山东冶金技师学院 山东济南 250109
摘要：探讨地形数字化测绘中的几个技术问题，提出了几点有益的建议。
关键词：数字测图；碎部点；方位角交会；高程精度
基于全站仪的数字测图是当前大比例尺测绘地形图的主要方法，该方法的特点是使用全站仪在野外获取地形数据及属性数据，计算机室内编辑成数字线划图的一种测图方法。为完善数字测图，根据近几年的工作实践，笔者认为还需对数字测图中的一些技术问题进行探讨和总结，下面谈几点的认识。
一、数字测图的数学模型
基于全站仪的数字测图的数据测量，目前主要是按极坐标方法进行采集。其数学模型：
二、数字测图碎部点测量的方法
数字测图时，采用极坐标方法进行采集，是我们在野外采用的主要方法。但在实际工作中，如果我们使用全站仪将所有的地物、地貌的转折点，使用极坐标法全部测定出来，是不合适宜的，特别是在地物较多的地区，如居民地、厂矿等。那样做，不仅工作量大，而且有一些点根本无法直接测定。所以在工作中，我们应该根据测区的实际情况，灵活运用“测量”中的“测”和“量”，即：能测的即测，不宜测的即量，以加快成图的速度。
1、利用全站仪用极坐标法测定所有通视的碎部点，特别是一些具有控制意义或者方位意义的碎部点，我们称其为“基本碎部点”。
2、利用钢尺、皮尺等工具，依据地物的建筑特性，如直线、直角、平行、相交、对称、全等等几何关系，将现场其余的碎部点测定出来。这些测定中，并非是将碎部点的坐标测定出来，而是依据“基本碎部点”，找出其几何关系，用量具量取相互间的距离，绘制草图并标注，室内使用成图软件的绘图功能，编辑成图。
3、在数字测图实践中，由于地物形式多样性及地物点因种种原因不宜立尺或不通视，致使我们在测量时，无法直接将棱镜（或标尺）安置于目标地物的中心位置上，也就无法获取其中心的坐标，如欲测电杆、水塔、烟囱及椭圆形建筑物等的中心坐标，这时我们可以用偏心测量的方法来解决。在施测这些点时，由于使用的是特殊测量方法（有时需启动全站仪偏心测量程序），那么这样的碎部点我们就称之为“特殊碎部点”。
偏心测量的方法，详见文献[1]。
4、方位角交会方法的使用
对于一些高地物或一些不宜立镜的地物、地貌，我们还可以采用方位角交会法获取目标点的坐标。如图2。该方法在数据采集时使用非常方便，只需在两个测站点上对目标点放方向线即可。特别适用于一些危险地物、地貌的测量，如高压电杆、变压器、陡崖等，这样做可以减少立镜人员的辛劳及危险。
其数学模型：
内业展点：
（1）、如求出了目标点的坐标，可采用
软件提供的交互展点功能。
（2）、如未求出目标点的坐标，则使用
软件工具菜单将之展上。
高程的求算可以用全站仪照准地物的底部读垂直角，距离用坐标反算法求出，其
高程求算数学模型：
三、高大建筑物的利用
一般测区内总会有或多或少的高大建筑物（如烟筒、水塔、通信塔等），通常它们都具有很好的地形控制价值，但大多数不能设站。尽管这样，我们仍可以利用高大建筑物的特点为数字测图提供便利。
1、高大建筑物的测定
（1）、交会法
在做地形控制的时候，采用前方交会方法，照准高大建筑物的顶端（如避雷针）将它们的坐标一并测出。交会时必须注意交会的角度，最好在大于 或小于 之间，否则交会的精度较差。需要说明的是交会时必须两组以上的数据来求解，以便提高其可靠性。
（2）、如在做地形控制的时候，使用的全站仪是免棱镜的，则直接照准测量即可。应该注意的是，至少要在两个不同的测站，测量同一目标，如不超一定的限差则取两组数据均值为高建筑物的坐标。
2、高大建筑物的利用
（1）、在图根控制中的利用
在一些特殊地形，当所做的图根点（如导线点、GPS点）不能将所测范围有效控制时，可以利用高大建筑物作已知点进行加密，则非常的方便。
（2）、在数据采集时的利用
由于高大建筑物已为已知点，只要测站与其通视，就可以作为后视点使用；也可以用做全站仪数据采集过程中的方向偏移检查。
（3）、在测图或修测时，图根控制测量所布设的控制点，因特殊原因丢失，使其所剩的控制点彼此之间不通视，形成“孤点”，这时，我们可以在这剩余的“孤点”上设站，后视高大建筑物，就可以为后续的测图或修测服务，较好的解决了“孤点”的再利用难题。
四、提高碎部点高程精度的方法
使用全站仪测碎部点的高程，其数学公式为：
在这个公式中，影响 最主要的因素是垂直角的测量精度，而影响垂直角测量精度的一是照准误差、另一个是垂直角的零基准位置测定。
对于第一项，采用在跟踪杆上装有觇板的棱镜，测量时精确照准即可减少误差。
对于第二项，由于全站仪测垂直角是用正镜半测回，因而垂直角零基准位置误差的检验与校正就显得尤为重要，需在作业前对此项进行认真的检验校正。笔者曾对学校其中的四台全站仪进行垂直角零基准位置误差检验，每台仪器正、倒镜观测10个测回，检验发现误差最大的一台为-26“，最小的一台为+12”。如用这样的仪器测碎部点其高程误差仅此项影响就比较大，如误差取26“、距离取100米，则高程误差约为13毫米，显然不容忽视。
1、检验：
（1）、正镜精确照准目标点A，得垂直角读数
。
（2）、倒镜精确照准目标点A，得垂直角读数
。
这时正、倒镜读数之和应等于360度，即：
，如该式不等于3600，则其差值的一半即为正确零位的误差，应予校正。此项检验需对目标A点正、倒观测至少10个测回以上，取其均值作为正确零位的误差。
2、校正：
按全站仪说明书有关垂直角零位置基准校正的操作步骤进行，直至用正、倒镜观测目标A点两读数之和等于3600为止。
如对垂直角零位置基准不进行校正，则需将差值一半反号加到正镜垂直角上，其碎部点高程需内业改正。显然，这样做是比较麻烦的。
另外，对于碎部点距离超过200米时，还应加入球气差 的改正。
五、设站错误时的内业改正
由于人为等原因，在输入测站坐标时输错了坐标值，致使测量成果出现错误，如进行外业返工，则增加了外业工作量。如在数据采集工作中，是按坐标数据进行的采集，
则坐标数据的改正方法：如图3，A点为测站点，
C点为错误测站点，需将以C点的坐标值
转化为以A点的坐标值。
数学模型：
将计算机中未改正前的坐标数据，在记事本中打开，导入Excel中，使用Excel电子表格可进行函数计算的功能进行改正即可。
参考文献：
[1] 杨长江，陈冲.数字化测绘中偏心测量方法的应用探讨[J].测绘通报，2005，（11）：29-31
[2] 杨长江，陈晴.地形数字化测绘中的几点思考[J].测绘通报，2004，（9）：50-51
论文作者:杨长江
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/21
标签：地物论文; 坐标论文; 测量论文; 高程论文; 误差论文; 建筑物论文; 方法论文; 《基层建设》2016年1期论文;