地形图测绘论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇地形图测绘论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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1. 引言

随着数字地形图的广泛应用，为了便于进行空间方面的量测和分析，人们对它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求，为此，在借鉴二维数字地形图和数字地面（或高程）模型优点的基础上，克服二维数字地形图在空间表示和应用方面的不足，提出了测绘三维数字地形图的想法。

为此，本论文主要对三维数字地形图的测绘技术展开分析探讨，以期从中找到可靠有效可行的数字地图测绘技术，并以此和广大同行分享。

2. 三维数字地形图的地形数据及表达方法分析

地形数据即为表现地势走向的地貌数据，包括平面位置和高程数据两种信息，这两种信息目前主要通过野外测量、航空航天遥感影像和现有地形图数字化三种方式获得。航空摄影测量一直是地形图测绘和更新的有效手段，其所获取的影像数据是高精度大范围的DEM生产最有价值的数据源。另外，近年来出现的干涉雷达、激光扫描仪等新型传感器数据被认为是快速获取高精度、高分辨率的DEM最有希望的数据来源。通过全站仪、全球定位系统(GPS)等手段可获取较小范围、大比例尺、高精度的地形建模数据，同时也是对航空摄影测量和地形图数字化的一种补充。实际工作中，具体采用何种数据源和相应得生产工艺，一方面取决于数据的可获取性，另一方面也取决于应用的目的和对数据的要求，包括DEM的分辨率、数据精度、数据量大小和技术条件等。

三维数字地形图是用规则格网和高程注记点来表达地形地貌的。为了不影响地图符号表达地物和地形，采用分布规则的格网式DEM较为妥当。格网的大小一方面取决于相应地形图的分辨率，一般说来，地形图的比例尺越大，对地物和地形表达的精度就越高即越精细，则格网就越小；另一方面取决于制图区域地形的复杂程度，一般说来地形越复杂或越破碎，为了表达地形时不失真，格网就应越小。在一幅地形图上，考虑到在实际中，有的地方地形比较复杂，而另一些地方则比较简单，可用四叉树结构来表达格网，即用大格网来表达简单的地形，而用小格网表达复杂的地形，即采用横向的多分辨率技术表达地形。构建三维数字地形图时，必须确保DEM与线划地形图是同一个空间参考框架下的；编制地形图时，可将DEM格网点放在一个单独的图层上，这样可根据需要打开或关闭它。高程注记点反映地面上坡度变化处的高程。

3. 三维数字地形图测绘技术应用探讨

3.1 三维地形数据的采集

三维地形数据采集包括两个阶段，一是：外业采集，主要是利用全站仪采集地形点的三维空间数据（包括平面坐标及高程）。由于受通视条件、劳动强度等因素的影响，只能采集地形特征点的三维空间数据，地形特征点一般是指山谷点、山脊点、洼地、山脚点、山顶等等。由于这些特征点的密度不够和分布不均匀。这样在对有些地区的地表高低起伏就很难精确的表示。二是：内业加密，就是将外业采集的数据，通过内插的方法对特征点的密度和分布进行有效处理，获得分布均匀，密度适当的地形点及高程，使其更能详细的反映地势的走向。

在利用全站仪野外获取三维地物数据测量时，地物底部特征点数据的获取是比较容易的，难点在于怎样获取地物顶部特征点数据。以建筑物为例进行说明，其顶部特征点的数据可以通过测量其相应的底部特征点的平面位置和高程，然后量测其高度的方法获取，也可以放置棱镜到顶部特征点上直接测量的方法获取，还可以用无棱镜测量进行建筑物顶部特征点的方法获取。其中，无棱镜测量对于没有反射的物体不能进行测量，因此在建筑物比较密集的城镇地区，用无棱镜测量会严重受到通视条件和反射条件的制约，使的测绘工作量大，效率低，有些建筑物的顶部特征点甚至是采集不到的，对深巷的建筑物底部特征点也很难采集到。当然，还可以在建筑物顶部进行数据采集，此方法也存在通视条件的限制，还有很高的危险性，因此对于大区域测绘是不现实的。

3.2 三维数字地形图的测绘

实际地面通常不是光滑和均匀变化的，因此在采集的时候会产生断裂线问。对于植被茂密、树林覆盖地区，数字摄影测量采集时无法切到地面，这样就不能准确的反映植被覆盖区的实际地面趋势，为了使其精度能够满足要求，可以在这些地区采集散点方式进行测量，以便能真正的切到地面的地方进行数据采集。在必要的时候还需要进行野外测量的方式进行补测才能达到精度的要求。具体面向三维地形数据的采集测绘，可以按照如下步骤进行：

(1) 定向建模

定向建模之精度是影响整个产品精度的关键。定向建模的工作流程：用黑白影像建立立体像对进行手工或自动内定向、相对定向核线重采样绝对定向裁切核线影像立体模型建成。

(2) 数字高程模型DEM

DEM、DOM可由单模型获取，也可由批处理直接生成。创建DEM及镶嵌工作流程：先进行影像相关创建像方DEM像方DEM编辑创建物方DEM物方DEM检查编辑建立新图幅物方DEM接边物方DEM镶嵌DEM成果。

创建像方DEM前，要先对每个像对中的特征点（峰顶、谷底、鞍部及地形突变点）和特征线（山脊线、山谷线、地区突变区线、面状地物的范围线等）进行量测。量测特征点和线的目的是获取像方DEM相关的初值，对像方DEM进行编辑。

(3) 数字正射影像DOM

每个像对的物方DEM编辑后即可创建正射影像，并进行DOM的镶嵌。正射影像分为黑白正射影像和彩色正射影像。先创建每个像对的左、右黑白正射影像，合并左右黑白正射影像后，选择镶嵌线对黑白正射影像进行镶嵌即生成黑白DOM产品。

(4) 数字线划测图

在定向建模完成之后，如不需要生成DEM、DOM产品，可直接进入向量测图模块进行测图。在向量测图模块中，图廓及内外整饰自动生成，已测向量能够实时显示（放大、缩小、编辑等）和映射至立体，具有联机编辑、实时符号化功能，利用测图模块提供的这些工具可以很方便地进行测图和编辑，实现测图、编辑一体化。

3.3 三维数字地形图测绘的误差分析

(1) 全数字摄影测量的精度和模拟摄影测量、解析摄影测量相比一定有所不同，如:光束法区域网加密与独立模型法区域网加密的精度差异，全数字摄影测量系统没有机械传动误差、图纸套合与清绘误差、展点误差、主距安置误差、读数误差等等，出现了影像匹配误差等。

(2) 图上的地物点的点位中误差主要来源于：像控点点位中误差、房檐改正误差、加密点点位中误差、影像扫描中误差、影像匹配中误差和定向中误差等。

(3) 航测成图高程中误差的主要来源于：控点高程中误差、加密点点位中误差、相对校正中误差、定向中误差和测绘动态中误差等。

4. 结语

本文从三维数字地形图的相关概念、数据采集的方法和三维数字地形图的绘制三个方面进行了研究，对于三维数字地形图测绘技术的实际应用具有一定的借鉴和指导意义，因而是值得推广的，另一方面，三维数字地形图数据的采集与测绘，还有很多的技术细节问题需要深入探讨，这有待于广大技术工作人员的共同努力，才能够最终实现三维数字地形图的测绘与普及应用。

参考文献：

[1] 郭岚.三维数字地形图及其应用的研究[J].测绘通报,2002, (5):10-11.

[2] 李清泉,杨必胜等.三维空间数据的实时获取、建模与可视化[M].武汉大学出版社,2003.

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关键词：地形图 图式 变化及特点 不足

abstract：This article is base on the understanding of The first part of the National basic scale map,1:500,1:1000,1:2000 map style, to indicate It's unique characteristic and what It's lacking, bring forward my personal views. Keywords: digitise, Topographic maps,Schema, Application.

1.引言

地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的投影图。地形图图式是地形图上表示各种地物和地貌要素的符号、注记和颜色的规则和标准，是测绘和出版地形图必须遵守的基本依据之一，是由国家统一颁布执行的标准。

改革开放三十年，中国的经济建设处在高速发展阶段。原有的《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》GB/T 7929—1995已不适应现代测绘的发展，2007年中国国家标准化委员会及相关部门颁布并实施《国家基本比例尺地图图式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形图图式》。新版《图式》的出发点，着眼于数字化地形图的出图及入库，抛弃了手工绘图，便于识图，增加了现代化城市建设中地物符号，同时对各类符号的应用给予诠释。颁布至今已有四年，在国民经济建设及测绘生产中起到主要的作用。但在应用过程中，同时也发现了新《图式》的不足。

2.解读

新版《图式》，在符号的标识上，添加了如医院、展览馆、电影院等公共机构地物符号，图文并茂，易于识图。调整并规范了《图式》符号的标准结构，提高了在应用领域的兼容性。

2.1新版《图式》的变化及特点

（1）新版《图式》规定的颜色除了单色外，同时可采用CMYK 印刷色彩模式；95版《图式》对于地形图颜色规定采用蓝晒、单色或黑棕绿三色印刷。

（2）新版《图式》在符号的尺寸及符号间相互关系上更趋于严谨，便于出图。

（3）新版《图式》在符号与注记上共分为九个类别：测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与土质、注记。与原有的95版《图式》在符号与注记进行相比，将95版《图式》的工矿建（构）筑物及其它设施划归到居民地及设施，将地貌和土质拆分开，土质划归到植被与土质分项。

（4）增加、删除及更改了部分符号。

①.导线及图根控制点做了相应调整，天文控制点标注更加详细。

②.居民地及设施分项，新《图式》中围墙中间是用方块来表示, 简易房新图示用“简”字填充, 地下建筑物的出入口分类更加明确, 公共设施及有标志的建筑添加了符号标注，例如电信局符号、公共汽车站等，视觉更加形象。

③.新版《图式》中添加了城市及乡镇的街道符号。

④.细分了变电室（所）的属性。

⑤.删除了迹地符号，更换了独立树（棕榈、椰子、槟榔）符号。

⑥.地物的属性注记，注记颜色与相应地物符号颜色一致。

3 2007版《图式》的不足之处

《图式》在我国国民经济建设和测绘生产工作中起到非常重要的作用。《图式》符号的更新应本着以下原则：

①.飞速发展的现代化规划、建设；

②.数字测绘新技术的应用；

③.在应用领域的兼容性；

3.1《图式》符号制作上的不足

①.新版《图式》符号的制作，需要结合现代化社会发展带来的新型产物。如商业繁华中心、机场、车站等场所中立体停车场的符号未予设计。

②.由于现代测绘新技术的发展，新版《图式》未能跟得上入库方面的要求。

③.新版《图式》与《基础地理信息要素分类与代码》（GBT 13923-2006）颁布时间不一致，造成脱节。如学校，在新版《图式》中分为大学、中学（含小学），而《基础地理信息要素分类与代码》中只有学校，对应代码为“340101”，在实际应用中需要对《基础地理信息要素分类与代码》进行扩充。

④.新版《图式》中，公路等级采用圆圈，在符号制作及入库时存在一定的技术难度。

⑤.新版《图式》中有些符号存在模糊定义，如4.3.99悬空通廊，采用实线表示，而4.3.5架空房屋采用虚线表示。

⑥.新版《图式》中有些符号表示不完善，如地下建筑物通道，地下建筑物通常起到人防及停车的作用，有些地下建筑物是商场或者超市。这种情况下，需要针对地下建筑物出入口严格、通俗定义：

上图中借助了商场及停车场的符号，使读图时易懂、方便。

⑦.符号的制作设计思路宜简单实用，尤其是对日常生活中经常接触的地物符号，应“图文并茂”。如新版《图式》中宾馆、停车场的符号，简单易读。而电信局、邮局的符号形状复杂，不易判读。

4.结论及建议

地形图涉及的社会行业非常多，如电信、交通、天气、环保、治安、农林等部门。地形图图式是用来识别地形图的标识，标准的图式能够科学的反应实际场地的形态和特征，既要满足专业技术人员规划、设计，也要满足非专业人士的浅读，是多个行业技术人员识别地形图的交换语言。图式符号的制作，应该汲取“汉字”的构造特点—象形，直观达意。

随着国民经济与测绘新技术的发展以及对地图需求的不断提高，地形图图式还有待在今后的工作中更新。建议地形图图式再更新时，应广泛采纳多行业的意见，与应用领域同步，同时在符号的分项分类中，留出扩充空间。

参考文献：

[1]《国家基本比例尺地图图式第一部分 1:500、1:1000、1:2000地形图图式》（GB/T 20257.1-2007）[S].

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中图分类号：S75861；P283

文献标识码：A文章编号：1671-3168（2012）06-0006-04

收稿日期：2012-11-01

作者简介：唐世斌（1963-），男，重庆梁平人，副教授，硕士生导师。研究方向为风景园林建筑工程与规划设计、3S技术在风景园林学中的应用等。Email：

国家技术监督局于1992年12月批准了《中华人民共和国国家标准 国家基本比例尺地形图分幅和编号》（GB/T 13989-92）[1]，次年7月1日施行。在实际使用中，将1993年以前按地形图分幅编号标准产生的地形图图幅号称为旧图幅号，1993年以后按新的国家基本比例尺地形图分幅和编号标准（即GB/T 13989-92）产生的地形图图幅号称为新图幅号。

现阶段，我国正在使用中的国家基本比例尺地形图，其图幅编号有新、旧之分，这给人们尤其是市县级以下基层生产单位专业技术人员带来了较大的障碍或困难，造成了使用中的不便。《中华人民共和国国家标准 国家基本比例尺地形图分幅和编号》（GB/T 13989-92）只是规范了新的图幅分幅与编号规则，并未给出我国国家基本比例尺地形图新、旧图幅号彼此间的换算关系；为解决新、旧图幅号之间的换算关系，我国的一些科技工作者从不同角度对此进行了探索研究。笔者通过多渠道检索，查到17篇相关期刊论文[2-18]。最早的关于地形图新旧图幅编号的换算研究文献发表于1997年，其中半数研究文献发表于近5年的相关科技期刊上，这些研究文献基本上是基于国家基本比例尺地形图的经纬度条件下，地形图分幅与图幅编号的新旧图幅号之间的换算，且多侧重于编程自动换算，以方便于科研或生产项目中批量操作管理，但满足不了基层生产单位专业技术人员在实际工作中遇到的少量或个别的只用手工即可进行的新旧图幅号便捷换算方法。

2009～2010年，笔者有幸参与广西新一轮森林资源规划设计调查（即二类资源调查）的部分县区的外、内业工作，尤其是内业制图工作，在工作中常遇到1∶1万地形图新、旧图幅号需要彼此间换算的问题，经过查阅相关规范、文献资料，反复探索研究，找到了适用于工作中遇到的少量或个别的可手工进行的新旧图幅号便捷换算方法，经验证，结果正确，便捷有效，现将研究成果系统整理出来，供业界同仁共享，方便工作。

1国家1∶1万地形图新、旧图幅号的构成及其含义

11地形图旧图幅号

1∶1万地形图的旧图幅编号是以1∶10万地形图为基础进行的，而1∶10万地形图的旧图幅编号又基于1∶100万地形图，其具体的分幅和编号相关知识请查阅相关规范、文献资料。

1∶1万地形图的旧图幅号由4组代码组成，各组代码间用“-”连接：

其中：第1组“×”——1∶100万地形图的图幅列号（纬度方向），为1位“字符码”，由于我国地处地球的东半球赤道以北，图幅范围在纬度0°～56°内，因此，行号为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N 14个英文字符之一。

林 业 调 查 规 划第37卷第6期唐世斌：1∶1万地形图新、旧图幅号的手工换算方法

第2组“××”——1∶100万地形图的图幅行号（经度方向），为1～2位“数字码”，由于我国地处地球的东半球赤道以北，图幅范围在经度72°～138°内，因此，列号为2位“数字码”，为43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54等11组数字之一。

第3组“×××”——1∶1万地形图所在的1∶10万地形图，其在1∶100万地形图中的位置代码，即图位号，为1～3位“数字码”；每幅1∶100万地形图划分为12行（经度方向）12列（纬度方向）共144幅1∶10万地形图，其位置代码（图位号）为1、2、3、……、142、143、144等144组数字之一，在本文中的新、旧图幅号的换算公式里用“m”表示。

第4组“（××）”——“（ ）” 中的“××”，为1∶1万地形图在1∶10万地形图中的位置代码，即图位号，为1～2位“数字码”；每幅1∶10万地形图划分为8行（经度方向）8列（纬度方向）共64幅1∶1万地形图，其位置代码（图位号）为1、2、3、……、62、63、64等64组数字之一，在本文中的新、旧图幅号的换算公式里用“n”表示。

第1组代码（1∶100万地形图的图幅列号（经度方向））和第2组代码（1∶100万地形图的图幅行号（纬度方向））共同构成1∶100万地形图的图幅号，如广西南宁市所在的1∶100万地形图的图幅号为F-49。

1∶1万地形图是在1∶10万地形图图幅号的尾部加上其在1∶10万地形图中的位置代码，即图位号，如F-49-37-（30）。而1∶10万地形图是在1∶100万地形图图幅号的尾部加上其在1∶100万地形图中的位置代码，即图位号，如F-49-37。

12地形图新图幅号

1∶1万地形图的新图幅编号是直接以1∶100万地形图为基础进行的。

1∶1万地形图的新图幅号由5组共10位代码组成，各组代码间直接相连：

× ×× × ××× ×××

第1组 第2组 第3组 第4组 第5组

其中：第1组“×”——1∶100万地形图的图幅行号（纬度方向），为1位“字符码”，与旧图幅号的第1组代码含义相同，我国的为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N 14个英文字符之一。

第2组“××”——1∶100万地形图的图幅列号（经度方向），为2位“数字码”，与旧图幅号的第2组代码含义相同，我国的为43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54数字之一。

第3组“×”——地形图的比例尺代码，为1位“字符码”，1∶1万地形图的比例尺代码为“G”；其他基本比例尺地形图的比例尺代码见《中华人民共和国国家标准 国家基本比例尺地形图分幅和编号》[1]。

第4组“×××”——1∶1万地形图的图幅行号（纬度方向），即在1∶100万地形图中的图幅行号（纬度方向），为3位“数字码”；每幅1∶100万地形图的行向（纬度方向）划分为96行1∶1万地形图，其图幅行号为001、002、003、……、094、095、096等96组数字之一，在本文中的新、旧图幅号的换算公式里用“x”表示。

第5组“×××”——1∶1万地形图的图幅列号（经度方向），即在1∶100万地形图中的图幅列号（经度方向），为3位“数字码”；每幅1∶100万地形图的列向（经度方向）划分为96列1∶1万地形图，其图幅列号为001、002、003、……、094、095、096等96组数字之一，在本文中的新、旧图幅号的换算公式里用“y”表示。

从1∶1万地形图的新、旧图幅号的构成关系来看，同一幅1∶1万地形图其新、旧图幅号的第1组代码和第2组代码是相同的，只不过是旧图幅号的纬度方向为列，经度方向为行，新图幅号的纬度方向为行，经度方向为列，二者有所不同而已。

其他的国家基本比例尺地形图的新图幅号构成与1∶1万地形图的构成相同。

2地形图从旧图幅号换算成新图幅号

从上述分析知，同一幅1∶1万地形图其新、旧图幅号的第1组代码和第2组代码是相同的，因此在进行新旧图幅号的换算时，只需要考虑旧图幅号中的第3、第4两组代码与新图幅号的第4、第5两组代码之间的关系即可，而新图幅号中的第3组代码为地形图比例尺代码，对于1∶1万地形图来说，为“G”，始终不变。

同4结语

本文只述及在实际工作中经常使用的1∶1万地形图其新、旧图幅号的手工换算方法，此法是基于同幅1∶1万地形图的旧图幅号或新图幅号来解决其新、旧图幅号的换算问题，直接用旧图幅号换算其相应的新图幅号，或直接用新图幅号换算其旧图幅号，而不须该地形图图幅的经纬度或公里网坐标。

文中1∶1万地形图新、旧图幅号彼此间相互换算的关系也可用于编程，实现计算机或计算器进行自动换算；依照本文解决1∶1万地形图新、旧图幅号相互换算的思路，也可解决我国的其他基本比例尺地形图直接利用其图幅号进行新、旧图幅号间的相互换算。

参考文献：

[1]国家技术监督局中华人民共和国国家标准（GB/T 13989-92）国家基本比例尺地形图分幅和编号[S]1992

[2]郑雪萍1∶25万 1∶5万 1∶10万地形图新旧图幅编号的换算与应用[J]测绘通报，1997（6）：35-38

[3]刘宏林地形图新旧图幅编号变换公式的探讨[J]测绘学院学报，1998，15（2）：125-128，130

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[9]陈正年，詹朝晖，孙亦东，等1∶10000地形图新旧图号转换及公式推导[J]江西测绘，2006，66（4）：31-32

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中图分类号： TV文献标识码：A 文章编号：

一．引言

随着现代科学技术的发展，计算机技术及辅助设施CAD技术的广泛应用，数字化测绘技术已经较为成熟的应用于建筑、交通和水利工程中。数字化测绘技术随着计算机技术、网络技术、测量仪器智能化及测绘制图软件的自动化等相关先进的技术的应用，给水利工程中的测绘工程带来了较多有利之处。

二.数字化测绘的优势。

数字化测绘是利用计算机对地形空间的相关数据进行自动处理，完成数字地图的绘制，有特别需要时，可以利用数控绘图仪来绘制所需要的专题地图或地形图。数字化测绘以传统的白纸测图为基础，在全站仪、计算机输入输出设备硬件、计算机绘图软件的支持下，利用数字字库技术和计算机图形处理方法，将野外数据采集到内业，并完成制图。数字化测绘技术通过数据输入、数据处理和数据输出三大部分的功能，实现了测绘制图的自动化、智能化。同传统测绘技术相比，数字化测绘具有以下优势：

1.图形测绘更准确。

利用数字化测绘技术将所采集的地形、地物、地貌等相关数据、信息转化为数字形式，通过数据传输端口输入计算机，经过计算机图形处理软件和测绘软件进行处理，产生内容非常丰富的电子地图。数字地图是地理信息系统(GIS)的重要信息来源，存贮较为方便。在现代地形测绘技术中，数字化测绘已发展成为利用掌上电脑即PPA在现场完成数据采集及数据处理、成图。传统的经纬测绘和白纸绘图，产生的平面位置及其他信息的误差较大，而利用数字化测绘就似乎，测绘点精度非常高，从原始数据采集到成图过程中，精度无任何变化，保证了成图的质量。

2.提高了测绘效率。

数字化测绘是现代GIS数据采集的重要手段，实现了勘测设计一体化、数据采集处理一体化、数据更新和管理智能化。同传统的经纬仪配合平板的测图方法相比，数字化测绘技术的效率高出许多。在通视良好的情况下，利用全站仪以建站点为圆心进行观测，一站可以测量1公里范围内的地形图。正常情况下，传统的经纬测绘法采用白纸绘图法，一个作业组一天仅能测量200个地形点，而利用数字化测绘技术，可以测量400各地物点，甚至更多。数字化测绘技术大大提高了测绘的效率，也缩短了成图的时间。

三.数字化测绘在水利工程中的应用。

1.GPS测绘技术在水利工程中的应用。

授时与测距导航系统及全球定位系统（Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS）,通常简称为“全球定位系统”，即GPS。GPS是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的专用接收机，接收卫星发射的无线电信号实现导航定位。它是根据美国国防部1973年12月批准的国防导航卫星计划而建设的。它是由三个部分组成的，分别为空间卫星、地面控制系统、用户的接受处理装置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点，也恰巧是这样的特点才使得对水利工程的测量可以向外扩展延伸。GPS和多波束测深系统相结合，是形成深水底地形测绘的新手段。

水利工程的选址一般多在地形较为复杂的河谷沟壑之处，工程周边地表植被覆盖较多，测绘时通视条件较差，而又缺乏相关国家控制点，采用传统光学仪器进行控制测量的难度较大。利用GPS卫星定位系统较好的解决了此类问题，由于GPS测量不受气候条件、地形、测量时间的影响和限制，能够及时准确的完成控制测量和数据采集工作，能大幅度减少或免做像控点，既有效减少了测绘的工作量，同时又较大程度的提高了测绘的工作效率。

2.RS遥感技术在水利工程中的应用。

遥感技术RS（Remote Sensing）是在航空摄影测量的基础上，随着空间技术、电子技术和地球科学的发展而发展起来的，它的主要特点是：从以飞机为主要运载工具的航空遥感，发展到以人造卫星为主要运载工具的航天遥感；它超越了人眼所能感受到的可见光的限制，延伸了人的感官；它能快速、及时地监测环境的动态变化；它涉及天文、地学、生物学等科学领域，广泛吸取了电子、激光、全息、测绘等多项技术的先进成果；遥感是运用物理手段、数学方法和地学规律的现代化综合性探测技术。遥感，主要是从远距离、高空或外层空间的平台上，利用可见光、红外线、微波等探测器，通过扫描、摄影来传递信息和处理信息，从而识别地面物质的性质和运动状态。由于RS技术具有时效性、数据综合性、经济性等特点各种大的、小的比例尺地形图都可以快速的利用其影像来获取水利工程的基本地形图。利用RS遥感技术直接进行水利工程的流域规划，可以根据像片来直接判读流域的地形特点和地质构造，便于合理选择水利工程的坝址，对确定水库淹没、浸润及坍塌的范围有较好作用，同时对库区搬迁、经济赔偿及淹没损失等确定具有参考作用。

3.地理信息系统GIS（Geographic Information System）在水利工程中的应用。

地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具,是一种在计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定格式和分类编码输入、处理、存贮、输出，以满足应用需要的人-机交互信息系统。它通过对多要素数据的操作和综合分析,方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，满足各应用领域或研究工作的需要，地理信息系统是现代水利工程数字化测绘的重要技术支持和测绘平台。

4.数字化测绘在水利工程中的应用领域。

（1）点位测设。水利工程中施工测量的基本任务是要测设点位，既要求对已知长度、高程、角度和坐标的测设，在大中型水利工程中，都需要对施工区域内进行布设施工控制网，之后利用网内控制点作为基础进行施工放样。利用GPS技术能大大减少施工控制网中的过渡控制点，既节省了成本，有提高了效率。

（2）计算水库库容。传统计算水库的库容时，都是采用手工计算，工作量非常大，而且容易出错，计算精度也较差。通过利用数字化地形图，加大了采集点的密度，同时也提高了面积计算的精度。可以插绘等高线，提高库容计算的精度，能快速计算书库的容量，便于实现水库的自动化管理。

（3）水力资源管理。

水力资源管理利用遥感技术为检测手段，利用GIS地理信息系统作为管理平台，通过RS技术和GIS技术能够客观、快速、经济的为大中型水利工程提供地理、环境、地质及水文等相关信息，是水利工程选址、工程规划及设计和施工管理的重要分析工具。

四.结束语：

数字化测绘技术在很大程度上提高了水利工程测绘的水平，提高了测绘精度，确保地形图准确可靠。现代测绘技术的应用，先进测绘仪器和测量技术及测绘方法，为水利工程的建设和管理提供了可靠依据。

参考文献：

[1]艾斯克尔·努尔 数字化测绘在水利工程中的应用 [期刊论文] 《黑龙江水利科技》 -2011年2期

[2]陈运河 数字化测绘技术在渠道改造工程中横断面图的运用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年16期

[3]杨安广 陈东宇 数字化测绘在水利工程中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年36期

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中图分类号：TN141文献标识码： A 文章编号：

测量工作在矿山勘探、设计、开发和生产运营的各个阶段起着重要的保障作用，随着空间信息技术、数字信息技术和自动化、智能化技术的飞速发展，新型测绘仪器迅速出现与普及，使矿山测量在工作内容和技术方法等方面发生了深刻的变革。运用现代数字化测量技术进行矿山测量有助于提高矿山测量精度，降低测量工作劳动强度，提高矿山测量效率。

航空摄影测量技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间，并积累了丰富的经验，较之传统的测图方法，利用航空摄影测量技术成图速度快、成本低、精度高，是一种应用极为广泛的测图方法。

精密单点定位技术的出现，为航空摄影提供了新的解决方案。目前国际服务组织所提供的精密星历和精密钟差的精度已经很高。随着接收机性能的不断改善，载波相位精度不断提高，以及大气改正模型和改正方法不断深入，为精密单点定位技术应用航空摄影中提供了可能性。[1]

本文以矿区大小比例尺地形图测绘生产为例，介绍了并进行基于精密单点定位的GPS/ POS辅助空中三角测量试验，分析并比较了空中三角测量方法的加密精度，得出了基于精密单点定位的GPS/ POS辅助摄影进行大小比例尺航测成图时新的像控布点、像控测量以及GPS/ POS辅助空中三角测量加密的方法。

1精密单点定位技术

精密单点定位(PPP-Precise Point Positioning)指得是利用载波相位观测值以及IGS等组织提供的高精度的卫星星历及卫星钟差来进行高精度单点定位的方法。利用IGS提供的高精度的GPS精密卫星星历和卫星钟差，以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值，采用非差模型进行精密单点定位。精密单点定位的优点在于在进行精密单点定位时，除能解算出测站坐标，同时解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数,这些结果可以满足不同层次用户的需要(如研究授时、电离层、接收机钟差、卫星钟差及地球自转等)。[1]

2GPS辅助空中三角测量的定义及方法

GPS辅助空中三角测量是利用GPS定位技术获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将GPS摄站坐标视为带权观测值与摄影测量数据进行联合平差，确定目标点位，并评定其质量的理论、技术和方法。[4]

3IMU/DGPS辅助航空摄影测量定义及方法

IMU/DGPS辅助航空摄影测量是指利用装在飞机上的GPS接收机和设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号，通过GPS载波相位测量差分定位技术获取航摄仪的位置参数，应用与航摄仪紧密固连的高精度惯性测量单元（IMU，Inertial Measurement Unit）直接测定航摄仪的姿态参数，通过IMU, DGPS数据的联合后处理技术获得测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术和方法。

将基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素，作为带权观测值参与摄影测量区域网平差，获得更高精度的像片外方位元素成果。这种方法即IMU/DGPS辅助空中三角测量方法（国际上称Integrated Sensor Orientation，简称ISO）。[6]

4 试验及其结果分析

本文就以两个测区进行试验，试验1GSD为0.272m，相对航高为2000m，成图比例尺为1：25000，试验2 GSD为0.15m，相对航高为1100m，成图比例尺为1：2000，以试验在矿区基于精密单点定位技术的航空摄影测量方法成图的应用。

4.1 试验资料

试验1为了满足某矿区信息化管理的需求，为矿区决策、规划、普查、资源整合、开发、资料申报及建立矿区全区域地形图信息化管理数据库系统提供基础资料，某矿区实施全区域地形图信息化管理数据库系统-1:25000地形图航测成图工程。测区地处太行山南段与中条山北缘的结合部，地形复杂，地貌特征以山地为主。要保质保量的按时完成工程任务只有依靠科技创新，采用新技术，新方法和新装备才能解决常规测绘技术无法解决的难题。

在本工程航空摄影、像片控制测量、空中三角测量和调绘等环节中均采用了新技术。航空摄影时采用了先进的SWDC数码摄影系统；像片控制测量中同时采用了精密单点定位技术和似大地水准面模型两项新技术；空中三角测量使用GPS辅助空中三角测量等。

试验2为了保证某矿区更好的发展规划和数字地形图的现势性，建设成数字化、生态型、工业旅游型中国煤炭工业品牌矿井，为生产建设提供科学、可靠的基础数据，某矿区利用航测方法成1:2000地形图测绘工程，本工程采用新技术POS航摄技术。

4.2试验数据分析

为了分析利用精密单点定位技术进行GPS/POS辅助航空摄影测量方法所能达到的加密精度，通过试验和数码相机的固有优点，得出一些结论。图1为试验1的像控布点方案，图2为试验2的像控布点方案，表1列出了GPS/POS辅助空中三角测量精度统计表，表2列出了光束法区域网平差精度统计表。

图1 试验1布点方案

图2 试验2布点方案

表1 GPS/POS辅助空中三角测量精度统计表

表2 光束法区域网平差精度统计表

在GPS/POS辅助航空摄影时必须架设地面基准站，是需花费人力物力而且费时的工作，尤其是当测区范围较大,在带状管线项目中需要设置多个基准站时，作业难度相当大。此次精密单点定位技术与数码相机结合应用的成功探索，减少了航飞时基站布设的工作量。通过上述试验说明，在GPS/POS辅助航空摄影测量中，可以无需布设地面基准站。GPS/POS辅助航空摄影按照常规航空摄影技术规程进行摄影作业是可行的。

从表1、表2可以看出， GPS辅助光束法区域网平差与自检校光束法的结果是一致的。这表明,该测区的航摄资料是可用的,GPS摄站坐标的解算是正确的,利用该试验区来进行GPS辅助光束法平差的精度分析是值得信赖的。

采用现行几种航空摄影空中三角测量测量方法，加密点的精度均可满足所处地

形相应比例尺航测内业加密的精度要求。试验1、试验2的精度均符合GB/T 7930-2008《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量内业规范》、GB/T 12340-2008《1:25000、1:50000、1:100000地形图航空摄影测量内业规范》的规定。对于常规光束区域网平差来说精度主要取决于地面控制点的分布与间距，区域越大，所需的地面控制点越多，本次试验1分别布设了69个地面控制点；对于小比例尺成图GPS辅助空中三角测量测量而言只需在区域网的四角布设4个平高地面控制点，其不随区域网的大小而变化。对于GPS辅助空中三角测量测量从表1可以看出，随着地面控制点的减少，区域网平差的精度有所降低，当无地面控制点时尤为明显。所以，要达到测量规范所要求的精度，必须采用合理的地面控制方案；对于POS辅助空中三角测量测量来说，布点方案须经实验区确定，在试验2测区共计600平方公里共布设39个像控点（包括检测点），节省了80%的像控点，节约了60%的做像控费用。

由于精密单点定位所获取的摄站坐标还不能完全达到空中三角测量所需要的控

制点的精度要求，区域网平差中利用地面控制点进行强制的系统误差补偿是必不可少的，从表1可看出无地面控制的检查点的残差带有明显的系统误差。在区域的四角布设4个地面控制点被认为是一种可完全改正GPS系统漂移误差的实用方法。实际作业中，在区域的四角布设4个平高控制点是必要的，它们可用于GPS单点定位误差、WGS84系与国家统一坐标系不一致所引起的坐标变换误差以及测定空间偏移分量误差等系统误差的改正。从表1成1::25000地形图可以看出，未加入地面控制点时，GPS存在系统误差；加入地面控制点后，进行了GPS漂移改正，平差解算结果精度得以明显提高。[7]

本次试验中像控点测量采用GPS精密单点定位（PPP）技术与利用高精度似大

地水准面模型进行GPS高程测量的方式施测。采用PPP技术仅使用单台GPS接收机就可以精确确定点位位置，实现高精度定位导航的功能。单机作业，灵活机动，大大节约用户成本，定位精度不受作用距离的限制。

5 结语

通过上述试验可得出基于精密单点定位技术的GPS辅助及惯导航测技术在矿区成图中使用可节约了传统像片控制测量的作业成本,优化了传统空中三角测量加密工序的技术流程，缩短了航测成图周期，可高效、高质量的服务于矿区成图。精密单点定位技术在航测成图中的应用不仅改变了过去先航摄,接着外业象控测量,最后内业空中三角测量加密的工序流程,而且提高了精度,减少作业的工序提高了作业效率,并实现了无地面基站，为最终实现数字摄影测量的自动化生产奠定了坚实的基础。

目前精密单点定位技术还处于研究实验阶段，在航空摄影测量中的应用才刚刚开始，相信随着精密星历与精密钟差的进一步发展，精密单点定位算法进一步成熟化，将精密单点定位技术应用航空摄影中成为一种必然的趋势。

参 考 文 献

[1] 精密单点定位技术在辅助航空摄影中的应用研究[学位论文].中国地质大学硕士学位论文.

[2]王成龙等.基于SWDC的国家基础航空摄影测量可行性研究[J]. 测绘工程,2009,18(1)

[3]袁路晴等.超轻型飞机搭载SWDC系列数字航摄仪的航空摄影测量一体化作业思路[J].铁路勘察,2007,6.

[4] 袁修孝.GPS辅助空中三角测量原理及应用[M] .北京：测绘出版社,2001.

[5] 袁修孝.GPS辅助空中三角测量及其质量控制[D] .武汉大学博士论文,1999.

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2基于格网的地形图信息管理方法

2.1基于格网管理地形图信息的含义

根据我国国家标准GB/T20257.1-2007《国家基本比例尺地图图式第1部份:1:5001:10001:2000地形图图式》的规定：1:500、1:1000、1:2000地形图一般采用50cm×50cm正方形分幅和40cm×50cm矩形分幅，10cm×10cm为一个坐标格网。基于格网管理地形图信息是指在空间上以格网为最小单位对地形图信息进行管理。从实现的角度来讲，也可以说是将地形图信息赋予了相应的地形图格网。在基于格网管理地形图信息时，格网的空间大小可以根据实际需求情况来合理确定。

2．2地形图信息的格网化方法

本文主要以1:500、1:1000地形图为例进行研究，地形图格网的划分在地形图图幅的基础上进行，格网的编号也在地形图图号的基础上确定。以格网编号为关键字，建立整个测区的地形图格网的索引。地形图信息的格网化主要包括两个方面：（1）地形图信息范围线的格网化获取的原始地形图信息在空间上一般表现为不规则多边形范围线，所谓地形图信息范围线的格网化，就是将不规则多边形范围线转化为规则的格网范围。该过程必须满足以下两个条件：一是在同一坐标系统下进行，二是规则的格网范围必须完全包含不规则的多边形地形图信息范围线。地形图信息范围线格网化的同时，根据其坐标值，可以计算相应格网所属的地形图图号，进而得到格网的编号。经过地形图信息范围线的格网化，可以得到多个与之对应的格网，这些格网通过编号可在整个测区范围内进行统一管理。（2）地形图信息内容的格网化地形图信息内容的格网化包含两个步骤，一是将原始获取的地形图信息内容作为属性赋予地形图信息范围线，二是将地形图信息范围线的属性以格网编号为关键字，赋予相应的每个地形图格网。为便于管理，不同类型的地形图信息范围线可以设置不同的图层、颜色等。

2.3地形图信息数据库的建立方法

格网化后的地形图信息可以通过格网编号在整个测区内进行统一管理，这种管理主要包括存储、查询和统计等。建立地形图信息数据库是对格网化后的地形图信息进行管理的最为有效的方法。存储在数据库文件中的地形图信息，可以利用数据库的查询语言，根据地形图信息中的某项或者多项具体内容进行单一条件或多重条件的查询和统计。建立地形图信息数据库的主要工作就是定义数据库表，确定其数据结构。本文根据实际需要定义了格网表、格网巡视记录表、地形图变化内容表、格网更新记录表、格网放线记录表、项目信息表、项目类型表等七种相互关联的数据库表。

2.4地形图信息的入库

地形图信息的入库主要包含两个方面的工作，一是在图形编辑软件中完成地形图信息范围线绘制、属性输入，地形图信息范围线的格网化，二是利用数据库应用程序开发接口，以格网为单位将地形图信息范围线的属性数据传输至数据库中相关的数据库表中。

2.5地形图信息查询方法与结果输出

地形图信息查询包括地形图变化信息、更新信息、规划放线信息三类信息的查询。地形图信息查询主要在数据库中进行，查询满足单一条件的地形图格网，可以数据库表中的任一字段为关键字进行，查询满足多重条件的地形图格网，可在满足单一条件的地形图格网中继续查询，进而得到查询结果。从数据库中查询得到的满足设置条件的所有格网，可在图形编辑软件中展绘出来，并根据需要定义图层，输出为图形文件。

3基于格网的地形图信息管理系统的设计与实现

本文以《苏测院数字化地形图现势性格网化管理系统》（以下简称系统）为例，介绍基于格网的地形图信息管理系统的设计与实现。

3.1系统开发环境

系统以AutoCAD2008为平台，MicrosoftSQLServer2005为后台数据库，利用MicrosoftVisualStudio2005（VisualC++8.0）和AutoCADObjectARX2008SDK开发包进行二次开发而成。

3.2系统设计与功能实现

系统从总体上可分为两大类功能，一是基于AutoCAD2008平台的图形处理功能，二是基于MicrosoftSQLServer2005平台的数据库管理功能。系统参考地理信息系统软件工程的原理与方法进行设计。根据系统需实现的功能，将系统分为图形绘制、格网计算、数据交互、数据库管理、查错纠错、成果输出六个模块。

3.3系统应用

3.3.1利用系统实时掌握测区内所有地形图的成图时间

通过查询地形图更新信息，实时掌握测区内所有地形图的成图时间，了解地形图的新旧程度。

3．3．2利用系统快速统计测区内所有地形图的现势性情况

通过查询地形图变化信息，以格网为单位，快速统计出测区内所有地形图的现势性情况，为地形图修测项目的立项工作提供客观、充分并且定量的依据，并可利用系统输出地形图现势性情况统计图。

3．3．3快速获取其他专题信息

利用《苏测院数字化地形图现势性格网化管理系统》，还可以快速获取其他专题信息，如某年内利用建设工程竣工图更新了多少面积的地形图，某年内地形图修测项目更新了多少面积的地形图，某年内完成了多少规划放线测量项目，涉及多少个地形图格网，于是可以预测这些区域的地形图即将发生变化。

4总结与展望

4.1总结

基于格网管理地形图信息是一个效果良好而且切实可行的方法。基于格网管理地形图信息较之基于图幅管理地形图信息，在准确性方面具有明显优势。根据基于格网的地形图变化信息、更新信息及相关规划信息，测绘管理部门可以编制更加详细的、有针对性的地形图修测计划，从而避免重复测绘，节约测绘费用。以AutoCAD2008为操作平台，MicrosoftSQLServer2005为后台数据库开发基于格网的地形图信息管理系统，可以对地形图信息进行系统、高效的管理。可以实现海量地形图信息的安全存储和快速查询，是基于格网管理地形图信息方法的较好解决方案。

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中图分类号P237 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0218-02

0 引言

辽宁省遥感影像信息处理平台建设――基础地形数据库项目属于辽宁省金土工程一期建设项目的子项目。目前遥感技术已广泛应用于土地利用调查、国土资源动态监测、土地开发整理等方面[1-3]。项目的主要目的是为辽宁省国土资源部门，纠正卫星影像提供准确的基础地理信息数据，为经济持续快速协调健康发展提供基础保障。项目主要内容为制作辽宁省区域范围内1:1万基础地形数据库，分辨率为200 DPI，格式为北京54和西安80两套坐标系的GEOTIFF数据。

1 项目区概述

辽宁省简称辽，位于中国东北地区的南部，是中国东北经济区和环渤海经济区的重要结合部。地理坐标处在东经118°53′至125°46′，北纬38°43′~43°26′之间，东西端直线距离最宽约550km，南北间直线距离约550km。

2 数据准备

2.1 资料收集

辽宁省1:1万基础地形数据库成果的制作，根据资料源有两种格式：一种是矢量格式，另一种为栅格数据。辽宁省区域范围共涉及1:1万地形图6508幅，由于资料收集困难的原因，个别边界地区的1:1万地形图资料缺失，共收集到1:1万地形图6445幅，其余的以40幅1:5万地形图补充。

2.2 求解转换参数

由于地形图原图只有54坐标或者80坐标一套成果，根据实际要求，需要对这些像控点成果进行北京54坐标系到西安80坐标系或者西安80坐标系到北京54坐标系的坐标转换。作业中，考虑到要保证像控点的精度，不能进行简单的平移与旋转，本项目以市为单位作为工作区，在每个工作区内选择能够覆盖工作区具有80和54坐标的国家D级控制点求取转化参数，转化模型选择布尔莎七参数模型[4-5]，对每个工作区求解54坐标到80坐标及80坐标到54坐标各一套参数，共求得28套参数。作业过程中，由于辽宁省区域范围内1:1万地形图涉及的中央经线有120°、123°和126°，涉及到每个带边缘处接边时要注意检查数据的接边情况。

3 数据加工

3.1 总体技术路线

现有的地形图资料有矢量和栅格两种格式，图1为数据加工的总体技术路线流程。矢量数据原始数据格式为AutoCAD的*.dwg格式，由于AutoCAD的*.dwg格式数据无法转换为栅格数据，因此将AutoCAD数据转换为MapGis的数据格式，并在MapGis软件中依据1:1万图式对数据的线型、符号和文字进行处理，输出分辨率为200DPI的TIF格式栅格数据，而后在Erdas软件中进行配准。栅格数据为1:1万纸质地形图，将1:1万地形图扫描后，利用已经生成的1:1万地形图标准图廓，采用清华山维软件或者ERDAS软件逐公里网格进行几何纠正；同时必须保证4个图廓点以及公里网格与图廓的交点，都进行严格的几何纠正。纠正后输出分辨率为200DPI的GeoTiff格式。

3.2 清华山维纠正

清华山维sunway survey Epscan （扫描矢量化系统）主要功能是解决数据采集和数据加工，主要包括处理扫描图像并进行矢量化处理，系统中提供了标准模板，进行1:1万地形图扫描选择的模板是GB-10000.mdt。图像处理的操作流程包括打开图片、图片定位、图像配准、图片存盘，详细流程如图2所示。

3.3 ERDAS纠正

ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件。 ERDAS IMAGINE软件中的几何校正模块能够实现 1:1万地形基础数据的纠正，通过实验我们已经得到验证，具体的纠正技术流程如3所示。

3.4 ERDAS基础地形图的配准

辽宁省1:1万基础地形数据成果要求，同一幅图提供54、80两套坐标数据成果。由于1:1万地形图数据和扫描后的纸质地形图原图坐标系有54坐标的，也有80坐标的，地形图配准时要依据原始数据的坐标系统对地形图进行配准，即原始数据坐标系为54坐标系的，需要首先利用ERDAS软件配准该图1:1万地形图数据的54坐标系成果，然后再依据54与80坐标之间的转换参数，进行该图80坐标系成果的配准。反之亦然。进行配准时，投影类型应选择“Transverse Mercator”，基准面名称选择“Undefined”，比例因子为1，中央经线依据地形图数据本身的地理位置可为120°、123°和126°，东偏移为500公里，北偏移为0公里，原图为北京54坐标情况下椭球名称选择“Krassovsky”，原图为80坐标系椭球选择“IAG 75”。

3.5 数据加工中应注意的问题

1） 资料收集过程中，一定收集采用现有的现势性最好的地形图和数据，避免重复工作；

2）纸质地形图扫描后，利用已经生成的1:1万地形图标准图廓，采用清华山维软件逐公里网格进行几何纠正；同时必须保证4个图廓点以及公里网格与图廓的交点都进行严格的几何纠正；

3）元数据填写时注意原始的数据的坐标系统；

4）ERDAS软件中投影参数的设置54和80两套坐标系统应该注意区分；

5）注意54和80两套坐标系统文件名称中新旧图号的区分；

6）数据检查过程中要注意投影参数的检查，保证所有数据接边正确。

4 结论

该项目的完成为辽宁省国土系统遥感影像数据加工提供了基础地理信息数据，所取得的成果将会在土地调查、国土资源动态监管、矿业权核查等国土资源管理工作中发挥重要作用。

参考文献

[1]陈良军，等.黑龙江省国土资源遥感影像数据库系统相关技术研究[J].国土资源信息化，2008(3)：15-17.

[2]马洪斌，等.3S 技术在土地变更调查中的应用[J].测绘科学，2008(3)：195-198.

[3]梅涂术，等.基于3S技术的矿产资源移动执法监察系统的设计与实现[J].测绘科学，2009(3)：174-175.

篇8

中图分类号：P624文献标识码：A

引言

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化，特别是全球定位系统技术全面用于大地测量定位，全数字化测图系统、影像扫描系统、全数字摄影测量工作站等数字化测绘技术装备以及地理信息系统基础软件和应用软件相继问世，实现了地理信息获取、处理、管理和分发服务全过程数字化，测绘生产力水平和生产效率大大提高。作为地质勘查专业单位，山西省地球物理化学勘查院（简称山西物化院）已经全面涉入了数字化测绘生产技术，具备了空间定位（GPS系统）、数据采集、外业一体化数字成图与建库等技术生产能力。从事控制测量、地形地籍测量、房产测绘工程与精密工程测量、航空摄影测量、地理信息工程、立体模型制作，服务领域涉及土地管理、水利工程、城市建设、房地产开发、公路与铁路交通、国防建设、基础测绘、地质找矿与矿山开发。作为一名测绘工作者，笔者简要谈一下对数字化测绘技术和地质工程测量发展应用的认识。

一、数字测图的优点

大比例尺数字测图有力地冲击着传统的平板仪或经纬仪的白纸测图方法，大有取代白纸测图之势，这是因为数字测图具有诸多的优点。

（一）测图用图自动化。

传统测图方式主要是手工作业，外作业测量人员人工记录，人工绘制地形图，在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等等。数字测图则使野外测量自动记录，自动解算，使内业数据自动处理，自动成图，自动绘图，并向用图者提供可处理的数字地形图软盘，用户可自动提取图数信息。

（二）图形数字化。

用软盘保存的数字地形图，存储了图中具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息，可方便地传输、处理和供多用户共享。数字地图不仅可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等，还可以供工程、规划CAD计算机辅助设计使用和供GIS地理信息系统建库使用。数字地图的管理，既节省空间，操作又十分方便。

（三）便于成果更新。

数字测图的成果是以点的定位信息和属性信息存入计算机，当实地有变化时，只需输入变化信息的坐标、代码，经过编辑处理，很快便可以得到更新的图，从而可以确保地面的可靠性和现势性，数字测图可谓“一劳永逸”。

（四）避免了因图纸伸缩带来的各种误差。

表示在图纸上的地图信息随着时间的推移，会因图纸的变形而产生误差。数字测图的成果以数字信息保存，避免了对图纸的依赖性。

二、数字化技术在矿区地质勘查中的应用

（一）数字化测绘工作方法。

基础控制部分，D、E级GPS的布设及选点埋石：根据煤矿区视野开阔，通视良好的实际情况D级GPS网在三等三角点之间布设为点连式、边连式相结合的GPS网，每个点至少有4条基线与其相连。D级GPS点共布设点位50+，平均边长1．5km。E级GPS点的布设在D级CPS的基础上采用点连式的方法进行布设两已知点问最多布设5个三角形，边数不超过8条，共布设E级GPS点60+。D、E级平面控制网均采用GPS静态相对定位测量布网，网形大多由三角形单点连接，少部分三角形边连接。GPS控制点在测区内分布较均匀，网形合理，强度较高。

外业观测：数据采集利用美国三台阿什泰克M单频接收机标称精度5mm+2ppm。D进行观测，观测时段D级>～60min，E级>～45min，数据采集间隔10s，同步接收卫星频数最少为5颗，绝大部分为7-8颗，卫星高度角大于15°，接收机与卫星的图形强度良好。

数据处理：GPS外业数据处理和基线向量采用GPS接收机随机商用软件“Loucus轨迹处理软件”在笔记本电脑上采用独立基线平差方法进行。GPS网先在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差，其目的在于检核GPS网的内部符合精度，亦即处理由于多余观测而引起的网内不符值问题，本次作业所有基线向量无一剔除，顺利通过了检验，然后在基准点已知点的约束下进行二维约束平差，最后提供各点在高斯平面，第33度，带上的1954年北京坐标系坐标和1956年黄海高程系。高精度均符合量规范要求。

数字化测图的工作方法：由于测区的D、E级GPS点的密度能够满足地形图的测绘要求，因此本次测图直接在D、E级GPS点上进行。

（二）常规测图方法和数字化测图的精度比较

野外大比例尺数字化测图的全过程几乎都是用解析法进行的。虽然最后成果仍表现为图解的线划图，但与传统的平板仪测图相比，有着本质的差别。数字化测图不仅在效率上有很大提高，而且大大减轻了野外的劳动强度，更为突出的是地形图数学精度的提高。

三、数字化测绘技术展望

现代测绘技术及测绘仪器向数字化、电子化、自动化方向发展，打破了传统的手工测绘理念，形成目前较好的一套数字化测绘解决方案。但是，目前的测绘技术在地质工程测量中的应用依旧存在着若干问题．需要我们广大测绘工作者的不懈努力，不断提出新的任务、新课题和新要求．有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。目前，数字化测绘技术传统的定位和绘图仍是重要的社会需求，但社会已经对测绘部门提出了新的需求．以前和测绘部门无关或关系小大的属性信息的采集、综合分析利用等也开始要测绘部门承担。由于社会发展和人民生活的各类信息都要以空间定位为基础，由于市场需求的大量涌现，信息化测绘将迅速推动测绘企业的技术进步，测绘企业参与地理信息系统在各方而的应用和开发是总体趋势，也是测绘企业生存和发展的方向。信息化测绘将是我国测绘由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段，它代表着我国测绘技术总的战略方向。

四、结束语

本单位自数字化测绘技术应用于生产后，生产效率和经济效益得到显著提高。数字化测绘技术的探讨，可使作业人员少走弯路、降低出错率。数字化测绘技术的提高，可为提供数字产品奠定基础，并提高了职工的技术素质。随着数字工程的深入发展，GIS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用。大力开展数字化测绘技术是地质测绘单位科技创新的任务和方向、也是提高地质测绘单位自身实力和经济效益的重要手段。

参考文献：

[1]廖立新，对数字化测绘技术在地质勘查中的应用探讨[J].广东科技，2009，4.

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中图分类号：Q142.4 文献标识码：A 文章编号：

概述

为进一步验证GPS—RTK技术在工程测量中的精度情况，本文结合在山西省沁县实施的l：500的地形图测绘任务，通过对比作业方法和精度准确性验证，说明了如果采取适当的测量措施GPS—RTK技术的运用将大大减轻测量作业的劳动强度并提高工作效率。

1、GPS-RTK技术的基本原理及测量方法

（一）RTK的基本原理

RTK实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术，它主要利用两台或两台以上GPS接收机同时接收卫星信号。其中一台安置在已知坐标点上作为基站，其他作为移动站。在RTK作业模式下，基站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给移动站。移动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据。还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，而且RTK技术受外界条件限制小，只要满足工作条件，就能快速、高精度地完成定位作业。

（二）RTK的测量方法

实时动态测量是一种差分GPS数据处理方法，这些数据实时地从基准站传输到一个或多个流动站。具体操作方法为：首先将通过静态观测求得的WGS-84坐标和地方坐标键入接收机中进行转换，或置人静态观测平差时求取的转换参数，然后在一已知点上架设一台GPS接收机(主机)作为基准站，观测另外l-2个已知点，进行校核以防止参数或者坐标输错，最后再将基准站的坐标、高程、坐标转换参数等必要的数据输入GPS控制接收机，另设置一台或几台GPS接收机为流动站同时接收卫星信号，并随时将实测精度和预设精度指标进行比较。一旦精度达到预设精度指标的要求，接收机将提示测量人员是否接收该成果。接收后，测得的坐标、高程及精度将同时存储到接收机中。另一种方法是：直接用接收机在基准站和流动站接收WGS-84坐标．再利用观测得到的WGS-84坐标和相应的地方坐标根据一定的数学模型进行转换，从而求得转换参数。当然，这种方法仅适用于测区范围较小的情况下。

2、GPS—RTK技术在地形图测绘中的应用

某测区附近有3个已知高级平面控制点，精度较高，可以在本次测绘工作中利用。依据这3个高等点在测图范围内布设首级控制网，设置E级GPS控制点9个，采用GPS静态观测模式，每个时段测量45 min，数据采样间隔15s。本次观测使用南方灵锐$82型双频GPS接收机(标称静态平面精度3 mm+1 mm／km，RTK平面精度l cm+l ppm，RTK高程精度2 cm+l ppm)3台套。从测区附近已知三等水准点引入高程，采用四等水准精度施测9个GPS控制点的高程值。

测区首级平面和高程控制网布完后，就可进行图根控制和碎部测量。将灵锐$82型GPS接收机设为动态观测模式，1台作为基准站，其它2台作为流动站。在视线开阔地架设基准站和发射电台，2台流动站开机与基准站链接，输入首级控制点的平面坐标和高程，进行参数转换，用一个已知控制点来校正参数，然后就可以进行动态模式的观测了。图根控制和碎部测量可同步进行。在视野开阔、卫星信号强的地方，可直接进行碎部测量，获得地物地貌点的三维坐标；在大范围居民区、树林繁茂等卫星信号弱的地方，可在这些地方找相对开阔、卫星信号强的地方进行图根控制测量，然后依据这些图根点用全站仪观测碎部点。RTK手簿和全站仪数据传人计算机后，用南方CASS7.1成图系统软件进行内业地形图编辑。

3、GPS-RTK技术的精度可靠性分析

（一）可靠性影响因素

（1）GPS系统误差。包括GPS卫星个数、信号、卫星分布和大气质量状况，统称为系统误差。卫星个数和分布影响测量精度，当分布不均匀时，即使有足够的卫星数目，也未必能提高其观测精度，甚至有时很难得到固定解，因此应避开卫星分布不均的时间段进行测量。相关资料研究结果表明，RTK测量的基线长度与卫星的轨道误差和大气状况关系密切。大气层中的电离层和对流层的误差受基线长度影响，基线越长，观测值的误差也越大，通过数据计算转换，解算结果的可靠性也越低，RTK的作用半径应控制在10km以内。

（2）RTK设备质量的好坏直接影响测量精度，也影响成果的可靠性。市场上的RTK品牌很多，质量也有区别，其中影响其测量精度的主要因素有数据链、无线电类型以及处理软件，

在购置设备时应多参考在工程实际应用中反馈信息较好的，故障率低、可靠性高的设备才是

理想的选择。

（3）测量环境是指地形条件、基站和流动站之间的障碍物、电子干扰、多路径效应等环境因素。它对RTK测量精确性影响比较直接，所有的观测数据都直接发送到基准站，因此在观测过程中，观测者必须始终注意这些环境因素，以减少此类误差。

（4）人员操作带来的偶然误差是随机的、不确定的。这种由于操作水平、个人自身的专业能力和经验所造成的偶然误差对测量成果的精度好坏起着首要作用。因此，相关作业人员应具备相关的素质和能力，在外业采点、室内数据处理、内业成图的过程中都需要具有一定的快速判断、处理的能力。

（5）技术方案的选择。基准站的选择、观测时间的选择、坐标系的选择，都对测量成果的质量起重大影响。例如，基准站的位置选择，应尽量将基准站架设在测区中央且避开障碍物和电子干扰，特别是大功率的无线电发射塔，以减少基准站接受和发送的数据所受的干扰。进而保证数据的可靠性。

（6）转换参数误差。由于GPS-RTK测量是在WGS-84坐标系中进行的，精度较高；而在实

际的测量工作中，通常需要将大地坐标系与西安坐标系或者是大地坐标系与北京坐标系进行转换，因此存在一个坐标转换的精度问题。常用的有四参数和七参数两种参数转换，不同的情况有不同的适用情况。四参数计算简单，方便快捷；七参数求解计算复杂，但是作业范围比较广泛，其精度和成果可靠性也较高。不论选取哪种转换参数，都应多选几组观测结果进行计算分析，避免出现粗差和错误。

4、提高RTK测量成果精确度和可靠性的方法

通过RTK技术在沁县地形图测绘中的应用，在提高成果精确性和可靠性方面总结以下几点：

(1)对于在城市空旷区、山地地形测量等能充分满足RTK接收机数据采集要求的地区，RTK能快速完成碎部测量作业；但在建筑物密集、树林稠密等地区，会使RTK初始化速度大大降低或者出现失锁现象，可以采用RTK施测图根控制点，再利用全站仪测量RTK不能作用的测区。这种GPS RTK+全站仪测量碎部点的方法，能快速完成野外作业，两种作业方法能互相补充，取长补短，最大可能地发挥各自的优势。

(2)在利用RTK技术施测图根控制点时要充分保证RTK高程控制数据的质量。在外业观测时，观测条件要求比碎部点高，注意及时与已知点高程校核，采用合适的数据处理方法剔除粗差。

(3)对于不同型号的GPS RTK接收机所标称的精度不可盲目相信，它是一种理想状态下的技术指标，随着作业环境、时段信号等因素的影响而不同，其值只能作为参考，不可盲目相信。

(4)初始化速度决定着RTK测量的速度，在山区、林区或建筑物密集区，GPS信号受到一定的影响，容易造成失锁想象，需要重新初始化，大大降低了测量的精度和生产效率，解决这个问题的主要方法是选用初始化能力强、初始化时间短的RTK机型。

(5)利用双基准站法施测控制点，可以提高定位测量精度，确保测量成果的可靠性。在利用双基准站法测量控制点时，注意以下几点：①控制点间距离应控制在2 km左右，平面精度能达到一级导线的要求，高程精度能达到四等要求；②流动站宜采用三脚架进行对中整平；③点位校正，应选用精度较高的控制点。

(6)基准站应尽量架设在地势较高且远离强电磁干扰源和信号反射物，流动站距离基准站控制在5 km之内为宜。

(7)小面积的地形图测绘宜采用四参数实施，方便快捷；而超过15 km2的范围宜采用七参数实施，测量成果的稳定性较高。

(8)为保证RTK测量的准确性，在地形图测绘作业过程中宜采用如下质量控制：

①已知点检核验证：用RTK测出高精度的控制点进行比较验证RTK测量模式的正常性，发现问题即可改正。②重新测量已测过的控制点：在RTK初始化完成后，首先重测已有的控制点，确认无误后再进行地形图的测绘。这样可防止各种校正参数、投影参数等指标的设置失误，提高测图速度和质量。

参考文献：

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[中图分类号] P28 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-290-1

1 概述

地形图中陆地地貌的基本形态通常是利用等高线来表示。等高线是在满足高程精度的前提下，能够反映地貌特征的近似等高程点的连线，它既可供判断地貌的平面位置，又可供测量地面高程。等高线获取的传统方法是依据大比例尺数据缩编或由扫描纸图跟踪数字化。这两种方法都是是利用数字化应用系统的编辑功能对原有数据进行手工编辑综合取舍的过程，虽然成图质量比较好但受资料限制性较大而且对编绘质量要求较高，仅适合于已有数据的比例尺与成图比例尺相差不大的情况下使用。本文以编制比例尺为1：100万地形图所需等高线为例，探索运用SRTM DEM数据自动追踪生成等高线，针对DEM等高线的特点及存在问题运用制图综合的方法进行编绘处理，最终得到了能够满足1：100万地形图成图质量要求的等高线数据。

2 SRTM DEM数据简介

SRTM数据主要是由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量的，2000年2月由美国“奋进”号航天飞机搭载SRTM系统共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取了北纬60度至南纬56度之间，面积超过1.19亿平方公里的9.8万亿字节的雷达影像数据，覆盖全球陆地表面的80%以上。雷达影像数据经过两年多的处理制成了数字地形高程模型（DEM）。SRTM数据每经纬度方格提供一个文件，精度有1arc-second和3arc-second两种，称作SRTM1和SRTM3，SRTM1的文件里包含3601*3601个采样点的高程数据，SRTM3的文件里包含1201*1201个采样点的高程数据。SRTM数据空间分辨率较高，最高采样精度可以达到30米，海拔精度为7—14米。在各个领域的应用前景十分广阔，尤其在测绘学、地质学及军事等领域具有十分重要的应用。

3 等高线自动生成

本文依托Global Mapper软件平台，利用分辨率精度为90米IMG格式的DEM数据自动追踪生成等高线并将其转换为简单ASCII文本文件。再将此文件导入到Microstation数字制图软件平台中进行综合编绘。

使用Global Mapper软件打开IMG格式的DEM数据，设置投影方式、参考椭球基准、平面单位以及中央经线值。设置等高距、地面分辨率和简化值，选择目标区域范围，生成等高线。

地面分辨率的设置影响输出数据的保真度和轮廓的产生，值的大小决定了生成等高线的详细程度。简化设置是指将对于形成图元作用小的点进行删除，简化值大会导致曲线图元的光滑度会降低，但得到的文件较小，相反简化值小则能够较好的保持图元形状，但得到的文件会比较大。输出simple ASCII text file格式等高线数据，导入数字制图软件平台中进行综合编绘。

4 等高线综合处理

利用上述方法生成等高线，具有较高的自动化程度，能够快速获取几乎覆盖全球的等高线，解决了快速获取等高线的问题。但受DEM数据本身质量和精度以及生成等高线时参数设置的影响，自动追踪生成的等高线还需要进行一些基本的综合编绘处理。使用SRTM DEM数据自动追踪生成的等高线，在用于不同用途或编制不同比例尺数据时需要对其进行一些基本处理。例如采点过于密集、弯曲形态过于细碎等问题，需要对其进行抽稀、化简等处理。抽稀等高线可用的算法很多，如Douglas算法、Li-Openshaw算法等，要根据等高线状况以及实际地貌特点选择合适的抽稀算法及参数。

绝大多数地貌，化简其形状的基本方法是删除谷地；而对于某些特殊的地貌类型，化简其形状的基本方法是删除小山脊。对于正向地貌，基本方法是删除谷地，合并山脊，使山体轮廓完整。删除谷地时，等高线是沿着山脊的外缘越过小谷地，使谷地“合并”在山脊之中；对于负向地貌则要删除小山脊，扩大谷地。删除小山脊时，等高线是沿着谷地的源头“穿入”小山脊之中而把它“切掉”。

谷地的选取是地貌综合的重要组成部分，抓住谷地的选取就抓住了地貌综合的关键。谷地的选取，由数量指标和质量指标确定。数量指标主要用于控制谷地选取的数量，以反映不同地区地貌水平切割密度的对比；质量指标是指谷地在表达地貌中的作用，主要用于控制谷地选取的对象。数量指标主要有谷间距等。谷间距是指两相邻谷底线之间的距离，谷间距的作用是控制谷地的选取数量。谷间距的选取指标一般为2-5mm。其中2mm是保证地貌清晰性的最低限值，5mm是保证地貌详细性的最高限值。质量指标就是根据谷地在表达地貌中的重要性确定选取哪些谷地。一般应选取保留构成鞍部的对应谷地及构成汇水地形的谷地。

山头的取舍和合并视山头所处位置及表示山头的等高线数量而定。一根等高线表示的小山头，彼此间隔小于0.5毫米时，属下列情况之一者，均要合并表示：主要山脊上的小山头；顺山脊延伸方向分布的小山头；沿共同基底延伸方向分布的小山头；连续分布的条状小山头。属下列情况之一者，只能取舍，不能合并：无明显延伸方向的圆形孤立小山头；两条以上等高线表示的小山头；位于山体斜坡上的小山头。

5 试验与结论

为验证用上述方法获取并处理后得到的等高线数据是否能够满足实际制图的质量要求，笔者以制作1：100万地形图所需等高线为例进行了试验。软件自动追踪等高线过程中地面分辨率选择0.0025 arc-degrees*0.0025arc-degrees，简化值设置为0.1。得到的等高线经过Douglas算法抽稀，并对上面讲到的存在问题进行了相应处理。经检查证实：使用SRTM DEM数据自动追踪生成的等高线，定位及走向较准确，能够较好的反应地貌形态，与其他要素套合良好。相对于用比例尺跨度较大的数据所编及扫描地图图像采集，此方法大大节省了作业时间，因此可以应用于小比例尺地形图生产作业。

参考文献

[1]王家耀等.地图学原理与方法.[第一版].科学出版社，2006 .