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摘要: 本文首先概述了数字化地形图和影响数字化地形图数据精度的主要因素,然后分析了规划监督测量,最后探讨了1:500数字化地形的基本精度要求和数字化地形测图精度。
关键 :数字化地形图;规划监督测量;精度
中图分类号:P217文献标识码: A
1数字化地形图概述
数字化地形图是地形信息的表達方式之一,它是地理信息系统的基础数据。随着现代科技的发展,测绘仪器的电子化、自动化和计算机在测绘行业的应用,以及各种测绘软件的开发,导致了大比例尺解析成图到数字化成图的转化。而这一转化也为整个测绘和地理信息行业带来了一场新的变革。正是由于数字化地形图比传统的解析图有许多优越性,所以它可以被广泛应用在各种工程建设中。它给我们带来的不仅是工作上的方便,更重要的是生产效率的提高。它为基础地理信息向GIS(地理信息系统)的转化创造了捷径,也为各种工程建设的实施提供了有力的保障。
目前数字化地形图的测绘有两种方法。一种是利用已有的解析地形图通过扫描仪扫描后在计算机上跟踪数字化,或直接用数字化仪配合计算机跟踪数字化成图。另一种是用全站仪配电子记录器在野外直接采集数据,然后在室内计算机上成图。正是由于数字化地形图能在计算机上进行管理,所以它的应用优势就从
这方面体现出来。如:可以方便地变换地图比例尺,可以方便地进行编辑、查询工作,信息分图层存储可以方便地实现海量信息的存储、管理和系统查询等。
数字化地形图是纸制地图的数字存在和数字表现形式,是在一定坐标系统内,具有确定坐标和属性的地面要素和现象的离散数据,在计算机可识别存储介质上的有序集合。其主要特点为:
(1)地形图经缩放编辑后,可形成任意比例尺可视图,对地形地物的表现形式更加丰富直观,可按不同类别分层存放、显不和查看。
(2)数字化地形图便于管理和更新,通过不同层次存储不同的底图要素,根据用户需求提取有用信息和内容,组合、编制不同用途的各种地图
产品。
(3)修测十分方便,在Autocad环境下,可对基础图内容实行特殊配置进行设计和修改,并可缩短成图时间,大大提高工作效率。
2影响数字化地形图数据精度的主要因素
数字化地形图数据是自动制图、建立地图数据库和地理信息系统的基础和数据源。而数字化地形图数据处理又是一项十分重要的基础性工作,处理的好坏直接关系自动制图、数据库建设和地理信息系统中地理基础信息的精度和可信度。
数字化地形图数据的精度受多种因素的影响,其主要影响因素有:
(1)数字化地形图定向的影响,使数字化数据不可能是投影坐标系中的数据,
(2)原图存在误差,特别是纸张变形产生的误差,使数字化数据经变换后不可避免地存在误差,
(3)数字化过程中也不可避免地存在误差,这主要是读数、操作和仪器本身都可能产生误差,影响数字化数据的精度。
3规划监督测量概述
建设工程规划监督测量包括验线测量和竣工测量两个阶段,验线测量又包括灰线验线和±0验线测量两个阶段,每个阶段的项目完成后,需要提交的基本资料一般包括:外业测算手簿(极坐标手簿),外业草图(平面及立面图),测量成果表,双极点的坐标平均值表格以及为了满足信息化管理需要的其他信息数据。
规划监督测量工作包括的验线测量是建筑物基础工程测量阶段,分别在建筑物钉桩后和室外地坪成形阶段进行的测量工作,而竣工测量是在建筑物竣工后所进行的一项城市规划实施管理阶段的测量工作,竣工测量成果是城市规划行政主管部门进行建筑规划竣工验收的主要依据,具有权威性和法律意义。建筑工程规划竣工测量必须由城市规划行政主管部门授权,具有相应测量资质测绘单位负责具体实施。由于竣工测量成果具有一定法律意义,因此,要求竣工测量成果的错误率为零,外业数据采集、内业数据处理以及质量检查都必须严密、准确、细致,以便更好的完成规划监督测量任务。
规划放线是指测绘单位依据规划主管部门审批过的红线图、总平面图、《建设工程规划许可证》及附图、附件以及施工图进行实地放线的工作,这项工作不但要将设计坐标放到实地上,满足城市规划条件要求,还要保证建筑物本身的几何关系。虽然网络RTK单点定位精度较高,但对于短距离内多点间的相对精度无法保障。因施工单位对建筑的图形精度要求较高,对于单栋建筑,一般采用GPS钉出建筑物长边,再用全站仪进行边长检验并做图形拨钉,然后用GPS检验坐标。
对于相邻的楼群放线,为保证各楼之间的相对精度,则宜使用GPS做控制点,对坐标进行边角归化拟合后,使用全站仪置于同一控制点上进行钉桩,并对各建筑进行图形和边长检验,使用GPS进行坐标检验的方法。
规划监督测量包括验线测量(灰线验线、正负零验线)和竣工测量,这两项工作都是为了满足城市规划监督要求,为规划执法部门提供建筑的位置信息,一般测量建筑物外轮廓角时,可现场采用网络RTK,如无反射型全站仪进行测量,条件具备时也可以在建筑物角点上直接使用网络RTK进行测量。
4 1:500数字化地形的基本精度要求
4.1 控制测量精度要求
(1)二级导线中最弱点相对于起算点的点位中误差不得大于±5cm。
(2)各等水准网中最弱点的高程中误差相对于起算点不得大于±2cm。
(3)图根点相对于图根起算点的点位中误差不得大于±5cm,高程中误差不得大于测图基本等高距的 1/10。
4.2 数字地形图的精度
(1)界址点的精度分三级,各级界址点相对于邻近控制点的点位误差和间距超过 50m 的相邻界址点间的间距误差不超过表1的规定;
表 1 界址点相对于邻近控制点的点位误差要求
精度界址点等级 界址点相对于邻近控制点的点位中误差和相邻界址点间的间距误差限差
中误差 限差
一级 ±2cm ±4cm
二级 ±5cm ±10cm
三级 ±10cm ±20cm
间距未超过 50m 的界址点的间距误差限差不应超过:
ΔD=±(mj+0.02mjD)
mj———相应等级界址点规定的点位中误差,单位 m;
D———相邻界址点间的距离,单位 m
ΔD———界址点坐标计算的边长与实量边长比较的限差,单位 m。
图上地物点相对于邻近控制点的点位中误差不超过图上±0.5mm,相邻地物点之间的间距中误差不超过图上±0.4mm。
(2)高程注记点及等高线插求点相对于邻近图根点的高程中误差:平地不得大于基本等高距的 1/3,丘陵地不得大于基本等高距的 1/2,山地不得大于基本等高距的 2/3。
(3)隐蔽或特殊困难地区界址点,地物点点位中误差和高程中误差可按相应规定值放宽 50%。
(4)地物点相对于邻近图根控制点的平面位置中误差应≤±10cm,相邻地物点的间距中误差应≤±10cm。
(5)极坐标法测定的碎部点数占总点数的比例应大于 98%,采用极坐标法进行数据采集时,每个测站上必须观测一个已知点作为起始方向,同时观测另一已知点的方向值和距离计算坐标值作检查。极坐标法测定地物点坐标时,水平角施测半测回,平距测定一次。
(6)测站点至地物点的距离应不大于本站定向边的长度,且距离最长不得超过 150m。
(7)当自由导线的点数在 2 点以下(包括 2 点)时,可以不往返观测。
由于测区内地势较平坦,可以不采用等高线表示地貌,只按图上每隔 4~6m 布设高程注记点即可。而市区水准点密度较高,平均间隔为 2~3km,高程施测采用传统的几何水准法即可。
5 数字化地形测图精度分析
数字化地形测图包括以下几个过程:
(1)采集地形、地籍数据:利用全站仪进行野外数字化测图。
(2)生成图件:利用上述技术将采集到的数据传输到 PC机,用 SV300 数字测图软件进行数据处理、成图显示,再经过编辑、修改,生成符合国家标准的地形图、地籍图。
(3)建立数据库:最后将地形数据和地形图分类建立数据库,并用数控绘图仪或打印机完成图件和相关数据的输出。
使用全站仪,采用极坐标方法进行三维碎部点坐标测量,方法是将全站仪安置在测站点,选择仪器上的三维坐标测量模式,输入测站点的三维坐标(xA,yA,HA),设仪器高为 i,棱镜高为v,瞄准定向点进行后视定向并检查,然后照准目标点 P 上的棱镜,按坐标测量键,仪器就利用自带程序计算并显示目标点 P的三维坐标值(xp,yp,Hp),下面分析全站仪极坐标法测量的精度。
xp= xA+Ssinαcosβ (1)yp= xA+Ssinαsinβ(2)Hp=HA+Scosα+i-ν (3)
式中:S 为斜距、α为天顶距、β为坐标方位角。
参考文献
[1]李津岭.1∶10000地形图航摄成图外业生产关键技术研究[J].测绘与空间地理信息,2012,35(9)
[2]谭红霞.提高1∶500比例尺航测成图精度的关键环节[J].地理空间信息,2005,7(4)
关键 :数字化地形图;规划监督测量;精度
中图分类号:P217文献标识码: A
1数字化地形图概述
数字化地形图是地形信息的表達方式之一,它是地理信息系统的基础数据。随着现代科技的发展,测绘仪器的电子化、自动化和计算机在测绘行业的应用,以及各种测绘软件的开发,导致了大比例尺解析成图到数字化成图的转化。而这一转化也为整个测绘和地理信息行业带来了一场新的变革。正是由于数字化地形图比传统的解析图有许多优越性,所以它可以被广泛应用在各种工程建设中。它给我们带来的不仅是工作上的方便,更重要的是生产效率的提高。它为基础地理信息向GIS(地理信息系统)的转化创造了捷径,也为各种工程建设的实施提供了有力的保障。
目前数字化地形图的测绘有两种方法。一种是利用已有的解析地形图通过扫描仪扫描后在计算机上跟踪数字化,或直接用数字化仪配合计算机跟踪数字化成图。另一种是用全站仪配电子记录器在野外直接采集数据,然后在室内计算机上成图。正是由于数字化地形图能在计算机上进行管理,所以它的应用优势就从
这方面体现出来。如:可以方便地变换地图比例尺,可以方便地进行编辑、查询工作,信息分图层存储可以方便地实现海量信息的存储、管理和系统查询等。
数字化地形图是纸制地图的数字存在和数字表现形式,是在一定坐标系统内,具有确定坐标和属性的地面要素和现象的离散数据,在计算机可识别存储介质上的有序集合。其主要特点为:
(1)地形图经缩放编辑后,可形成任意比例尺可视图,对地形地物的表现形式更加丰富直观,可按不同类别分层存放、显不和查看。
(2)数字化地形图便于管理和更新,通过不同层次存储不同的底图要素,根据用户需求提取有用信息和内容,组合、编制不同用途的各种地图
产品。
(3)修测十分方便,在Autocad环境下,可对基础图内容实行特殊配置进行设计和修改,并可缩短成图时间,大大提高工作效率。
2影响数字化地形图数据精度的主要因素
数字化地形图数据是自动制图、建立地图数据库和地理信息系统的基础和数据源。而数字化地形图数据处理又是一项十分重要的基础性工作,处理的好坏直接关系自动制图、数据库建设和地理信息系统中地理基础信息的精度和可信度。
数字化地形图数据的精度受多种因素的影响,其主要影响因素有:
(1)数字化地形图定向的影响,使数字化数据不可能是投影坐标系中的数据,
(2)原图存在误差,特别是纸张变形产生的误差,使数字化数据经变换后不可避免地存在误差,
(3)数字化过程中也不可避免地存在误差,这主要是读数、操作和仪器本身都可能产生误差,影响数字化数据的精度。
3规划监督测量概述
建设工程规划监督测量包括验线测量和竣工测量两个阶段,验线测量又包括灰线验线和±0验线测量两个阶段,每个阶段的项目完成后,需要提交的基本资料一般包括:外业测算手簿(极坐标手簿),外业草图(平面及立面图),测量成果表,双极点的坐标平均值表格以及为了满足信息化管理需要的其他信息数据。
规划监督测量工作包括的验线测量是建筑物基础工程测量阶段,分别在建筑物钉桩后和室外地坪成形阶段进行的测量工作,而竣工测量是在建筑物竣工后所进行的一项城市规划实施管理阶段的测量工作,竣工测量成果是城市规划行政主管部门进行建筑规划竣工验收的主要依据,具有权威性和法律意义。建筑工程规划竣工测量必须由城市规划行政主管部门授权,具有相应测量资质测绘单位负责具体实施。由于竣工测量成果具有一定法律意义,因此,要求竣工测量成果的错误率为零,外业数据采集、内业数据处理以及质量检查都必须严密、准确、细致,以便更好的完成规划监督测量任务。
规划放线是指测绘单位依据规划主管部门审批过的红线图、总平面图、《建设工程规划许可证》及附图、附件以及施工图进行实地放线的工作,这项工作不但要将设计坐标放到实地上,满足城市规划条件要求,还要保证建筑物本身的几何关系。虽然网络RTK单点定位精度较高,但对于短距离内多点间的相对精度无法保障。因施工单位对建筑的图形精度要求较高,对于单栋建筑,一般采用GPS钉出建筑物长边,再用全站仪进行边长检验并做图形拨钉,然后用GPS检验坐标。
对于相邻的楼群放线,为保证各楼之间的相对精度,则宜使用GPS做控制点,对坐标进行边角归化拟合后,使用全站仪置于同一控制点上进行钉桩,并对各建筑进行图形和边长检验,使用GPS进行坐标检验的方法。
规划监督测量包括验线测量(灰线验线、正负零验线)和竣工测量,这两项工作都是为了满足城市规划监督要求,为规划执法部门提供建筑的位置信息,一般测量建筑物外轮廓角时,可现场采用网络RTK,如无反射型全站仪进行测量,条件具备时也可以在建筑物角点上直接使用网络RTK进行测量。
4 1:500数字化地形的基本精度要求
4.1 控制测量精度要求
(1)二级导线中最弱点相对于起算点的点位中误差不得大于±5cm。
(2)各等水准网中最弱点的高程中误差相对于起算点不得大于±2cm。
(3)图根点相对于图根起算点的点位中误差不得大于±5cm,高程中误差不得大于测图基本等高距的 1/10。
4.2 数字地形图的精度
(1)界址点的精度分三级,各级界址点相对于邻近控制点的点位误差和间距超过 50m 的相邻界址点间的间距误差不超过表1的规定;
表 1 界址点相对于邻近控制点的点位误差要求
精度界址点等级 界址点相对于邻近控制点的点位中误差和相邻界址点间的间距误差限差
中误差 限差
一级 ±2cm ±4cm
二级 ±5cm ±10cm
三级 ±10cm ±20cm
间距未超过 50m 的界址点的间距误差限差不应超过:
ΔD=±(mj+0.02mjD)
mj———相应等级界址点规定的点位中误差,单位 m;
D———相邻界址点间的距离,单位 m
ΔD———界址点坐标计算的边长与实量边长比较的限差,单位 m。
图上地物点相对于邻近控制点的点位中误差不超过图上±0.5mm,相邻地物点之间的间距中误差不超过图上±0.4mm。
(2)高程注记点及等高线插求点相对于邻近图根点的高程中误差:平地不得大于基本等高距的 1/3,丘陵地不得大于基本等高距的 1/2,山地不得大于基本等高距的 2/3。
(3)隐蔽或特殊困难地区界址点,地物点点位中误差和高程中误差可按相应规定值放宽 50%。
(4)地物点相对于邻近图根控制点的平面位置中误差应≤±10cm,相邻地物点的间距中误差应≤±10cm。
(5)极坐标法测定的碎部点数占总点数的比例应大于 98%,采用极坐标法进行数据采集时,每个测站上必须观测一个已知点作为起始方向,同时观测另一已知点的方向值和距离计算坐标值作检查。极坐标法测定地物点坐标时,水平角施测半测回,平距测定一次。
(6)测站点至地物点的距离应不大于本站定向边的长度,且距离最长不得超过 150m。
(7)当自由导线的点数在 2 点以下(包括 2 点)时,可以不往返观测。
由于测区内地势较平坦,可以不采用等高线表示地貌,只按图上每隔 4~6m 布设高程注记点即可。而市区水准点密度较高,平均间隔为 2~3km,高程施测采用传统的几何水准法即可。
5 数字化地形测图精度分析
数字化地形测图包括以下几个过程:
(1)采集地形、地籍数据:利用全站仪进行野外数字化测图。
(2)生成图件:利用上述技术将采集到的数据传输到 PC机,用 SV300 数字测图软件进行数据处理、成图显示,再经过编辑、修改,生成符合国家标准的地形图、地籍图。
(3)建立数据库:最后将地形数据和地形图分类建立数据库,并用数控绘图仪或打印机完成图件和相关数据的输出。
使用全站仪,采用极坐标方法进行三维碎部点坐标测量,方法是将全站仪安置在测站点,选择仪器上的三维坐标测量模式,输入测站点的三维坐标(xA,yA,HA),设仪器高为 i,棱镜高为v,瞄准定向点进行后视定向并检查,然后照准目标点 P 上的棱镜,按坐标测量键,仪器就利用自带程序计算并显示目标点 P的三维坐标值(xp,yp,Hp),下面分析全站仪极坐标法测量的精度。
xp= xA+Ssinαcosβ (1)yp= xA+Ssinαsinβ(2)Hp=HA+Scosα+i-ν (3)
式中:S 为斜距、α为天顶距、β为坐标方位角。
参考文献
[1]李津岭.1∶10000地形图航摄成图外业生产关键技术研究[J].测绘与空间地理信息,2012,35(9)
[2]谭红霞.提高1∶500比例尺航测成图精度的关键环节[J].地理空间信息,2005,7(4)