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全站仪简码法在数字测图中的应用.doc

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全站仪 简码 数字 中的 应用
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龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目:全站仪简码法在数字测图中的应用资源工程学院全站仪简码法在数字测图中的应用【摘要】用全站仪数字测图时,多使用编码法,但传统的编码法对观测人员要求较高且工作量大。本文以全站仪数字化测图为研究对象,在对比几种数据编码方案之后,介绍一种简洁实用的编码法——简码法。以及简要概述它在野外数字化测图中的操作方法以及内业绘图时自动化成图中的应用,它能将复杂的编码法转化为简单的方法,不仅大大提高了数字测图的效率,而且减少了测量人员的工作量,是一种值得广泛使用的数字化测图方法。 【关键词】全站仪 数据编码 数字化测图 自动绘图 目录1.概述 .................................................................................12.当前数字化测图中数据采集的方法 .......................................................13.当前的数据编码方案 ...................................................................13.1 全要素编码 .....................................................................13.2 块结构编码 .....................................................................23.3二维编码 ........................................................................23.4 简码法 .........................................................................23.4.1简码法的分类 ..............................................................23.4.2简码法的定义规则 ..........................................................43.4.3简码法的具体构成规则 ......................................................53.4.4使用简码法的测图步骤 ......................................................63.4.5简码法特点 ................................................................74.已有资料分析 .........................................................................74.1测区概况 ........................................................................74.2作业依据和已有测绘资料 ..........................................................75.控制测量 .............................................................................75.1高程控制测量 ....................................................................85.2平面控制测量 ....................................................................86.碎部测量 .............................................................................87.编辑文件 .............................................................................88.展点号和高程 .........................................................................99.图形编辑 .............................................................................99.1概述 ...........................................................................109.2图形编制的方法 .................................................................1010.结束语 .............................................................................1111.致谢语 .............................................................................11参考文献: ............................................................................1211.概述在全野外数字化测图逐渐取代传统图解法测图的时代,全站仪数据编码作为连接野外测图和内业绘图的桥梁,也逐渐被业内学者所关注。全站仪数据编码即用一系列字符串来表示地物属性和地物间的连接关系,它既要满足野外数据采集输入简洁、方便,同时还要满足计算机绘图的需要。而数据编码中的简码法,能同时满足以上要求。简码法是以通用的数据编码为基本原理,在此基础上进行二次改造,改造成一种适合大比例尺数字测图的编码方法。本文以,三鼎全站仪,南方 cass 成图软件为例,来介绍这种适合大比例尺数字测绘的编码方法——简码法。2.当前数字化测图中数据采集的方法 数据采集的方法主要分为以下三种:编码法、电子平板法和草图法 [1]。编码法就是在野外采取数据时,用简洁的图形信息码来表达地物属性和地物间的连接关系,即在全站仪野外采集坐标的同时给予每个坐标点一个编码。内业绘图软件根据编码,自动绘制图形。这种方法不仅增加了外业数据采集的速度,而且减少了外业测量人员的记忆负担,并可代替野外工作人员绘制草图,从而大大减轻了内业工作人员的工作量。电子平板法,即在野外数字化测图中,利用掌上电脑或者笔记本电脑与全站仪配合,在全站仪采集碎部点坐标的同时,笔记本电脑在绘图软件的帮助下,直接在屏幕上显示刚刚测得的地形图;这种方法的缺点是,野外工作人员必须三人以上,且容易出现电量不足等问题,投入成本也相对较高且效率低。草图法,即在野外数字化测图中,采集的点只有序号和坐标,在采集点的同时,有专门人员绘制草图,内业绘图时,就利用草图和序号来画图。这种方法的缺点是序号容易混乱,即草图上的点和它实际的坐标不匹配,且在地物复杂的时候相当麻烦,再加上这种方法需要一个专门绘制草图的工作人员,且白天绘制草图的工作人员通常需要在晚上加班来整理草图 [2]。3.当前的数据编码方案在利用全站仪野外测图时,数据的采集不能仅仅采集地物点的坐标,还应采集地物点和地物属性的连接关系。例如地形要素的名称、连接线型等等。数据编码就是按一定规则构成一系列的符号串(符号串通常由数字和大写字母表示),再利用这些符号串来表示地物信息和地物属性信息。野外数据采集编码的形式为:地形码+信息码。地形码由四个数字构成,从左到右分别为大类码、小类码、一级代码、二级代码。信息码即地物要素与测点的连接关系。一般根据测量工作人员的作业习惯来设计自己的编码方案。目前还没有统一的标准。目前数字测图系统采用的编码方案很多,但主要分为四大部分:全要素编码、块结构编码、二维编码、简码法。3.1 全要素编码全要素编码由十进制数字构成,且没有固定位数。有采用五位、六位、七位、八位等,其中每位数字都按层次分,且有特定的含义。如五位数字的编码,前三位用来表示地物的类别,后两位用来描述地物的方向或流向、楼层等。又如七位数字的编码,前三位为地物编码,第四、五位为同测站上的同类地物编码,六、七位为组成一个地物测点的顺序码。以八位数字编码为例,例如:20101503,2 为地形要素分类;01 为地形要素次分类;015 为测区内同类地物的序号;03 为同一地物中特征点连接序号 [3]。2全要素编码对每个碎部点都有详细的说明,计算机易识别,但编码输入太麻烦,已经很少使用。 3.2 块结构编码块结构编码将编码分为四部份:点号、地形编码、连接点、连接线型。点号为测量顺序。地形编码是参考图示的分类。例如:100 代表控制点类;104 代表导线点类;200代表居民地类。连接点是以碎部点相连接的点号。连接线型是碎部点和连接点之间的线型。例如:1为直线,2 为曲线,3 为圆弧等。块结构编码的优点是操作简单且编码信息明确。缺点是编码难记,进行编码时需要不停查询,无疑浪费了一定的外业时间,特别是对每一个点都要有一个明确的编码连接信息。3.3 二维编码GB14804-93 规定的地形图要素编码,如 “3521”表示路灯, “351”表示加油站, “211”表示一般房屋。二维编码就是在 GB14804-93 规定的地形要素代码的基础上扩充,用来反映图形的框架线、轴线、骨架线等。二维编码一般由 6~7 位代码组成,前四位为 GB14804-93 规定的地形要素代码,不足四位的用“0”补齐,第五位为在 GB14804-93 代码的基础上进一步的细分码,无细分码的可用“0” 补齐。最后两位为附编码 [7]。通常是景观、图形数据的分类代码。二维编码位数多,记忆相当困难,且没有包含连接信息,不适合多人跑尺、交叉观测不同地物等复杂的情况 [8]。3.4 简码法 简码法就是在野外作业的时候只输入简单的提示码,经内业简码识别后转换成程序内部码。简码法形式简单且规律性强,无需特别记忆,同时也适用多人跑尺、交叉观测不同地物。简码法的基本原理是将以上几种通用的数据编码进行二次改造,改造成一种适合大比例尺数字测图的编码方法。在野外采集数据的时候输入简码,而在内业绘图时,依照简码对照表,自动将其转换为软件内部的编码。我们一般用点名的拼音首字母设定简码,来快速记录点位的属性信息。简码法无格式要求,容易记忆,如“井”的 CASS 编码为“A14 ”,我们用简码 “J”来表示,显然比“A14”好记多了,用“JK”来表示“加固陡坎” ,用“JP”来表示加固斜坡等等。外业使用简码可以根据自己的喜好,将地物名称起一些容易理解掌握,又方便输入的操作代码 [9]。简码法可以分为:类别码、关系码、独立符号码。3.4.1 简码法的分类(1)类别码类别码一般是按照一定规律设计的,有 1-3位,第一位是英文字母,后面是 0-99的数字,如代码 K0,K1,K2,K3, …,K6分别表示陡坎,加固陡坎,斜坡,加固斜坡, ……干沟。K 取“坎”字的汉语拼音首字母。另外,像 U0表示曲线型的陡坎,K0 表示直折线型的陡坎, T0表示标准铁路;W1 表示土围墙,Y04.5 表示以该点为圆心,半径为 4.5m的圆。3表 3-1 部分线面状地物符号的代码表 (2)关系码关系码共有 4种符号: “-” , “+”, “A$”和“P” 。如表 3-2 所示。表 3-2 描述连接关系的符号的含义“+”、 “-”符号的意义:(“+” 、 “-”表示连线方向)1 2 1 21(F1) 2+ 1(F1) 2-(3)独立符号码对于只有一个定位点的独立地物,用 A╳╳表示,如 A10表示信号标,A11 表示露出的沉船。4表 3-3 部分独立地物编码及符号含义符号类别 编 码 及 符 号 名 称水系设施 A00水文站 A01停泊场 A02航行灯塔 A03航行灯桩 A04航行灯船A05左航行浮标A06右航行浮标A07系船浮筒A08急流A09过江管线标A10信号标A11露出的沉船A12淹没的沉船A13泉A14水井…… …… …… …… …… ……A16学校A17肥气池A18卫生所A19地上窑洞A20电视发射塔居民地A21地下窑洞A22窑A23蒙古包3.4.2 简码法的定义规则①编码一般为 1-3位,第一位是英文字母,后面两位为十进制数字,0 没有意义,通常可以省略,例如,B 和 B00等价、H1 和 H01等价。②如果编码不到 3位,编码和参数之间用“-”连接,如刚好 3位,则编码后面紧跟参数,一般常用的参数有:控制点的点名;陡坎的坎高;房屋的层数等 [4]。③编码第一个字母不能是“P” ,因为“P”字母代表的是平行。④Y0、Y1、Y2 三个编码表示圆。 ⑤旋转独立地物必需测两个点以上,以便确定其旋转角。⑥如果编码以“Q” 、 “U”、 “B”开头的,则为拟合,如果某地物有拟合的也有不拟合的,则需要用到这两种编码。⑦填充类和房屋类的地物计算机会自动认为其是闭合的。⑧当遇到没有简编码的地物时,如果只测了一个点,绘图时计算机不做处理,但如果测两点及两点以上,则按线性地物处理。53.4.3 简码法的具体构成规则(1) .对于地物的第一点,编码等于地物代码。如图 3-1。1、2、4、5、6、7 为测点顺序,F1、F6 为该测点的编码,其中 F1表示普通房,F6 表示简易房。 图 3-1 地物起点的编码(2) .连续观测某一地物时,编码为“+”或“-” 。其中“+”表示依照测点顺序连线;“-”表示依照测点顺序相反的方向连线,如图 3-2所示。在 CASS中,连线的顺序决定坎类的齿牙线的走向,齿牙线等标记总是在连线方向的左边,当连线方向改变时,齿牙线等类似的标记就会改变它们的走向 [5]。图 3-2 连续观测点的编码(3) .交叉观测不同的地物,编码为“n-”或“n+” 。其中“+” 、 “-”号的意义和以上所述相同,n+表示该点与前面 n+1个点相连,n-表示该点与后面 n+1个点相连,还可用 “-A$”或“+A$”来标识断点,A$是任意助记字符的意思 [5]。如图 3-3中点号旁括号为输入结果。其中, “26(3+) ”表示本点与 22号点相连,连线依测点顺序进行。6图 3-3 野外实地对照简码 (4) .观测平行的地物时,用到的编码为“p”或“np” 。其中,“p”的含义为“平行” ,即通过该点所画的符号与上点所在地物平行,“np”表示为过该点所画的符号与以上 n+1点所在的地物符号平行[6]。如图 3-4所示。图 3-4 平行体观测点的编码3.4.4 使用简码法的测图步骤观测人员只需要熟练操作仪器和代码的输入,假设尺号代码为 A(B、C、D 等) ,当工作人员立坎时,结合坎的简码“K”和尺号代码 “A”,即该点的操作码为 “KA1”,只需要立尺人员用对讲机通知观测人员输入地物简码“KA1”即可 [2]。第二个立尺点可以是同一个坎也可以是附加的坎或电杆等其他地物,如立同一个坎,则操作码为“KA2” ,如立另一个坎,操作码为 “KB1”,如立另一个坟,为“FENBI”,用“FEN”来表示是为了区分房屋的简码“F” 。这里“K” 、 “FEN”都为操作码, “A”、“B”为尺子代码, “1”、 “2”为地物上的点, “1”为起始点。如果是一般地物,其简码可以为“H”或“ ” [10]。 3.4.5 简码法特点1)简单、方便。一般我们设定的简码为地物汉语拼音的简写,简单到可以“知地物名称就知道地物编码” ,是一个具有中国特色的编码系统。尤其是对不懂英文的资深测量人员来说,非常省事。野外作业时不需要查询各类地物的类别码,也可以节省不少时间。2)输入快捷。当测连续线性地物时,其中间点因编码相同可以缺省输入,无形中提高了野外采集数据的速度。3)充分满足多台仪器交叉作业的需要。因为没有连接关系码,可以方便多台仪器,多个地物同时交叉作业。4)降低野外草图绘制要求。因为编码分类较为详细,可以避免因不能全面表示地物而绘制大量的草图。4.已有资料分析74.1 测区概况石狮位于福建省东南沿海,泉州市南部,西与晋江市接壤,市域三面环海,北临泉州湾,南临深沪湾,东与宝岛台湾隔海相望。本测区为石狮市北环路。4.2 作业依据和已有测绘资料已有的控制点坐标。表 4-1 已知平面控制点 高程控制点: “GY1108”, “GY1107”位于测区附近,且点位保存完好,可作为本测区高程控制的起算点。5.控制测量在测量工作中难免会有误差,为了控制测量误差的积累,确保必要的精度,就必须得在测区内选定一些点,用这些点形成一定的几何图形,然后在统一的坐标系下,计算这些点的平面坐标和高程。再利计算好的平面坐标和高程来测量碎部点的平面坐标和高程。我们称这些形成一定几个图形的点为控制点,形成的几何图形称控制网,对控制点和控制网的布设、计算、观测的工作就称之为控制测量。控制测量可分为高程控制测量和平面控制测量。5.1 高程控制测量1高程基准本次作业采用 1985国家高程基准。上交成果的高程必需为正常高。 2高程控制网的布控高程控制利用已有的四等水准点“GY1108”和“GY1107” ,以这两个点的高程为基准进行了高程控制测量的布设。5.2 平面控制测量测区平均高程 5m,中央子午线经度为 118°,平面坐标系为 1980西安坐标系,高程基准为 1985国家高程基准。6.碎部测量点号 纵坐标 X(m) 横坐标 Y(m) 高程 H(m)GY1108 2740196.898 514840.625 5.621GY1107 2740131.893 514620.546 5.836
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