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1、 毕业论文数字测图在工程测量中的应用系别： 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 摘要:数字制图技术是在现场数据采集系统和计算机使用情况调查工作的辅助行业内的绘图系统:。该系统使工程测量内业计算的自动化与可视化成为可能。系统的模拟模块具有在计算出放样数据的基础上迭加误差,进行模拟外业,通过经验知识的积累,达到精度预测的目的功能。系统避免了人工作业过程中可能出现的各种粗差甚至错误,为工程测量、尤其是精密工程测量精度的提高提供经验数据参考与依据。 关键词: 工程测量; 数字地图 实际应用第一章 数字地图在工程测量中的发展传统工程测量的生产过程(这里主要指测设过程)都是以时空为依据划分为各
2、个过程,人工干预多,作业周期长,内业实际是并不复杂的手工简单重复计算。而且,测量总是和数据打交道,人为因素越多,出错的概率越大。从测设的实质看,其过程是一个获取数据、处理数据、外业操作、数据检核等过程。如何使这样的一个传统流程自动化、可视化,把工程测量人员从重复的简单计算中解放出来,杜绝由于计算失误所造成的错误,防止在工程测量中由于测量的粗差甚至错误给工程造成的损失,是一个值得探讨的问题。新技术的发展为自动化、可视化的作业流程提供了可能。本文所探讨的基于数字地图的工程测量系统,充分利用了数字地图的作用,能自动计算放样数据。通过在系统中加入知识和经验积累,系统能模拟外业结果,具有精度预测的功能。
3、 随着信息技术的不断发展,大比例尺数字测图和传统测图在概念上已出现很大的不同。传统大比例尺测图是以生产纸质地图为惟一目的。而数字大比例尺测图则不同,它是GIS乃至数字地球的重要数据源之一。不论是制图技术还是GIS的发展,数字地图越来越受到关注,数字地图不仅仅是测绘界的需要,也是数字化时代的要求。数字地图不仅仅是地图的数字化表现形式,从传统手工地图到机助制图、到数字地图也不仅仅是形式和工具的变化发展,从本质上讲,数字地图在数据组织、资源共享、现势性、开放性等各个方面都有其有别于传统意义上的地图的特定要求。有些学者称之为“面向GIS的数字地图”。第二章 系统设计数字地图由空间数据和属性数据组成,为
4、系统功能的实现提供了一个数字化和可视化的平台。系统功能如下。1.放样数据的自动计算1.1.控制点数据向系统的传输。系统根据人工指令读取放样所需要的起算数据,自动记录其点位关系,如导线的起算边的相应坐标、坐标编号及坐标点之间的关系,作为起算数据输入下一个流程。1.2确定参数。系统根据工程测量的不同项目预置了相应算法,如放样建筑物4个角点的坐标,在放线测量中选择相应的参数。这些参数随工程测量项目的不同而不同。对放样建筑物4个角点坐标这样简单而常见的项目,参数选择为2维点,曲线测设选择圆曲线或缓和曲线等。1.3放样数据计算。系统读取放样点的坐标,对曲线测设,系统读取曲线参数等数据,通过内置的坐标反算
5、程序(对曲线测设自然调用曲线测设计算程序),算出放样数据。至此,完成了对于常规工程测量外业之前的测设数据获取。2. 外业模拟、精度预测与精度分析2.1 外业模拟、精度预测。系统在放样数据计算出来以后,即进行噪声迭加来正算放样点坐标。仍以放样4个建筑物角点坐标为例,实际是通过人为加入误差,模拟外业的过程。噪声主要来源于仪器误差、观测误差、定位误差、环境因素影响等。这些误差项是经验的,需要不断积累才会逐渐趋于合理。当迭加误差后的点位精度低于放样点的要求精度时,则需要从几个误差来源考虑如何减小误差,提高放样的精度2,这对于精密工程测量的施工设计尤为重要。2.2 精度分析。外业结束后的检核结果通过系统
6、“展点”到数字地图上。这样数字地图上对于每个放样点就有3个数据:理论点位(如果我们不考虑数字地图本身的误差)、实际放样结果点位、模拟点位。实际放样结果点位和理论点位之间的误差应该满足放样的精度要求。而对系统的期望是实际放样结果点位和模拟点位相差越小越好,即我们希望经验的误差靠近实际误差,这样可以在放样之前预测放样结果。随着工程项目的增加,经验数据的可靠性会越来越强,因为积累的先验知识又会作为新项目误差的预计经验。如贯通测量中支导线延伸时,可将通视条件、风的影响等外界因素的影响考虑进去,将外界因素作为误差的经验函数加入误差项。在电子地图上可以方便地给出放样点,将放样数据,模拟放样结果与检核结果同
7、时在数字地图上显示,一方面可以以实际检核结果修正误差经验函数,另一方面,图和枯燥的数据相比一目了然,点位调整也更加方便可靠。系统用VB结合AutoCAD作为开发工具,开发过程简单。第三章 数字制图的实际应用RTK与全站仪联合测绘地形图,可以优劣互补。在进行地形测量时,空旷地区的地形、地物用RTK测之;村庄、城市内的建筑物、构筑物用RTK实时给出图根点的三维坐标,然后用全站仪测之。这样可以大大加快测量速度,提高工作效率。由于受到条件的限制，我们这次是完全用全站仪进行数字测图。借此机会我试结合我实习中实践的工程黑龙江省五常市权属调查1:500地籍图测量，进行粗略的分析。如图所示 我们先利用飞机的航
8、拍图将五常市划分成33个区域 然后逐一进行测量。1测量前的准备工作1.1测站点的测设数字测图时应尽量利用各级控制点作为测量点。但由于五常市地表上的地物、地貌极其复杂零碎的，要全部在各级控制点上采集到所有的碎部点往往比较困难，所以我们除了利用各级控制点外，还增设了很多测站点。特别是在小沟，小山脊转，房屋密集的居民地，我们加多了测站点的数量。1.2仪器器材、资料准备我们准备的器材主要包括：一台RTK 全站仪 对讲机 花杆 反光棱镜。资料的准备：我们在数据采集之前，我们将测区的全部已知点成果通过计算机输入全站仪的内存里面，以便调用2碎步测量2.1全站仪的简单操作流程整平对中, 对中偏差不得超过1 m
9、m 把全站仪架设在控制点或图根点上，以通视的控制点或图根点作为后视点，后视点为检核点进行检核, 偏差在限差范围内方可进行碎步点的采集。我们在五常搞的权属调查工程师给我们的限差是平面在1cm左右，高程在3cm左右。2.2数据采集作业过程测量小组一般都是三个人组成，一个主要负责草图勾绘和控制点制作，其余两个负责具体测量。遵循“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”、“步步有检核”的原则。每次作业顺序为：确定测站点。确定测站点时，要尽量保证大的可视区域，同时还要保证有可通视的已知点。所以，在实际作业时一般将测站点定在较高的坡或山顶，以避免经常迁站。 架设仪器。架设仪器时，要保证仪器架稳，
10、一般是将三脚架的腿间距稍微放大些，保证平稳。角度过大将导致全站仪过低，给观测带来不便，同时也影响观测员的行动；角度过小时全站仪放置不稳，存在仪器损害的潜在危险。观测前要进行仪器的校验，对准已知点，以保证数据均为可信数据。 立棱镜，测量读数。立镜时要保证镜竿尽量竖直，每个碎布点保持间距35-45米左右。实际碎部点间距大多在35米左右，符合精度要求。全站仪能够自动保存数据，读数较快。一般有两到三人负责立棱镜，其中两人同时立镜。 记录。本次外业数据采集作业采用的是无码作业，这种方法的优点是采集数据速度快，缺点是只能是采集数据，无法对数据的性质进行分类记录，所以在观测同时要进行草图的勾绘，如：山脊线、
11、山谷线、探槽等特殊数据就要在草图上记录下来，以便内业作业。一般由一人主测，另一人勾绘草图 测站点检验及检核。在测量一定点数后或迁站时，要进行一次测站点检核。检核方法为：重测某一已知点（一般为后视控制点），检验两次误差是否符合技术要求。如果误差超出范围则所测数据有误。3内业处理3.1数据的传输用数据通讯线连接电子手薄和计算机，把野外观测数据传输到计算机中，每次观测的数据要及时传输，避免数据丢失。等数据传好之后把dat格式的文件用txt文本打开，查看里面的点号是不是与白天所测得得点号一致，以免传输错误。3.2内业电子草图的勾绘我们在五常那边的测图范围一般都是地势平坦地区，应用散点表示地形的变化，散
12、点分布均匀合理。特殊地貌采用正确的地貌符号进行表示。数字测图中，碎部测量的主要方法为极坐标法，在实测得多数碎部点的坐标后，可以用软件中的方向交会、距离交会、十字尺测量法或两算定点等方法来取得其余各点的坐标，在辅以软件中的偏移、拷贝、延伸等功能，得到最后的图形。 每天外业作业完成后，晚上回来后要进行电子草图的勾绘，以防止手绘草图丢失后给成图造成不便。电子草图的勾绘根据手绘草图将特殊地物地貌点相连，并进行一定的修补。 4.内业成图 4.1成图软件介绍：内业成图利用南方CASS 7.1软件。 CASS 7.1在数字化成图方面的技术特色： 1.更加便捷的简码用户方案。 2.更加完善、使用的电子平板。
13、3.更加底层的骨架线技术。 4.更加直观、便捷的图上比例尺更改。 5.更加直观高效的地物遍及。 6.更加丰富的DTM建模与等高线绘图技术。 7.提供了更多的用户化途径。 8.全面采用ObjectARX开发技术。 9.加集中的参数设置模式。 4.2内业成图方法： 内业将利用外业草图，采用南方CASS7.1软件进行成图。成图比例尺为1：500。地貌与实地相符，地物位置精确，符号利用要正确。地物要按地形图图式规定的符号表示。房屋轮廓需用直线连接起来，而道路、河流的弯曲部分则是逐点连成光滑的曲线。不能依比例描绘的地物，应按规定的非比例符号表示。4.2.1内业成图具体过程：展点（高程点或点号）：在绘图处
14、理的下拉菜单中选择“展点”项的“野外测点点号”在打开的对话框中选择自己所需要的文件，然后单击确定便可以在屏幕展出野外测点及点号。房屋轮廓需用直线连接起来，而道路、河流的弯曲部分则是逐点连成光滑的曲线。不能依比例描绘的地物，应按规定的非比例符号表示。DTM的建立：在等高线的目录下选择由数据文件建立DTM，输入绘图比例1：500，选择不考虑坎高，回车以后在选择直接显示建立三角网的结果； 三角形的修改：在等高线的目录下选择“删除三角形”，“增加三角形”，“过滤三角形”，“三角形内插点”，“重组三角形”的命令，按照提示进行操作可以对三角网进行修改。 勾绘等高线：在等高线的目录下选择“勾绘等高线”，输入
15、等高距2米，选择“张力样条拟合”。 等高线的修饰（包括修饰与高程注记）：在等高线的目录下选择“删除三角网”，修改不正确的等高线，并沿直线注记等高线或单独注记。 加图廓的方法：首先利用工程应用查询图框的长，宽；在绘图处理的目录下选择“加任意图幅” ，在打开的对话框中输入测图员的姓名、长宽、接图表等与图相关的内容，拾取图的左下角坐标。完成内业地图勾绘。 结束语随着科学技术的进步，电子计算技术的迅猛及其向各专业的渗透，以及电子测量仪器的广泛应用，促进了地形测量的自动化和数字化。测量成果不止是可以绘制在图纸上的地形图（即以图纸为载体的地形信息），而主要是以计算机磁盘为载体的数字地形信息，其提交的成果是
16、可供计算机处理、远距离传输、多方共享的数字地形图。数字测图是一种全解析的计算机辅助测图方法，与图解法测图相比，其具有明显的优越性和广阔的发展前景。它将成为地理信息系统的重要组成部分。测绘科学技术的发展,传统的测图方法正逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。技术在更新，我们的知识也需要更新，所以现在的我们还要不停的学习新知识，为自己的将来而奋斗。参考文献1. 潘正风，杨正尧等.数字测图的原理与方法，武汉大学出版社，2004.96-103;2. 杨晓明，王军德 数字测图，测绘出版社 2009 76-81; 3.张博 数字化测图，测绘出版社 2010 33-40;4.李宝玉 大比例尺数字化测图技术，西南交通出版社 2009 88-93;5.黄瑞 地理信息系统 测绘出版社 2010 120-122.