畢業(yè)論文---數(shù)字測(cè)圖在工程測(cè)量中的應(yīng)用

1、<p><b>　　畢　業(yè)　論　文</b></p><p>　　數(shù)字測(cè)圖在工程測(cè)量中的應(yīng)用</p><p>　　系　　別： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： </p><p>　　學(xué)生學(xué)號(hào)：

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　摘要:數(shù)字制圖技術(shù)是在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)使用情況調(diào)查工作的輔助行業(yè)內(nèi)的繪圖系統(tǒng):。該系統(tǒng)使工程測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算的自動(dòng)化與可視化成為可能。系統(tǒng)的模擬模塊具有在計(jì)算出放樣

3、數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上迭加誤差,進(jìn)行模擬外業(yè),通過經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的積累,達(dá)到精度預(yù)測(cè)的目的功能。系統(tǒng)避免了人工作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的各種粗差甚至錯(cuò)誤,為工程測(cè)量、尤其是精密工程測(cè)量精度的提高提供經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考與依據(jù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞: 工程測(cè)量; 數(shù)字地圖 實(shí)際應(yīng)用</p><p>　　第一章 數(shù)字地圖在工程測(cè)量中的發(fā)展</p><p>　　傳統(tǒng)工程測(cè)量的生產(chǎn)過程(這里

4、主要指測(cè)設(shè)過程)都是以時(shí)空為依據(jù)劃分為各個(gè)過程,人工干預(yù)多,作業(yè)周期長(zhǎng),內(nèi)業(yè)實(shí)際是并不復(fù)雜的手工簡(jiǎn)單重復(fù)計(jì)算。而且,測(cè)量總是和數(shù)據(jù)打交道,人為因素越多,出錯(cuò)的概率越大。從測(cè)設(shè)的實(shí)質(zhì)看,其過程是一個(gè)獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、外業(yè)操作、數(shù)據(jù)檢核等過程。如何使這樣的一個(gè)傳統(tǒng)流程自動(dòng)化、可視化,把工程測(cè)量人員從重復(fù)的簡(jiǎn)單計(jì)算中解放出來(lái),杜絕由于計(jì)算失誤所造成的錯(cuò)誤,防止在工程測(cè)量中由于測(cè)量的粗差甚至錯(cuò)誤給工程造成的損失,是一個(gè)值得探討的問題。<

5、/p><p>　　新技術(shù)的發(fā)展為自動(dòng)化、可視化的作業(yè)流程提供了可能。本文所探討的基于數(shù)字地圖的工程測(cè)量系統(tǒng),充分利用了數(shù)字地圖的作用,能自動(dòng)計(jì)算放樣數(shù)據(jù)。通過在系統(tǒng)中加入知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累,系統(tǒng)能模擬外業(yè)結(jié)果,具有精度預(yù)測(cè)的功能。 </p><p>　　隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,大比例尺數(shù)字測(cè)圖和傳統(tǒng)測(cè)圖在概念上已出現(xiàn)很大的不同。傳統(tǒng)大比例尺測(cè)圖是以生產(chǎn)紙質(zhì)地圖為惟一目的。而數(shù)字大比例尺測(cè)圖則不同,

6、它是GIS乃至數(shù)字地球的重要數(shù)據(jù)源之一。不論是制圖技術(shù)還是GIS的發(fā)展,數(shù)字地圖越來(lái)越受到關(guān)注,數(shù)字地圖不僅僅是測(cè)繪界的需要,也是數(shù)字化時(shí)代的要求。</p><p>　　數(shù)字地圖不僅僅是地圖的數(shù)字化表現(xiàn)形式,從傳統(tǒng)手工地圖到機(jī)助制圖、到數(shù)字地圖也不僅僅是形式和工具的變化發(fā)展,從本質(zhì)上講,數(shù)字地圖在數(shù)據(jù)組織、資源共享、現(xiàn)勢(shì)性、開放性等各個(gè)方面都有其有別于傳統(tǒng)意義上的地圖的特定要求。有些學(xué)者稱之為“面向GIS的數(shù)字地

7、圖”。</p><p><b>　　第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　數(shù)字地圖由空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)組成,為系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)提供了一個(gè)數(shù)字化和可視化的平臺(tái)。系統(tǒng)功能如下。</p><p>　　1.放樣數(shù)據(jù)的自動(dòng)計(jì)算</p><p>　　1.1.控制點(diǎn)數(shù)據(jù)向系統(tǒng)的傳輸。系統(tǒng)根據(jù)人工指令讀取放樣所需要的起算數(shù)據(jù),自

8、動(dòng)記錄其點(diǎn)位關(guān)系,如導(dǎo)線的起算邊的相應(yīng)坐標(biāo)、坐標(biāo)編號(hào)及坐標(biāo)點(diǎn)之間的關(guān)系,作為起算數(shù)據(jù)輸入下一個(gè)流程。</p><p>　　1.2確定參數(shù)。系統(tǒng)根據(jù)工程測(cè)量的不同項(xiàng)目預(yù)置了相應(yīng)算法,如放樣建筑物4個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo),在放線測(cè)量中選擇相應(yīng)的參數(shù)。這些參數(shù)隨工程測(cè)量項(xiàng)目的不同而不同。對(duì)放樣建筑物4個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)這樣簡(jiǎn)單而常見的項(xiàng)目,參數(shù)選擇為2維點(diǎn),曲線測(cè)設(shè)選擇圓曲線或緩和曲線等。</p><p>　　1

9、.3放樣數(shù)據(jù)計(jì)算。系統(tǒng)讀取放樣點(diǎn)的坐標(biāo),對(duì)曲線測(cè)設(shè),系統(tǒng)讀取曲線參數(shù)等數(shù)據(jù),通過內(nèi)置的坐標(biāo)反算程序(對(duì)曲線測(cè)設(shè)自然調(diào)用曲線測(cè)設(shè)計(jì)算程序),算出放樣數(shù)據(jù)。至此,完成了對(duì)于常規(guī)工程測(cè)量外業(yè)之前的測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)獲取。</p><p>　　2. 外業(yè)模擬、精度預(yù)測(cè)與精度分析</p><p>　　2.1 外業(yè)模擬、精度預(yù)測(cè)。系統(tǒng)在放樣數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)以后,即進(jìn)行噪聲迭加來(lái)正算放樣點(diǎn)坐標(biāo)。仍以放樣4個(gè)建筑物角點(diǎn)

10、坐標(biāo)為例,實(shí)際是通過人為加入誤差,模擬外業(yè)的過程。噪聲主要來(lái)源于儀器誤差、觀測(cè)誤差、定位誤差、環(huán)境因素影響等。這些誤差項(xiàng)是經(jīng)驗(yàn)的,需要不斷積累才會(huì)逐漸趨于合理。當(dāng)?shù)诱`差后的點(diǎn)位精度低于放樣點(diǎn)的要求精度時(shí),則需要從幾個(gè)誤差來(lái)源考慮如何減小誤差,提高放樣的精度[2],這對(duì)于精密工程測(cè)量的施工設(shè)計(jì)尤為重要。</p><p>　　2.2 精度分析。外業(yè)結(jié)束后的檢核結(jié)果通過系統(tǒng)“展點(diǎn)”到數(shù)字地圖上。這樣數(shù)字地圖上對(duì)于每個(gè)

11、放樣點(diǎn)就有3個(gè)數(shù)據(jù):理論點(diǎn)位(如果我們不考慮數(shù)字地圖本身的誤差)、實(shí)際放樣結(jié)果點(diǎn)位、模擬點(diǎn)位。實(shí)際放樣結(jié)果點(diǎn)位和理論點(diǎn)位之間的誤差應(yīng)該滿足放樣的精度要求。而對(duì)系統(tǒng)的期望是實(shí)際放樣結(jié)果點(diǎn)位和模擬點(diǎn)位相差越小越好,即我們希望經(jīng)驗(yàn)的誤差靠近實(shí)際誤差,這樣可以在放樣之前預(yù)測(cè)放樣結(jié)果。</p><p>　　隨著工程項(xiàng)目的增加,經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性會(huì)越來(lái)越強(qiáng),因?yàn)榉e累的先驗(yàn)知識(shí)又會(huì)作為新項(xiàng)目誤差的預(yù)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。如貫通測(cè)量中支導(dǎo)線延伸

12、時(shí),可將通視條件、風(fēng)的影響等外界因素的影響考慮進(jìn)去,將外界因素作為誤差的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)加入誤差項(xiàng)。在電子地圖上可以方便地給出放樣點(diǎn),將放樣數(shù)據(jù),模擬放樣結(jié)果與檢核結(jié)果同時(shí)在數(shù)字地圖上顯示,一方面可以以實(shí)際檢核結(jié)果修正誤差經(jīng)驗(yàn)函數(shù),另一方面,圖和枯燥的數(shù)據(jù)相比一目了然,點(diǎn)位調(diào)整也更加方便可靠。系統(tǒng)用VB結(jié)合AutoCAD作為開發(fā)工具,開發(fā)過程簡(jiǎn)單。</p><p>　　第三章 數(shù)字制圖的實(shí)際應(yīng)用</p>

13、<p>　　RTK與全站儀聯(lián)合測(cè)繪地形圖,可以優(yōu)劣互補(bǔ)。在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí),空曠地區(qū)的地形、地物用RTK測(cè)之;村莊、城市內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物用RTK實(shí)時(shí)給出圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo),然后用全站儀測(cè)之。這樣可以大大加快測(cè)量速度,提高工作效率。由于受到條件的限制，我們這次是完全用全站儀進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖。借此機(jī)會(huì)我試結(jié)合我實(shí)習(xí)中實(shí)踐的工程黑龍江省五常市權(quán)屬調(diào)查1:500地籍圖測(cè)量，進(jìn)行粗略的分析。</p><p>　　如圖所

14、示 我們先利用飛機(jī)的航拍圖將五常市劃分成33個(gè)區(qū)域 然后逐一進(jìn)行測(cè)量。</p><p><b>　　1測(cè)量前的準(zhǔn)備工作</b></p><p><b>　　1.1測(cè)站點(diǎn)的測(cè)設(shè)</b></p><p>　　數(shù)字測(cè)圖時(shí)應(yīng)盡量利用各級(jí)控制點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)。但由于五常市地表上的地物、地貌極其復(fù)雜零碎的，要全部在各級(jí)控制點(diǎn)上采集到所有的

15、碎部點(diǎn)往往比較困難，所以我們除了利用各級(jí)控制點(diǎn)外，還增設(shè)了很多測(cè)站點(diǎn)。特別是在小溝，小山脊轉(zhuǎn)，房屋密集的居民地，我們加多了測(cè)站點(diǎn)的數(shù)量。</p><p>　　1.2儀器器材、資料準(zhǔn)備</p><p>　　我們準(zhǔn)備的器材主要包括：一臺(tái)RTK 全站儀 對(duì)講機(jī) 花桿 反光棱鏡。</p><p>　　資料的準(zhǔn)備：我們?cè)跀?shù)據(jù)采集之前，我們將測(cè)區(qū)的全部已知點(diǎn)成果通過計(jì)算機(jī)輸入全

16、站儀的內(nèi)存里面，以便調(diào)用</p><p><b>　　2碎步測(cè)量</b></p><p>　　2.1全站儀的簡(jiǎn)單操作流程</p><p>　　整平對(duì)中, 對(duì)中偏差不得超過1 mm </p><p>　　把全站儀架設(shè)在控制點(diǎn)或圖根點(diǎn)上，以通視的控制點(diǎn)或圖根點(diǎn)作為后視點(diǎn)，后視點(diǎn)為檢核點(diǎn)進(jìn)行檢核, 偏差在限差范圍內(nèi)方可進(jìn)行碎步

17、點(diǎn)的采集。我們?cè)谖宄８愕臋?quán)屬調(diào)查工程師給我們的限差是平面在1cm左右，高程在3cm左右。</p><p>　　2.2數(shù)據(jù)采集作業(yè)過程</p><p>　　測(cè)量小組一般都是三個(gè)人組成，一個(gè)主要負(fù)責(zé)草圖勾繪和控制點(diǎn)制作，其余兩個(gè)負(fù)責(zé)具體測(cè)量。遵循“從整體到局部”、“先控制后碎部”、“由高級(jí)到低級(jí)”、“步步有檢核”的原則。</p><p>　　每次作業(yè)順序?yàn)椋捍_定測(cè)站點(diǎn)。

18、確定測(cè)站點(diǎn)時(shí)，要盡量保證大的可視區(qū)域，同時(shí)還要保證有可通視的已知點(diǎn)。所以，在實(shí)際作業(yè)時(shí)一般將測(cè)站點(diǎn)定在較高的坡或山頂，以避免經(jīng)常遷站。 </p><p>　　架設(shè)儀器。架設(shè)儀器時(shí)，要保證儀器架穩(wěn)，一般是將三腳架的腿間距稍微放大些，保證平穩(wěn)。角度過大將導(dǎo)致全站儀過低，給觀測(cè)帶來(lái)不便，同時(shí)也影響觀測(cè)員的行動(dòng)；角度過小時(shí)全站儀放置不穩(wěn)，存在儀器損害的潛在危險(xiǎn)。觀測(cè)前要進(jìn)行儀器的校驗(yàn)，對(duì)準(zhǔn)已知點(diǎn)，以保證數(shù)據(jù)均為可信數(shù)據(jù)。

19、 </p><p>　　立棱鏡，測(cè)量讀數(shù)。立鏡時(shí)要保證鏡竿盡量豎直，每個(gè)碎布點(diǎn)保持間距35-45米左右。實(shí)際碎部點(diǎn)間距大多在35米左右，符合精度要求。全站儀能夠自動(dòng)保存數(shù)據(jù)，讀數(shù)較快。一般有兩到三人負(fù)責(zé)立棱鏡，其中兩人同時(shí)立鏡。 </p><p>　　記錄。本次外業(yè)數(shù)據(jù)采集作業(yè)采用的是無(wú)碼作業(yè)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是采集數(shù)據(jù)速度快，缺點(diǎn)是只能是采集數(shù)據(jù)，無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)的性質(zhì)進(jìn)行分類記錄，所以在觀測(cè)同

20、時(shí)要進(jìn)行草圖的勾繪，如：山脊線、山谷線、探槽等特殊數(shù)據(jù)就要在草圖上記錄下來(lái)，以便內(nèi)業(yè)作業(yè)。一般由一人主測(cè)，另一人勾繪草圖 </p><p>　　測(cè)站點(diǎn)檢驗(yàn)及檢核。在測(cè)量一定點(diǎn)數(shù)后或遷站時(shí)，要進(jìn)行一次測(cè)站點(diǎn)檢核。檢核方法為：重測(cè)某一已知點(diǎn)（一般為后視控制點(diǎn)），檢驗(yàn)兩次誤差是否符合技術(shù)要求。如果誤差超出范圍則所測(cè)數(shù)據(jù)有誤。</p><p><b>　　3內(nèi)業(yè)處理</b>&

21、lt;/p><p><b>　　3.1數(shù)據(jù)的傳輸</b></p><p>　　用數(shù)據(jù)通訊線連接電子手薄和計(jì)算機(jī)，把野外觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，每次觀測(cè)的數(shù)據(jù)要及時(shí)傳輸，避免數(shù)據(jù)丟失。</p><p>　　等數(shù)據(jù)傳好之后把dat格式的文件用txt文本打開，查看里面的點(diǎn)號(hào)是不是與白天所測(cè)得得點(diǎn)號(hào)一致，以免傳輸錯(cuò)誤。</p><p&g

22、t;　　3.2內(nèi)業(yè)電子草圖的勾繪</p><p>　　我們?cè)谖宄Ｄ沁叺臏y(cè)圖范圍一般都是地勢(shì)平坦地區(qū)，應(yīng)用散點(diǎn)表示地形的變化，散點(diǎn)分布均勻合理。特殊地貌采用正確的地貌符號(hào)進(jìn)行表示。數(shù)字測(cè)圖中，碎部測(cè)量的主要方法為極坐標(biāo)法，在實(shí)測(cè)得多數(shù)碎部點(diǎn)的坐標(biāo)后，可以用軟件中的方向交會(huì)、距離交會(huì)、十字尺測(cè)量法或兩算定點(diǎn)等方法來(lái)取得其余各點(diǎn)的坐標(biāo)，在輔以軟件中的偏移、拷貝、延伸等功能，得到最后的圖形。 </p>&l

23、t;p>　　每天外業(yè)作業(yè)完成后，晚上回來(lái)后要進(jìn)行電子草圖的勾繪，以防止手繪草圖丟失后給成圖造成不便。電子草圖的勾繪根據(jù)手繪草圖將特殊地物地貌點(diǎn)相連，并進(jìn)行一定的修補(bǔ)。 </p><p><b>　　4.內(nèi)業(yè)成圖 </b></p><p>　　4.1成圖軟件介紹：</p><p>　　內(nèi)業(yè)成圖利用南方CASS 7.1軟件。 CASS 7.1

24、在數(shù)字化成圖方面的技術(shù)特色： </p><p>　　1.更加便捷的簡(jiǎn)碼用戶方案。 </p><p>　　2.更加完善、使用的電子平板。 </p><p>　　3.更加底層的骨架線技術(shù)。 </p><p>　　4.更加直觀、便捷的圖上比例尺更改。 </p><p>　　5.更加直觀高效的地物遍及。 </p>

25、<p>　　6.更加豐富的DTM建模與等高線繪圖技術(shù)。 </p><p>　　7.提供了更多的用戶化途徑。 </p><p>　　8.全面采用ObjectARX開發(fā)技術(shù)。 </p><p>　　9.加集中的參數(shù)設(shè)置模式。 </p><p>　　4.2內(nèi)業(yè)成圖方法： </p><p>　　內(nèi)業(yè)將利用外業(yè)草圖，

26、采用南方CASS7.1軟件進(jìn)行成圖。成圖比例尺為1：500。地貌與實(shí)地相符，地物位置精確，符號(hào)利用要正確。地物要按地形圖圖式規(guī)定的符號(hào)表示。房屋輪廓需用直線連接起來(lái)，而道路、河流的彎曲部分則是逐點(diǎn)連成光滑的曲線。不能依比例描繪的地物，應(yīng)按規(guī)定的非比例符號(hào)表示。</p><p>　　4.2.1內(nèi)業(yè)成圖具體過程：</p><p>　　展點(diǎn)（高程點(diǎn)或點(diǎn)號(hào)）：在繪圖處理的下拉菜單中選擇“展點(diǎn)”項(xiàng)的

27、“野外測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)”在打開的對(duì)話框中選擇自己所需要的文件，然后單擊確定便可以在屏幕展出野外測(cè)點(diǎn)及點(diǎn)號(hào)。房屋輪廓需用直線連接起來(lái)，而道路、河流的彎曲部分則是逐點(diǎn)連成光滑的曲線。不能依比例描繪的地物，應(yīng)按規(guī)定的非比例符號(hào)表示。</p><p>　　DTM的建立：在等高線的目錄下選擇由數(shù)據(jù)文件建立DTM，輸入繪圖比例1：500，選擇不考慮坎高，回車以后在選擇直接顯示建立三角網(wǎng)的結(jié)果； </p><p&g

28、t;　　三角形的修改：在等高線的目錄下選擇“刪除三角形”，“增加三角形”，“過濾三角形”，“三角形內(nèi)插點(diǎn)”，“重組三角形”的命令，按照提示進(jìn)行操作可以對(duì)三角網(wǎng)進(jìn)行修改。 </p><p>　　勾繪等高線：在等高線的目錄下選擇“勾繪等高線”，輸入等高距2米，選擇“張力樣條擬合”。 </p><p>　　等高線的修飾（包括修飾與高程注記）：在等高線的目錄下選擇“刪除三角網(wǎng)”，修改不正確的等高線

29、，并沿直線注記等高線或單獨(dú)注記。 </p><p>　　加圖廓的方法：首先利用工程應(yīng)用查詢圖框的長(zhǎng)，寬；在繪圖處理的目錄下選擇“加任意圖幅” ，在打開的對(duì)話框中輸入測(cè)圖員的姓名、長(zhǎng)寬、接圖表等與圖相關(guān)的內(nèi)容，拾取圖的左下角坐標(biāo)。完成內(nèi)業(yè)地圖勾繪。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子計(jì)算技術(shù)的

30、迅猛及其向各專業(yè)的滲透，以及電子測(cè)量?jī)x器的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了地形測(cè)量的自動(dòng)化和數(shù)字化。測(cè)量成果不止是可以繪制在圖紙上的地形圖（即以圖紙為載體的地形信息），而主要是以計(jì)算機(jī)磁盤為載體的數(shù)字地形信息，其提交的成果是可供計(jì)算機(jī)處理、遠(yuǎn)距離傳輸、多方共享的數(shù)字地形圖。數(shù)字測(cè)圖是一種全解析的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)圖方法，與圖解法測(cè)圖相比，其具有明顯的優(yōu)越性和廣闊的發(fā)展前景。它將成為地理信息系統(tǒng)的重要組成部分。</p><p>　　測(cè)繪

31、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的測(cè)圖方法正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新設(shè)備、新技術(shù)、新方法所取代。技術(shù)在更新，我們的知識(shí)也需要更新，所以現(xiàn)在的我們還要不停的學(xué)習(xí)新知識(shí)，為自己的將來(lái)而奮斗。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 潘正風(fēng)，楊正堯等.<數(shù)字測(cè)圖的原理與方法》，武漢大學(xué)出版社，2004.96-103;</p><

32、;p>　　2. 楊曉明，王軍德 《數(shù)字測(cè)圖》，測(cè)繪出版社 2009 76-81; </p><p>　　3.張博 《數(shù)字化測(cè)圖》，測(cè)繪出版社 2010 33-40;</p><p>　　4.李寶玉 《大比例尺數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)》，西南交通出版社 2009 88-93;</p><p>　　5.黃瑞 《地理信息系統(tǒng)》 測(cè)繪出版社 2010 120-1