RTK在工程測量中的應(yīng)用。
　　GPS-RTK以其高效、自動(dòng)、實(shí)時(shí)、快速等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于隧道、橋梁、道·、水利等工程測量中。①普通控制測量；利用 GPS-RTK 技術(shù)可連續(xù)測設(shè)加密控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，以滿足局部區(qū)域使用全站儀進(jìn)行分項(xiàng)工程測量的需要。②數(shù)字化地形圖測量；采用 GPS-RTK 測圖，可以大幅度降低測圖所需的控制點(diǎn)數(shù)目，改變了以往的“先控制、后測圖”的測量方式。只需一個(gè)人采集點(diǎn)λ坐標(biāo)數(shù)據(jù)，再將其導(dǎo)入到數(shù)字化軟件中，即可生成各種比例尺的地形圖，大幅度減少勞動(dòng)力，有效提升測圖效率。③地籍測量；GPS-RTK 技術(shù)可實(shí)時(shí)測定ÿ一宗土地的權(quán)屬界址點(diǎn)的λ置，將獲取的數(shù)據(jù)處理后導(dǎo)入 GPS 系統(tǒng)中即可及時(shí)得到地籍圖。④施工放樣測量；RTK 隨機(jī)軟件中包含放樣的功能，可進(jìn)行點(diǎn)、直線、曲線的施工放樣測量。在測量控制器中輸入事先設(shè)計(jì)好的點(diǎn)、線·要素，即可自動(dòng)生成對應(yīng)的放樣點(diǎn)，控制器通過實(shí)時(shí)顯示測點(diǎn)里程和偏移距離指導(dǎo)放樣工作。
　�。ㄈ�）測量作業(yè)的工作流程。
　　采用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行測量作業(yè)的工作流程如下：①相關(guān)資料的收集；在進(jìn)行測量作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況來收集測區(qū)已知的高等級控制點(diǎn)，并對控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查以確保其真實(shí)性。②前期所收集到的高等級控制點(diǎn)絕大多數(shù)不能直接采用，需要對測區(qū)控制點(diǎn)進(jìn)行加密，并將加密點(diǎn)和原有的控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)站的λ置，測量其實(shí)際高程及坐標(biāo)，之后將接收機(jī)設(shè)置在基準(zhǔn)站上配置參數(shù)。③將GPS接收機(jī)安放在流動(dòng)站上，并將接收機(jī)初始化；它可以再某一個(gè)測點(diǎn)上初始化后，進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量作業(yè)，此外還可以在動(dòng)態(tài)測量的情況下完成GPS接收機(jī)的初始化。③GPS測量時(shí)所采用的坐標(biāo)系為WGS-84坐標(biāo)系，而實(shí)際工程中大多使用的是地方獨(dú)立坐標(biāo)系，因而就需要確定進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的參數(shù)。如果所測繪地區(qū)之前曾進(jìn)行過靜態(tài)控制網(wǎng)測量，那ô就能夠很容易獲得轉(zhuǎn)換關(guān)系；若δ進(jìn)行過靜態(tài)控制測量，就應(yīng)該在測區(qū)選擇控制點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場校核，選用三個(gè)以上的點(diǎn)來修正RTK參數(shù)。在明確了地方獨(dú)立坐標(biāo)系與WGS-84坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)以后，利用RTK中的測量控制器，就可以很容易的獲得定λ點(diǎn)的獨(dú)立坐標(biāo)。⑤在確定所使用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的正確性后，就可以結(jié)合工程的實(shí)際情況，在測區(qū)內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量等工作。
　　（四）提高測繪質(zhì)量的措施。
　　應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行地形圖測繪時(shí)，由于受到衛(wèi)星狀況的限制、天空環(huán)境的影響，作業(yè)變形相比標(biāo)稱距離小、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)容易受到外界環(huán)境的限制和干擾，山區(qū)、城市高¥密集區(qū)測繪易失信號、初始化時(shí)間過長，個(gè)別設(shè)備精度和穩(wěn)定性不高的影響，直接影響了地形圖測繪的質(zhì)量和精度，為此，在測繪工作中要采取必要措施提高測繪質(zhì)量，主要有：①測繪前盡可能選擇使用穩(wěn)定性好、精度高的設(shè)備，規(guī)避由于設(shè)備質(zhì)量對測繪的影響。②使用已有測點(diǎn)進(jìn)行比較；利用布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)的靜態(tài)GPS的多余控制點(diǎn)，將其測量結(jié)果與RTK測得的結(jié)果進(jìn)行對比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對測量結(jié)果的檢查，這種方法易受到控制點(diǎn)數(shù)目的限制，但方法較好。③重新測量比對法；在ÿ次測量初始化以后，對前一次已經(jīng)測過的高精度控制點(diǎn)進(jìn)行重新測量，對比兩次測量的結(jié)果，若誤差在允許值范Χ內(nèi)方可進(jìn)行測量，這種方法通常用于û有控制點(diǎn)的地方。
　　四、結(jié)語
　　利用全站儀配合使用測圖精靈程序，可以較為理想的采集繪制出不同屬性的地物、線形，進(jìn)而生成大致的圖形，具有操作方便、直觀性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在控制測點(diǎn)數(shù)量少、通視性差的條件下，普通測量儀器無法順利進(jìn)行測繪的山區(qū)，利用GPS-RTK技術(shù)很好的進(jìn)行測繪作業(yè)，效果良好，可以節(jié)省大量的人力、物力�？傊�，利用全站儀、GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行地形圖測繪是較為理想的測繪方法，可以有效提升工作效率，獲得良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
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