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1、-数字测图方法与精度分析毕业论文-第 37 页本科毕业论文数字测图方法与精度分析ON THE CITY FESTIVALS MARKETING STRATEGY 学院（部）： 测绘学院 专业班级： 测绘10-2班 学生姓名： 杨凡 指导教师： 张国卿 年 月 日摘 要人类正迈向信息社会，随着科学技术的发展，计算机、GPS定位仪、全站型电子速测仪及数字测图软件的应用，大比例尺地形图的测绘技术有了飞速发展，数字测图广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护工程等部门。作为测图技术现代化水平的标志之一，数字测图技术以其高精度、高效益逐渐代替传统测量模式。现在，随着实时动态定位（RT
2、K）技术的推广和应用，数字化技术将进入全新境界。本文就传统测图方法与数字化测图方法的优缺点进行了对比说明，就目前数字测图中常用的几种方法与GPS RTK技术进行了研究，就其原理和操作进行了说明，在说明的过程中列举了有关的数据，以加深理解。数字测图是一项过程复杂而繁琐的工作，要得到高质量的数字地图，必须对起其测图过程的各个环节进行质量检查和精度控制，所以我们在熟练掌握数字测图方法的同时还要懂得精度分析，本文列举了各种方法实施过程中常遇到的问题以及解决方案。关键词：全站仪、GPS RTK、精度分析ABSTRACTHuman beings are towards the information so
3、ciety, with the development of science and technology, computer, GPS tracking entirestation type, electronic speed measuring devices and digital mapping software applications, large scale topographic map surveying technique has the rapid development, digital surveying and mapping production is widel
4、y used in water conservancy and hydropower projects, the land management, urban planning, environmental protection engineering department. As the symbol of modernization level technology of digital mapping technique, with its high precision, high efficiency gradually replaced traditional measurement
5、 model. Now, with real-time dynamic positioning (RTK) technology, digital technology and application will enter a brand-new realm.Based on traditional mapping method and digital mapping method compares the advantages and disadvantages of current digital surveying, several methods and GPS RTK technol
6、ogy was studied, and the principle and operating, in the process of data, to deepen our understanding. Digital mapping is a complicated process and work, want to get high quality digital map, the mapping of up to each link of the process of quality inspection and control precision, so we in digital
7、mapping method of mastering the also know precision analysis, this paper lists various methods implement process middling problems and solutions.KEY WORDS: electronic tachometer, GPS RTK, precision analysis目 录1 绪 论51.1 数字测图发展概述51.1.1数字测图使大比例尺测图走向自动化51.1.2数字测图使大比例尺测图走向数字化51.1.3数字测图使大比例尺测图实现了高精度51.1.4
8、数字测图使大比例尺测图进入了新时期61.2现代数字测图的基本原理与常用方法61.2.1数字测图的基本原理61.2.2数字测图的常见模式及特点71.3 传统测图方法与数字化测图方法的优缺点71.3.1传统测图方法81.3.2数字化测图方法91.4 数字测图的发展与展望111.4.1 航测数字测图111.4.2 工测数字测图132 数字测图172.1 基于全站仪测记法的数字测图方法172.1.1 测记法数字测图对图根点位及高程精度的要求172.1.2 大比例尺数字测图对图根点点位及高程精度的要求172.1.3 测记法数字测图的实施172.1.3编辑成图202.2 数字测图简易编码的数据采集方法21
9、2.2.1简易编码测图212.2.2具体数据示例222.3 数字测图中常遇到的问题和解决方法252.3.1 数字测图中的测站改正252.3.2 图形坐标还原、方位旋转及换带处理272.3.3 GPS点、导线点、图根点展点在分幅图上272.4全站仪在数字测图中的误差来源分析282.4.1全站仪测图误差分析282.4.2全站仪三角高程测量误差分析292.5 利用CASS 5. 1成图的过程302.5.1关于CASS 5. 1302.5.2数据连接302.5.3内业成图313 GPS定位原理、误差源分析与RTK 技术 343.1 GPS定位原理与GPS定位的主要误差343.1.1GPS定位原理343
10、.1.2 GPS定位的主要误差363.2 GPS RTK 技术393.2.1概述393.2.2 实时动态测量基本原理393.2.3 数字测图外业工作的实施414 总 结46致 谢47参考文献481 绪 论1.1 数字测图发展概述地形测量是利用测量仪器对地球表面局部区域内各种地物、地貌的空间位置和几何形状进行测定，并按照一定的比例尺缩小，绘制成地形图。传统的地形测量是用仪器在野外测量角度 、距离、高差，作记录，在室内作计算、处理，绘制地形图等。由于地形测量队主要成果地形图是由测绘人员利用分度器、比例尺等工具模拟测量数据，按图式符号会知道白纸上，所以又称白纸测图或欧尼测图。科学技术的进步，信息化测
11、量仪器全站型电子速测仪的广泛应用，以及微型计算机硬件和软件技术的迅猛发展与渗透，促进了地形测绘的自动化，并成为大比例尺地形测量全面改革最积极、最有火力点因素和最可靠的技术保障，更重要的是提交可供传输、处理、共享的数字地形信息，即以计算机磁盘为载体的数字地形图，这将成为信息时代不可缺少的地理信息的重要组成部分。数字地图是以数字的形式表达地形特征点的集合形态，数字测图实质是一种全解析、机助测图的方法。与模拟测图相比，具有显而易见的优势和广阔的前景，是地形测绘发展的技术前沿。1.1.1数字测图使大比例尺测图走向自动化 数字测图的野外测量自动记录,自动解算处理,自动成图、绘图,并向用图者提供可处理的数
12、字地图软盘。数字测图自动化的效率高,劳动强度小,错误(读错、记错、展错) 机率少,绘得的地形图精确、美观、规范。1.1.2数字测图使大比例尺测图走向数字化 用软盘提供的数字地(形) 图,可以传输、处理和多用户共享;可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等等;通过接口,数字地(形) 图可以传输给工程(计算机辅助设计) 使用;可供(地理信息系统) 建库使用;可依软件的性能,方便地进行各种处理,完成各项任务;只要进行局部更新,便可始终保持数字地图整体的现势性等等。1.1.3数字测图使大比例尺测图实现了高精度 众所周知,模拟测图方法的比例尺精度,决定了图的精度,无论所采用的测量仪器精度多高、
13、测量方法多精确都无济于事。红外测距仪普及以后,测距精度大大提高,达到厘米级精度,而纸上绘出的地形图却体现不出仪器测量精度的提高,而为其比例尺精度限制住了;若采用全站仪(全站型电子速测仪) 测量,仍采用白纸测图方式测图,则更是极大的浪费。 数字测图则不然,全站仪测量的数据,在记录、存储、处理、成图的全过程中,原始测量数据的精度毫无损失。数字地形图较好地(无损地) 体现了外业测量精度。它不仅适应当今科技发展的需要,也适应了现代社会科学管理的需要,如地籍测量、管网测量、房产测量等等,既保证了高精度,又提供了数字化信息,以满足建立各专业管理信息系统的需要。1.1.4数字测图使大比例尺测图进入了新时期
14、信息革命浪潮中,电子测绘仪器以及计算机的迅猛发展和广泛应用,突破了传统的测绘技术和方法,数字测图应运而生。数字地形测量的理论和实践不断地得到发展,诸如:大比例尺数字地面模型的建模理论;等高线的插值、拟合理论;数据结构与计算机图形学;数字地形图内外业一体化测绘理论;数字地图应用理论;电子测绘仪器(含计算机) 的原理、检核与使用方法;测绘软件系统的设计理论与实施;以及一些新的作业方法的确立,如图根控制和碎部一次测量的一步测量法、自然地界分组作业法等等。目前,数字测图正处于蓬勃发展的时期,还需不断深入地研究它的理论和方法,使之在广泛的实践中得到创新和完善。数字测图必将成为地形测绘的主流,并逐步替代白
15、纸测图,最后形成新的学科体系。可以说,数字测图标志着大比例尺测图的科学技术理论与实践的进步,标志着地形测绘科技发展的新里程、新时期。1.2现代数字测图的基本原理与常用方法1.2.1数字测图的基本原理目前,利用全站仪测图的基本原理包括极坐标法、后方交会法和前方交会法等,且绝大部分是极坐标法。本文以极坐标法为例,如图1.2所示,利用测站点A站，瞄准定向点B,仪器水平角置0或者利用仪器的定向功能直接置为已知方位角，如果用置0的方法，则可以得出待测点P的方位角计算公式为：待测点P的方位角= F +左折角 - 360其中F是测站点A与定向点B 的方位角。 图 1.1如果直接置为已知方位角, 则所观测到的
16、待测点P方向的角度即为方位角。对于采用平距的方法计算待定点P的计算公式为:Xp = Xa + S cos；Yp = Ya + S sin如果采用斜距,只需加入垂直改正即可,此处不再赘述。1.2.2数字测图的常见模式及特点目前常见的有以下两种作业模式：（1)利用碎部点号与外业草图标记的点号成图这是最早的模式之一,此方法利用仪器内部的流水号以及草图上记录的编号,将全站仪记录的数据传输至电脑,在成图软件的支持下实现数据编辑。缺点是内业工作量很大,效率较低,相对于平板测图的效率提高有限,除测量精度外没有发挥出数字测图的优势。（2)电子平板模式成图利用全站仪观测数据,同时外接电子平板(如笔记本电脑) ,
17、每观测一个数据处理一个数据,实现野外直接成图。其好处是:由于能直接野外成图,内业不需要进行处理,可以减轻内业劳动强度。缺点是:由于多携带一部笔记本电脑,使设备数增加,不能实现单人测站,必须由多人协作才能完成一组的工作,使工作效率大大降低,另外,笔记本电脑的电池续航能力亦不足坚持长时间工作。所以此方法只适用于对数量与时间要求都不高的场合。1.3 传统测图方法与数字化测图方法的优缺点1.3.1传统测图方法（1）概况作好控制以后,传统的测图方法按使用的仪器不同，一般可分为平板仪测图、小平板仪配合经纬仪测图、经纬仪测图、小平板仪与皮尺配合测图四种。平板仪测图步骤如下：A1在测站上安置仪器，进行对中、整
18、平、定向，并量取仪器高；B1用照准仪瞄准碎部点上的视距尺,使照准仪的直尺边正确地通过图板上测站点上的刺空,读取测站至标尺的视距和竖角,按下式计算高程H。H = + h + i - v (1)式中：代表测站点高程; h代表测站点与碎部点之间的测量高差； i代表测站点仪器高； v代表碎部点觇标高。C1按测图比例尺，用卡规(或叫两脚规)在复式比例尺(或三棱尺)上截取水平距离在图上的长度,沿照准仪的直尺边将碎部点刺于图板上,并在点位旁注记高程；D1重复上述B、C步骤，将测站四周所要测的碎部点全部测完为止；E1根据所测的碎部点,按规定的图式符号，描绘地物，根据注记的高程按等分内插描绘地貌。并随时和实地对
19、照检查，正确无误完成本站工作后迁至下一测站工作。其它的传统测图方法虽然在实际操作中各有所不同，但它们的原理是一样的,都是测量出所测点与测站点间的距离、水平角、垂直角,通过计算出它们之间的关系，把测点的位置和高程标在图上，再根据高程绘制等高线。（2）传统测图方法的精度平面位置精度用地形图上地物点平面位置的点位中误差来表示：式中：为解析图根点的展点误差; 为图解图根点的测定误差；为测定地物点的视距误差；为测定地物点的方向误差；为地形图上地形点的刺点误差。高程精度用等高线的高程中误差来表示：式中：为图根控制点的高程误差；为测定地物点的高程误差；为地形概括误差；为地形点平面位移引起的高程误差；为内插和
20、勾绘等高线的误差。（3）传统测图方法的优点由于是在现场直接绘图,描绘地物时能够实时的与实地进行对照,及时发现错误并进行纠正。地物的一些细小变化部份也容易发现并描绘在图上。地貌的描绘也能够很直观的进行对比,能把地貌很准确形象的描绘在图上、符号的标注以及地类界的划分都是比较容易及准确的。（4）传统测图方法的缺点由于平板仪的对中都是采用锤球对中,所以对中的精度不高,描绘地物地貌时都是人工手工操作, 在其中会带来一定的误差,因此传统测图方法所测得图的精度相对较低。地物地貌的描绘在野外作业,容易受不良天气的影响,给测图带来很多不便。又由于计算机技术的广泛应用,人们用计算机进行工程设计、用微机处理各种地面
21、信息以及建立各种信息系统(如城市、矿山信息系统、地下管线系统等)的需要,必然要求测绘人员提供数字产品(例如存贮在计算机软、硬盘上的数字化地图、既便于保管运输、又易于修测和制作各种比例的用图) ,而不只是白纸图。因此,必须对白纸图进行扫描矢量化,而在这过程中一方面增加内业的工作量,另一方面又会带来一定的误差,使制成的数字产品的精度被降低。由于电子测量技术和计算机技术的迅速发展,大比例尺数字化成图发展很快,数字化测图已经逐渐的被推广使用。1.3.2数字化测图方法（1）概况用于数字化测图的仪器比较多,比如徕卡厂家销售的菜丝、冲翰集团销售的尼康、南方集团销售的索佳等。成图软件也比较多,比如深圳市勘测院
22、编写的测绘e、清华大学编写的清华山维、南方公司编写的南方开思(CASS)等。尽管测量仪器与成图软件比较多,但是它们的原理都是一样的。在这里选取中翰集团的测量仪器尼康520与南方公司的开思(CASS)成图软件来介绍数字化测图的过程。数字化测图的步骤：A1在测站上安置仪器，整平,对中,量取仪器高；B1打开电源开关，建立文件名，然后建站(在建站过程中，需输入点号、测站点名、仪器高、后视点名；若是进行坐标测量，在提示输入测站坐标及后视坐标时将其相应的坐标输进去，若是进行原始数据测量，将其坐标都输为零。)，瞄准后视点置零；C1用照准仪瞄准碎部点花杆上的棱镜，按测距键测出距离，在按存储键将数据存进仪器中，
23、然扫再近行下一个碎部点测量，直到测完本站可观测所需的碎部点的范围，就可搬到下一站；D1把存储在仪器中的野外测量数据通过传输线及程序下载到计算机中，转换成与开思(CASS)成图软件相符格式的坐标文件(若是进行坐标测量，可不必转换) ，调入开思(CASS)成图软件，确定所需的比例尺，根据软件里的符号和野外绘制的草图把地物描绘出来(地物的编辑也可采用编码法编辑方式)，再根据高程自动把等高线绘制出来。（2）数字化测图方法的精度平面精度可用下面中误差公式表示：式中：为相邻导线点相对中误差对细部点坐标值的影响；为测距中误差；为测角中误差。高程精度可用下面误差公式表示：式中：a为垂直角；为距离中误差。（3）
24、数字化测图的优点数字化测图采用野外数字化采集，不存在比例误差、刺点误差、图纸伸缩及重新描绘误差，只有测站点的精度,测点的测距误差。测点的测角误差和司镜误差。数据记录采用只记录水平角、垂直角、距离、站高及镜高时，可同时进行控制测量与碎部测量而不受任何影响。用全站仪观测数据自动存储记录，测点距离可放宽至500 m，测站的测图范围相对扩大。内业编辑是在室内进行，全站仪的防水、防晒、防暴等功能较强，测距是采用光电测量方法，仪器只需基本见到花杆上的反射棱镜就可测出距离。因此，野外条件对测图的影响相对减少。所得的成品就是数字产品，能够直接满足现代各种工程的需要。（4）数字化测图的缺点由于数字化测图的内业处
25、理是在室内进行，无法与实地进行对比作业，漏测的地物不能够及时的把它补上，地貌的变形不容易被发现。1.4 数字测图的发展与展望近年来，“数字地球”、“数字中国”的概念越来越为人们所熟悉，实践证明， 航空摄影测量正从模拟摄影测量时代迈入数字摄影测量时代， 产品也从单一的纸质图变化为数字线划图( DLG) 、数字高程模型( DEM) 、数字栅格地图( DRG) 、数字正射影像( DOM) 及三维模型、地理信息系统等； 工程测量也从大平板测图转向了全野外数字测图， 内外业一体化测图技术得到了广泛的应用， 该技术从开发初期试验版本推出修改成熟已经经历了五六年的时间，为工程测量( 特别是大比例尺测图) 提
26、供了先进、便捷、高效的全新数字测绘手段， 成为当今最理想的全野外数字测图模式。1.4.1 航测数字测图计算机技术在现代测绘技术中的广泛应用，是对传统测绘技术的一次伟大的革命。随着硬件性能和软件开发能力的不断提高， 摄影测量经历了从模拟摄影测量解析摄影测量数字摄影测量的过程。应该说，模拟摄影测量技术占据了主导地位( 已应用了20 多年)；而解析摄影测量作为前后者的过渡技术，应用面相对较小，但为后来发展起来的数字摄影测量奠定了基础；数字摄影测量才起步，但随着数字测绘产业的兴起，发展势头迅猛，从已取得的成果和经济效益来看， 有着十分广阔的发展前景。当前，“3D”产品的生产工艺流程图分别如下：（1）数
27、字线划图( DLG) 生产流程图（2）数字高程模型( DEM) 生产流程图（3）数字正射影像图( DOM) 生产流程图数字摄影测量的关键是完成全数字自动空中三角测量( 简称空三加密) 。它是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机软件处理技术，对影像进行扫描、匹配、模拟识别， 再进行自动平差, 完成从数字影像中提取用数字方式表达几何与物理信息的系统。在此基础上， 应用数字摄影测量工作站完成数字影像的定向、空三导入、立体编辑、向量测图、成图编辑等工作，最终输出数字成果。目前，我院已全面采用全数字摄影测量工作站进行110000“3D”产品的生产工作，共完成了各种比例尺上千幅图的空三加密任务，新
28、安江测区544 幅110000地形图( 3D) 的生产任务也已全面开展。1.4.2 工测数字测图目前， 市场上的商用数字测图软件较多，主要有清华山维、南方公司、武汉瑞得、上海数维等，以上公司的测图软件都能达到AutoCAD 出图的要求， 但对于硬件、人员技术素质、作业模式、数据组织、文件格式等各有所不同。这里对清华山维的EPSW 软件在数字化测图及其规模生产( 详见98 工程测量专业综合性学术研讨会论文集) 一文中作了详细介绍，通过几百平方公里的测图实践， 在作业方式上总结了以下经验：（1）大比例尺地形( 地籍) 测图工艺流程图（2）测图方式的灵活运用在城市或居民地密集区测图， 宜采用全站仪+
29、 便携机+ 小棱镜的作业方式， 在野外边测点边成图，即3 人组合式测图( 投入成本相对较大) 。首先，因为城市交通拥挤，自行车及来往行人较多，需要各司其职， 以确保仪器设备和人员的安全；其次，城区地物复杂， 碎部点密集， 单靠画草图和事后回忆难度很大； 再次， 每天采集的野外数据若不及时编辑整理，则内业工作量相当烦琐， 且容易出错。只有实现野外实时成图，才能保证高质量和高效率。在空旷的一般地区测图， 可采用全站仪存贮数据+ 草图的2 人测图方式。首先，从节约成本考虑，此方法外业不需配备便携机， 且发挥了全站仪强大的数据存贮功能；其次，平均日采点数量比上述方法提高30%左右，可提高效率； 再次，
30、 组成3 人一个组( 2 人外业+1 人内业编辑) ，工种互相轮换， 全站仪的使用率可提高30%左右。由于地物相对简单， 外业画草图和内业编辑工作量也不是很大, 从经济又高效的原则出发，确是一种好方法。地形图的修补测。此类项目中，一般都有原始大比例尺地形蓝图,可作为外业数据采集的工作底图。首先，直接在蓝图上编辑采点号， 并对变化区域作适当修改， 可以省去许多画草图的时间，达到了事半功倍的效果；其次，由于草图图面较清晰( 相对白纸画草图而言) ，相关位置正确，给内业编辑带来了极大方便； 再次，对人员的技术要求不是很高，只须掌握一般测量知识即可。（3）数字测图的软硬件选配软件开发要以人为本， 界面
31、友好，易操作，实用性强，尽量不要改变原有的操作习惯。在这一点上，南方CASS 测图软件做得较好， 因此， 它在浙江地区的用户较多， 使用范围也较广。由于数字测图软件的功能十分强大，一般作业时，只使用了全站仪的测距+ 测角功能( 包括坐标计算存贮功能) ，所以，对于专业测绘队伍来讲，全站仪的功能大大浪费了，所以建议厂家生产面向专业测绘队伍的“半站仪”来满足测绘行业的特殊需求。（4）数字测图的质量检查众所周知，对于大平板测图来讲，质量检查的重点放在数学精度、地理精和图面整饰上，而数学精度则是评定图幅质量的关键。但随着数字测图技术的广泛运用，这一工艺方法的改进，使成图精度提高了一个等级，按照城市测量
32、规范的要求，数字图的数学精度已不再是主要问题，相反，对作业设计、地形图的分层( 代码) 检查、多于数据删除等方面提出了更高的要求，因此，各级检查员的技术素质急需进一步提高，以适应数字测图发展的要求。（5）数字测图的发展趋势当前，航测数字测图所使用的影像数据是由航摄底片经扫描而来，影像经摄影处理和扫描后，已损失了相当一部分的信息，并不是真正意义上的数字影像数据。随着高分辨率数字航摄仪在民用航空摄影中的应用，将直接由航摄数字影像取代扫描数字影像，从而为航测数字化生产提供良好的数据源。工测全野外数字测图系统有待于进一步完善。虽然数字测图系统已能满足普通用户的测绘生产需求，并基本代替了平板测图，占有了
33、极大的市场份额，但是由于它的输出功能单一，缺少与其它地理信息系统的数据转换，因此，在城市地理信息数据库建设方面有较大的障碍，数据不能一步到位。笔者认为面向GIS 数据采集、建库的一条龙生产体系已不再是一句套话，它将成为未来衡量数字测图系统技术要求的重要标准之一。当前，RTK技术的应用还只局限于控制测量方面，但随着硬件价格的下降，其优越的价格性能比日益突现。基于RTK技术( 代替全站仪) 的数字测图软件将受到青睐，这一技术的实现，将进一步提高数字测图的生产效率，成为仪器和技术更新换代的又一里程碑。2 数字测图随着科学技术的发展，地形图被更加广泛的应用于各行各业之中，而随之被广泛应用的同时，对它的
34、需求也从过去只需图纸转变为同时需要电子文档。这就使得人们用过去传统测图方法测得的图纸上需增加一道程序，即把图纸扫描矢量化。但是，随着测量科技的发展，全站仪的出现，野外数字采集逐渐被推广，地形图的测绘又进入了一个新的台阶。2.1 基于全站仪测记法的数字测图方法2.1.1 测记法数字测图对图根点位及高程精度的要求为了满足成图精度,图根点精度必须满足要求。城市测量规范规定图根点相对图根起算点的点位误差及高程中误差为：m极限= 0. 1M（ M为测图比例尺分母)限= 0. 1 h ( h为成图基本等高距)则图根点点位误差及高程中误差为:m极= m极限/2 = 0.05 M /mm (M 为测图比例尺分
35、母) (1) = 限/2 = 0.05 h /m ( h为成图基本等高距) (2)2.1.2 大比例尺数字测图对图根点点位及高程精度的要求由式(1) 、(2)可分别计算出一般地区1500, 11000, 12000地形图图根点精度要求如表2.1。表2.1一般地区1500, 11 000, 12 000地形图图根点精度mm2.1.3 测记法数字测图的实施 （1）全站仪控制测量及误差分析在数字测图工作中,控制测量的工作与传统的控制测量相比,应该更简便。当然,在新的规范中,对这一方面的要求没有多大的改动,但根据本人的实际工作经验及积累,有一些限制条件是可以放宽的,特别是图根控制。随着GPS技术的发展
36、成熟及全站仪的普及,三角测量现在已基本上淡出了控制测量这个平台。所以对大多数的人员而言,无疑大大地减轻了工作的强度。去掉了三角测量的种种枷锁的限制,取而代之的是更为灵活的GPS网及导线(网)测量。以往控制测量必须在测图以前完成,而现在则可同时进行,甚至提前测图后搞控制。测图时可先采集外业观测数据,内业采用假定起算数据,并编辑图形。待控制成果出来后,再改正起算数据并重算,从而将整个图形轻而易举地改正过来。数字化测图在数据记录、存储、处理和成图的全过程不损失任何精度,数字化图的精度完全体现外业测量的精度。全站仪采集数据的平面误差常用的全站仪的标称精度为5、5 + 5 10D,则数据采集误差为：其中
37、取相邻导线点相对点位中误差对细部点坐标值的影响,取2 cm；对于、 ,考虑到半测回测角、一次测距读数及实际测量误差来源的复杂性,以全站仪的标称精度的2倍作为相应的中误差,即: = 2 (0. 5 + 0. 5 S / km ) = 2 5 S 100 000 /则 = 当S = 0. 1 km 时, = 2. 4 cm;当S = 0. 2 km 时, = 2. 7 cm；当S = 0. 5 km 时, = 4. 2 cm.由上述数据可以看出用全站仪采集数据的测量误差比较小,并且数据采集的误差受距离长短影响较小。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高,只要采取一定的措施,重要二地物相对于邻近控
38、制点的精度控制在5 cm 内是可以做到的。全野外数据采集的高程误差：其中S为斜距,为垂直角。仪器高、镜高可以量至毫米,对h的影响可略去不计,大气折光影响的误差,可以利用计算机,借助相应的程序或软件进行改正计算。那么当使用全站仪观测时,mS =5mm +5 10D较小,再乘sin的系数后对高程误差的影响甚小,此项略去,则：当 5时, 1, = S,取= 25；当S = 100m 时, = 1.2 cm；当S = 200m 时, =2.4 cm；当S = 500m 时, = 6.0cm。（2）碎部测量数字测图中,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,可利用软件提供的相应方法来取
39、得其余各点的坐标,再辅以软件中的相应功能,得到最后的图形。具体方法可采用草图法,即外业草图加上室内交互编辑。这是很多单位所采用的方法,地形测绘小组由2人组成,一人观测并在全站仪上作记录,一人跑尺并绘草图. 该方法比较直观,劳动强度低,但提高了内、外业的工作效率。数字化测图野外测量的步骤步骤1:在测站上安置仪器,整平,对中,量取仪器高；步骤2:打开电源开关,建立文件名,然后建站(在建站过程中,需输入点号、测站点名、仪器高、后视点名,若是进行坐标测量,在提示输入测站坐标及后视坐标时将其相应的坐标输进去,若是进行原始数据测量,将其坐标都输为零) ,瞄准后视点置零；步骤3:用照准仪瞄准碎部点花杆上的棱
40、镜,按测距键测出距离,在按存储键将数据存进仪器中,然后再进行下一个碎部点测量,直到测完本站可观测所需的碎部点的范围,就可搬到下一站.数据采集全站仪测得的原始观测数据可直接储存在仪器中,一般原始数据格式有两种:一种是水平角、天顶距、斜距；另一种是三维坐标。 二者都必须有按顺序累加的点号。由于利用内存记录的数据有着多层保护,具有较高的可靠性,不易丢失数据,测站上观测、记录合二为一,变被动为主动。要注意不规则的地物应尽量能多测一些点,因为在传统测图中,细小的变化可通过手工来完成,但计算机的模拟是无法真实地反映出这些实际变化的。测等高线时,除了测量特性线外,还应尽量多测一些加密的点,以满足计算机建模的
41、需要,也能更加详尽地反映出地貌。绘制草图全站仪只能采集单点数据,而地物的一些属性、地物间的相互关系等还必须人工记录在草图上,草图是室内的数据处理和图形编辑的重要依据。故数字化测图中绘制草图是必不可少的。数字化测图工作中,司尺人员担负着室内绘图的工作,是测图过程中的主要人员,所以对于地物(貌)的综合取舍等要心中有数,并且应在跑尺前确定好跑尺的线路,尽量避免走冤枉路。草图上的内容必须正确、清楚、规范而完整。即所有注记、点位相对关系、线条符号等必须符合实际,图面清晰美观,图式符号运用规范,重要的信息应及时而完整地记录下来。草图上的内容一般包括测站信息和测站地形略图。测站信息包括测图日期、测站点、定向
42、点、仪器高、本站碎部点起点号和止点号、点号加常数、增设测站点号,以及镜高、编码、坎比高等项的错误改正信息等。这些信息通常置于草图左上角。测站地形略图通常绘在草图右下侧. 略图中的地物线条符号不必按比例,但其相对关系要正确；点号要正确清楚,而且不能重复也不能遗漏;点号较大(超过两位数)时,最好记下点号加常数,以免数字太多,既容易出错,又影响图面清晰度。2.1.3编辑成图（1）平面图形的生成和编辑把存储在仪器中的野外测量数据通过传输线及程序下载到计算机中,转换成与CASS成图软件相符格式的坐标文件(若是进行坐标测量,可不必转换) ,调入CASS成图软件,确定所需要的比划尺,根据软件里的图例符号和野
43、外绘制的草图把地物描绘出来(地物的编辑也可采用编码法编辑方式)。一般成图软件需要两个必不可少的文件,即已知控制点文件和原始数据文件。 控制点文件内容包括点名、编码、三维坐标等,其中包括测区内各等级的控制点和图根控制点. 原始数据文件已经生成,将其与控制点文件置于同一工作目录下即可。有了这两个文件,只要在软件环境中运行自动成图功能,即可自动展点。连线时应根据草图,需进行大量的编辑工作,编辑的内容主要有:补充连线操作,修改其编码和线型；完成大量的几何作图操作,如求交会点、垂足、对称点,做圆和平行线等;所有的汉字注记内容和注记位置；必要的单点输入等。这是数字化测图内业工作的重点,需花费较多的精力和时
44、间。（2）等高线的生成和编辑除了平面图形,地形图上还应该有等高线。等高线的生成一般在平面图形编辑结束后进行。为此,应首先生成数字地面模型(DTM) ,数字地模一般为紧贴地面的三角网。构成三角网时可分区域进行,应先确定构网区域、等高线不应跨越的地形特性线和一些封闭区域,如分水线、合水线、坡坎上下封闭线、建筑物封闭线等.然后运行构网功能,自动构网,生成等高线。野外采点时应保证地形点有足够的密度,疏密适当而且有代表性,否则,在构网前应适当内插地形点。三角网不合理时应及时修改,再生成等高线。等高线不合理时,再修改三角网或拉伸裁剪等高线,直至合理为止。这种作业模式优点比较突出,内业成图和外业采集数据分开
45、,外业人员只需按一定的方法采集数据,不用外业直接成图,作业效率高。设备配置要求较低,用带内存的全站仪、不带内存的全站仪配电子手簿进行作业,甚至测距仪结合手工记录再输入微机也可进行作业,所以,在测绘单位得到了广泛应用。这种作业模式的缺点也比较突出,它对绘制草图人员要求高,特别在一些复杂地形,清晰美观、正确的草图是内业正确和顺利成图的保证；它对记录要求也很高,记录格式要统一,记录数据要正确、全面、无遗漏;外业无法及时发现错误、纠正错误,查图和修图的工作量大。2.2 数字测图简易编码的数据采集方法2.2.1简易编码测图利用点号和编码测图效率均不高,但是这两种方法都有优点,如何既发挥上面这两种方法的优
46、点又提高效率,笔者经过实验得到一种方法,此方法就是下面介绍的简易编码测图。根据实际工作经验,不论哪一个测区,同时遇到的常见地物总类一般不超过80种,那么就精心选择6080种地物,分别设置简易编码表,例如用10代表房屋,20代表道路,可以打印成小助记条贴在仪器上,时间长了,大家就能熟悉此编码系统了,对于不常见的地物,可以利用其余的空号代替。利用事先编辑好的代码对照表,内业数据展点时可以直接展成具有属性可连线的图形,根据图形的相对关系,内业可以方便地将图形编辑完毕。对于具有较复杂的居民区或地形,可以画草图来助记。编码数据输入到仪器的PCODE位置。由于此方法不需要额外的设备,两个人即可以组成一个作
47、业小组。如果此方法使用熟练,每个小组每天可以测8001 300个点以上,速度关键掌握在持镜人手中。利用现在的免棱镜仪器,效率还会更高一些。2.2.2具体数据示例由于仪器设备的不同,能够存储的数据类型不同,有原始极坐标类型的数据,也有地理坐标类型的数据,但是不论哪种数据,都有编码与流水号的存在,我们要充分利用编码与流水号,即可实现此目标。TOPCON 225型仪器的极坐标原始数据示例如下：GTS - 700 v3. 0STN IIE799, 1. 640, STNBS IIE930, 1. 600,BSSD 0. 000 00, 91. 580 50, 78. 437 0SS 1 000, 1. 600,A0A1SD 89. 021 50, 93. 090 90, 13. 948 0SS 12, 1. 600, 10SD 98. 515 80, 92. 282 80, 6. 801 0SS 13, 1. 600, 10SD 139. 392 10, 105. 444 60, 4. 714 0SS 14, 1. 600, 10