数字化测图的外业工作技巧与方法

在进行数字化测图时，外业工作是尤为重要的一个组成部分。外业工作质量的好坏直接决定最终成果的优劣。与传统的白纸测图一样，数字化测图的外业工作包括控制测量和碎部测量。

1.图根控制测量

图根控制测量主要是在测区高级控制点密度满足不了大比例尺数字测图需求时，适当加密布设而成。当前，数字化测图工作主要是进行大比例尺数字地形图和各种专题图的测绘，因此控制测量部分主要是进行图根控制测量。图根控制测量主要包括平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量确定图根点的平面坐标，高程控制测量确定图根点的高程。

图根平面控制和高程控制测量可同时进行，也可分别进行。图根点相对于邻近等级控制点的点位中误差不应大于图上0.1mm，高程中误差不应大于基本等高距的1/10。对于较小测区，图根控制可作为首级控制。表4-2-1所示是一般地区解析图根点的数量要求。

表4-2-1　一般地区解析图根点的数量要求

图根控制目前主要是利用全站仪、GPS和水准仪等仪器进行施测。其布设形式和具体施测过程随工程需要的精度及使用的仪器而定。

（1）全站仪图根控制测量。利用全站仪进行图根控制测量，对于图根点的布设，可采用图根导线、图根三角和交会定点等方法。由于导线的形式灵活，受地形等环境条件的影响较小，一般采用导线测量法，也可以采用一步测量法。

如图4-2-1所示，一步测量法就是在图根导线选点、埋桩以后，将图根导线测量与碎部测量同时作业。在测定导线后，提取各条导线测量数据进行导线平差，然后可按新坐标对碎部点进行坐标重算。目前，许多测图软件都支持这种作业方法。

（2）GPS控制测量。在相对大面积的测图工程中，选择运用GPS进行控制测量更为合适。与常规方法相比，应用GPS进行控制测量有许多优点：可以得到高精度的测量结果；点位选择要求灵活，不需要各点之间互相通视；作业效率高，几乎不受天气影响，可以全天候作业；观测数据自动记录等。

2.碎部点数据采集

在测定的控制点基础上，可以根据实际选择不同的测量方法进行碎部点数据采集。目前，常用的是全站仪测量法和GPS-RTK测量法。

图4-2-1　一步测量法

无论是用全站仪还是用GPS-RTK进行碎部点采集，除采集点位信息（测点坐标）外，还应采集该测点的属性信息及连接信息，以便计算机生成图形文件，进行图形处理。需要注意的是，不同的数字测图软件在数据采集方法、数据记录格式、图形文件格式和图形编辑功能等方面会有所不同。测站点属性和连接信息可以通过草图记录。

（1）工作草图。工作草图是内业绘图的依据，尤其是采用测记法进行野外数据采集时，工作草图是绘图的必需品，也是成果图质量的保证。

工作草图的主要内容有地物的相对位置、地貌的地性线、点名、丈量距离记录、地理名称和说明注记等。测量开始之前，绘草图人员首先对测站周围的地形、地物分布情况大概看一遍，及时按近似比例勾绘一份含主要地物、地貌的工作草图，便于开始观测后及时在草图上标明所测碎部点的位置及编号。在随采集数据一块进行时，最好在每到一测站时，整体观察一下周围地物，尽量保证一张草图将一测站所测地物表示完全，对地物密集处标上标记另起一页放大表示。在有电子记录手簿时，一定要和手簿记录的点号一致，如图4-2-2所示。

图4-2-2　工作草图

（2）数据采集。

1）全站仪数据采集。全站仪数据采集根据极坐标测量的方法，通过测定出已知点与地面上任意一待定点之间相对关系（角度、距离、高差），利用全站仪内部自带的计算程序计算出待定点的三维坐标（X，Y，H）。

在使用全站仪采集碎部点点位信息时，因外界条件影响，不可能全部直接采集到碎部点点位信息，且对所有碎部点直接采集的工作量大、效率低，因此必须采用“测、算结合”的方法（在野外数据采集时，利用全站仪通过极坐标的方法采集部分“基本碎部点”，结合勘丈的方法测定出一部分碎部点，再运用共线、对称、平行、垂直等几何关系最终测定出所需要的所有碎部点）测定碎部点的点位信息，以便提高作业效率。

全站仪数据采集的主要步骤如下：

①全站仪初始设置。测量时，将测量模式的选择（免棱镜、放射片、棱镜，当使用棱镜时所用棱镜的棱镜常数），以及量取的仪器高、目标高等参数输入全站仪。

②建立项目。全站仪存储数据时，一般将测量的数据存储在自己的项目（文件夹）中，以便后续数据处理。(www.xing528.com)

③建站。建站又称设站，就是让所采集的碎部点坐标归于所采用的坐标系，即全站仪所测点是由以测站点为依据的相对关系所得的。在进行坐标测量时，必须建站。

④坐标测量。在建站的基础上开始对待测点坐标测量。

⑤存储。将采集的碎部点信息（点号、坐标、代码、原始数据）存储在全站仪内存中。

2）GPS-RTK数据采集。因GPS-RTK测量具有快捷、方便、精度高等优点，已被广泛用于碎部点数据采集工作中。在大比例尺数字测图工作中，采用GPS-RTK技术进行碎部点数据采集，可不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，不要求点间通视（但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，还应采用常规的测绘方法进行细部测量），在要测的碎部点上停留几秒钟，能实时测定点的位置并能达到厘米级精度。

GPS-RTK数据采集的主要步骤如下：

①架设基准站。将基准站GPS接收机安置在视野开阔、地势较高的地方，第一次启动基准站时，需要通过手簿对启动参数进行设置，如差分格式等，并设置数据链，以后作业如不改变配置可直接打开基准站主机。

②架设移动站。确认基准站发射成果后，即可开始移动站的架设。移动站架设完成后，需要通过手簿对移动站进行设置才能达到固定解的状态。

③配置手簿。新建工程对工程参数进行设置，如坐标系、中央子午线等。

④求转换参数。由于GPS接收机直接输出来的数据是WGS-84的经、纬度坐标，因此为了满足不同用户的测量需求，需要将WGS-84的经、纬度坐标转化为施工测量坐标，这就需要进行参数转换。

⑤坐标测量。开始对待测点进行坐标测量。

（3）碎部点的确定。在地形图测绘中，能否准确确定和取舍典型地物、地貌点是正确绘制出符合要求地形图的关键。具体规定如下：

1）点状要素（独立地物）能按比例表示时应按实际形状采集，不能按比例表示时应精确测定其定位点或定线点。有方向的点状要素应先采集其定位点，再采集其方向点（线）。

2）线状要素采集时应视其变化情况进行测量，较复杂时可适当增加地物点密度，以保证曲线的准确拟合。具有多种属性的线状要素（线状地物、面状地物公共边，线状地物与面状地物边界线的重合部分）应只采集一次，但应处理好要素之间的关系。

3）水系及其附属物应按实际形状采集。河流应测记水流方向；水渠测记渠顶边和渠底高程；堤、坝应测记顶部及坡脚高程；泉、井应测记泉的出水口及井台高程，并标记井台至水面深度。

4）各类建筑物、构筑物及其主要附属设施均应采集。房屋以墙基为准采集。居民区可视测图比例尺大小或需要适当综合。建筑物、构筑物轮廓凹凸在图上小于0.5mm时，可予以综合。

5）公路与其他双线道路应按实际宽度依比例尺采集。采集时，应同时采集范围内的绿地或隔离带，并正确表示各级道路之间的通过关系。

6）地上管线的转角点应实测，管线直线部分的支架线杆和附属设施密集时，可适当取舍。

7）地貌一般以等高线表示，特征明显的地貌不能用等高线表示时，应以符号表示。高程点一般选择明显地物点或地形特征点，山顶、鞍部、凹地、山脊、谷底及倾斜变换处应测记高程点，所采集高程点密度应符合表4-2-2的规定。

8）斜坡、陡坎比高小于1/2基本等高距或在图上长度小于5mm时可舍去。当斜坡、陡坎较密时，可适当取舍。

表4-2-2　地形点间距