大比例尺全数字地形测图在城市测量中的应用

2024-06-01

大比例尺全数字地形测图在城市测量中的应用（精选3篇）

大比例尺全数字地形测图在城市测量中的应用篇1

全数字地形测图是在现代机助制图技术支持下发展起来的高新测图技术.随着GPS、GIS等相关技术的发展,全数字地形测图得到了迅速的发展和应用.为满足城市规划和建设的需要,某市市规划局决定采用高新技术建立与国家平面及高程系统统一的.高精度基础控制网及全数字化1:1000地形图图库,从8月至7月整个工程已全部完成,经某市市规划院的应用实践证明,全数字内外业一体化地形测图,速度快,精度高,为某市市的经济建设、城市发展提供了可靠的数据信息,取得了令人满意的效果.

作者：韩艳荣作者单位：大庆市国土资源局让胡路分局,黑龙江,大庆,163453刊名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(9)分类号：P2关键词：大比例尺全数字地形测图城市测量

大比例尺全数字地形测图在城市测量中的应用篇2

地形测量包括控制测量和地物、地貌测量两大内容。传统的平板仪测图和经纬仪 (或测距经纬仪) 测图通称白纸测图, 它主要采用解析法和极坐标法, 其成果为模拟式的图解图。由于其成图周期长、精度低、劳动强度大等局限逐渐被淘汰。而全数字地形测图顺应现代测绘技术新潮流, 利用先进的测量仪器 (如GPS接收机、电子全站仪等) 和自动化成图软件, 采用各种灵活的定位方法进行的以数字信息表示地图信息的测图工作, 它的成果为模型式的数字图。具体讲就是, 以传统的白纸测图原理为基础, 采用数据库技术和图形及数字处理方法, 实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示、编辑修改和计算机绘图。与传统白纸测图相比, 全数字地形测图不仅仅是方法的改进, 而是技术本质的飞跃。它主要有以下几个特点:

打破了内外业的界线, 从首级控制到最终成图, 实行一体化作业, 并且大大减轻了室外作业的强度, 缩短了成图周期。

打破了分级布网、逐级控制的原则。一个测区可一次性整体布网、整体平差, 控制网可以是任意混合, 所需控制点数目比传统白纸测图大大减少, 图根控制的加密可与碎部测量同时进行。

碎部点的记录要求具有特定的格式, 这种格式能被数字测图软件所识别, 能和数据库的建立统一起来;碎部点测量时可较多地应用自由设站的方法建立测站点, 确定碎部点坐标的方法除极坐标方法外, 还可灵活采用方向交会法、距离交会法、直角偏距法、导线法、对称点法等诸多方法, 根据测区情况, 可采用无码作业和编码作业。

碎部量测时不受图幅边界的限制, 外业可不分幅作业, 由内业成图时自动进行分幅与接边处理。

考虑到GPS的点位要求, 首级控制网的相对独立性、重要性以及今后的进一步应用, 为保证精度, 我们仍沿袭了分级布网的格局。首级基础平面控制网采用GPS静态相对定位方法布网, 设计60个待定点, 相对均匀地分布在120KM2的控制范围内, 下面布设Ⅰ、Ⅱ级电磁波测距导线。高程控制网以三个已知国家水准点组成三等水准网, 作为测区首级高程控制, Ⅰ、Ⅱ级导线用四等水准联测。

根据多年的应用开发经验, 我们选择了广州开思公司的“SCS多用途数字地籍测绘与管理系统”作为电子平板。该系统具有成图方法多、自动化程度高、编辑方法快捷、图形与数据 (包括编码及属性信息) 自由等价转换等特点, 经实践证明, 是一套十分优秀的自动测图系统。

依据测区特点, 结合SCS软件的功能, 经过具体的测图实践, 我们选择了外业无码作业, 在室内作引导文件, 然后进入编辑的成图方法, 提高了工作效率。值得注意的是, 外业采点不可能也没必要点点俱到, 利用野外采点的框架, 辅以细部的丈量信息, 然后直接按草图编辑是以上方法的重要补充。

在数据的组织与管理上, 向GIS靠拢, 为以后建立UGIS (城市地理信息系统) 打下了坚实基础。按相关地类组织地物数据, 分成10个大层, 多边形保持一个整体, 等高线赋高程值, 地物数据具有基本的属性信息。

2 全数字城市地形测量的几点体会

2.1 将传统的逐级控制方法与现代测量技术手段相结合, 既保证了成果的高精度, 又保证了作业的高速度。据统计, GPS首级控制点中误差 (80坐标系) 最大为1.48cm (点位中误差允许±5.0cm) , Ⅰ、Ⅱ级导线最大测角中误差4.23秒 (108个点) , 四等水准网最弱点中误差最大为1.673cm。经实地检查, 地形图中相邻地物点间距中误差为0.09m, 主要街道两边各地物点相对于邻近图根点的点位中误差为0.18m。如此高精度是传统测绘技术手段无法达到的。

2.2 即用即测, 急用先测, 边测边用, 高科技成果即刻转化为生产力, 为城市规划建设提供了科学可靠的保证。先期完成的东区48KM2成果, 已全部投入使用。99年4月, 规划局急需火车站附近的地形资料, 我们立刻投入三个组的作业力量, 短短三天时间, 便拿出了可靠的成果, 受到了市规划局的好评。

2.3 先进的测量技术在诸多方面打破了传统的观念与局限, 使整个作业流程方便快捷, 作业人员得心应手。电子全站仪, 操作简便, 观测迅速, 精度高, 可自由设站, 灵活采用多种方法求得碎部点坐标;作业人员根据各自的作业经验, 针对实地状况, 采用不同的作草图方式, 有详有略, 相形得益;作业小组可相对成片作业, 内部不存在接边问题;计算机制图编辑, 方便快捷, 随意操作, 删除改动, 不留“痕迹”等等。

2.4 高科技数字产品在今后的应用、管理、更新、维护、交换以及资源共享等方面, 具有无限的“生命力”, 精度永远保持不变, 可谓“一劳永逸”, 充分体现出一图多用的优势, 避免了重复测绘, 节约了资金。由于这项工程采用与国家平面与高程系统统一的基础控制系统, 1:1000的大比例尺具有足够的表现粒度, 因而其成果为以后的进一步应用打下了坚实的基础。而且, 可随时更新, 修改方便, 随着网络技术的发展, 可进行交换和共享, 是一笔宝贵的技术、资源“财富”。

2.5 计算机辅助制图, 精度高、速度快、线划饱满流畅, 可单色、可彩色, 具有艺术美。

3 1:1000全数字地形图进一步应用导向

100KM2千分之一数字地形图图库, 是基本地表景观的缩微。它提供了一个基础框架, 只要针对特殊的用途进行一些改动和转换, 或者辅补一些专题信息, 那么它的应用前景就非常广阔, 本文就以下几个方面, 作一简单的探讨:

可以全自动地转换为各种比例尺的地形图, 利用SCS的比例尺自动转换功能, 可以进行任意比例尺的转换, 可宏观也可微观, 小到某个街区、某个单位甚至某个院落, 大到整个测区。比例尺的变换不影响数学精度。

略加编辑, 可以转换为地籍用图, SCS具有自动展点、自动量算、自动裁图 (宗地图) 等诸多功能。

略加编辑, 辅助一些专题信息, 可以转换为房产地籍图, 可以自动计算各类建筑面积及展绘地下、地面管线网图等。

通过缩编和渲染, 可制成更小比例的全市 (或某辖区) 的平面挂图、工商企业挂图、中远期规划图、交通旅游图、文物古迹分布图等等, 不仅仅为示意图, 而且有可靠的精度保证。是建立城市GIS及其它专题系统的基础数据。这些成果图不仅仅是电子地图, 而且还具有基本的属性信息, 是进入GIS的基础数据, 辅以专题性信息, 可建立各种专题系统。

摘要：全数字地形测图是在现代机助制图技术支持下发展起来的高新测图技术。随着GPS、GIS等相关技术的发展, 全数字地形测图得到了迅速的发展和应用。为满足城市规划和建设的需要, 某市市规划局决定采用高新技术建立与国家平面及高程系统统一的高精度基础控制网及全数字化1:1000地形图图库, 从1997年8月至1999年7月整个工程已全部完成, 经某市市规划院的应用实践证明, 全数字内外业一体化地形测图, 速度快, 精度高, 为某市市的经济建设、城市发展提供了可靠的数据信息, 取得了令人满意的效果。

大比例尺全数字地形测图在城市测量中的应用篇3

关键词：全数字近景摄影；大比例尺地形测绘

近景摄影测量是一种摄影测量技术，相比于普通测量方法，近景测量方法能够在不接触对象的情况下实现大量点坐标的快速实时测量，能够瞬间记录物体大小、变形等几何特征，数据获取迅速，在线实时处理自动化程度较高，在测量领域有着十分广泛的应用。

一、全数字近景摄影

全数字近景摄影最大的优势在于数字化，不再受到传统解析摄影测量设备的限制，而且处理目标物的有着比较明显的集合图形，所以数字近景摄影已经实现了自动化处理，处理精度很高。

近景摄影测量使用的摄影仪器主要有量测用摄影机和非量测用摄影机两类。近些年出现的可调焦摄影机应用也越来越广泛。非量测用摄影机不是专门用于摄影测量用的摄影机，定向元素未知，但是高分辨数字摄影机以及视频影像技术无需进行摄影处理，摄影数据能够直接录入计算机，使用数字图像方法通过计算机进行处理，测量的效率得到了极大提高。

二、数字图像处理

数字图像处理是将图像信号转变为数字信号进行处理的一种技术，在上世纪50年代最早出现。图像处理能将低质量图像处理之后生成高质量图像。图像处理技术作为一项基础技术在各种领域都有着应用。图像是三维景物的二维投影，三维景物的很多信息并不能在二维图像上体现出来。摄影测量双像测量是图像三维信息提取的基础技术，通过影像匹配代替传统人工观测，将原始相片的灰度转变为电子、光学、数字等不同形式信号。影像相关是通过不同信号之间的关联函数评价相似性。取出特定点中心小区域影像信号，之后在另一个影像区域中区域对应区域影像信号，求得相关函数，以影像新红分布相似区域作为同名区域。这是自动化立体测量的基本原理。

（一）数字相关

数字图像处理使用了数字相关技术，利用计算机进行数字影像数值计算，进行影像的匹配。数字相关算法除了相关函数，还有协方差函数、差绝对值和、相关精度等方法，数字相关通常都是二维搜索过程，通过核线相关原理的引入，能够进一步简化为一维搜索。

（二）二维相关

二维相关首先在影像上确定一个待定点作为目标点，之后以目标点选择一定像素数的灰度阵列，作为目标区域，同时在另一个影像上搜索同名点，估算同名点可能存在的范围，建立同样大小的灰度阵列进行搜索，计算和目标区域的相似度。

（三）一维相关

核线影响上进行一维搜索，理论来说，目标窗和搜索窗均可视作一维窗口，但是两个影像窗口相似性通常都是统计量，为了提高结果可靠性，需要尽量丰富的样本，所以目标窗口像素不能过少，而且目标区域过长会造成灰度信号中心和集合中心之间不重合，相关函数高峰值和最高信号值一致，影像几何变形影响下会出现很大误差。因此目标区和二维相同时搜索工作从一个方向进行即可。

三、全数字近景摄影测量技术的应用

（一）像控点坐标确定

像控点的实地判断准确与否对数字相片上的定向成败有着直接关系，外业像控点联测数据经过内业检查计算后获得像控点坐标。

（二）相机校验

首先在文本框中输入对应数值之后确定，双击影像缩略图新建，在校验参数设置界面导入并确定，加载需要处理的影像数据，加载结束之后，调整焦距以及像素大小，双击影像进行调整，之后在红绿蓝三个点上确定控制点坐标方位，处理全部影像。

（三）空三匹配

进入空三匹配，在影像列表中按照影像大图添加种子点，从第一张影像开始，选择两张影像上相同特征点或者色差存在明显差异的变化点作为种子点，添加种子点完毕之后进行自动匹配，软件工具将按照提供的种子点自动进行其他点的匹配，匹配结束之后，摄影区域内将有大量匹配点，每张影像都匹配结束之后保存，退出界面。

（四）平差

使用光束法初步平差，成功之后在控制点编辑模式下转换坐标为右手坐标系在立体编辑模式下生成定向控制点文件，并在立体编辑模式下观测控制点之间的坐标关系。

初步平差结束之后，进行自校验和控制点加权，根据初步平差精度报告，确定绝对定向中的控制点平面位置是否满足精度要求。之后在空三交互界面预测控制点，校验控制点是否满足要求，预测完成之后再次进行整体平差，实现全部控制点的绝对定向，获得空三数据。

（五）加密匹配

通过加密匹配生成更加密集的三维点，之后生成点云，进一步提高三维点的精度。加密匹配无需再添加种子点，通过全自动匹配就能够完成，之后清理粗差界面，提出粗差，加密生成点云。