大比例尺地形图更新技术方法研究和认识

大比例尺地形图更新技术方法研究和认识（通用5篇）

篇1：大比例尺地形图更新技术方法研究和认识

建立大比例尺矢量地形图数据库的关键技术

建立统一的数据标准、实现对数据的质量控制与格式转换,是成功建立地理信息系统的关键.结合南京市规划局大比例尺矢量地形图数据建库项目,建立了基于操作的二维编码体系,探讨了矢量数据入库前的处理步骤,提出了AutoCAD数据向GIS空间数据的无缝转换方法,并对数据转换的`质量控制进行了深入研究.实例分析表明,该方法具有较强的实用性.

作 者：汪洋 李明峰 王芙蓉 WANG Yang LI Ming-feng WANG Fu-rong  作者单位：汪洋,李明峰,WANG Yang,LI Ming-feng(南京工业大学,土木工程学院,江苏,南京,210009)

王芙蓉,WANG Fu-rong(南京市城市规划编制研究中心,江苏,南京,210029)

刊 名：南京工业大学学报（自然科学版）  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年，卷(期)： 29(5) 分类号：P208 关键词：AutoCAD   ArcGIS   数据标准   质量控制   格式转换  

篇2：大比例尺地形图更新技术方法研究和认识

本文根据铜陵市基础地理信息系统成功建设经验.介绍了大比例尺矢量地形图数据生产与入库的技术方案,主要包括制定生产与建库标准、属性信息录入、数据质量检查与处理、数据监理与入库等.

作 者：操瑞红  作者单位：安徽省地勘局321地质队,安徽铜陵,244000 刊 名：江西测绘 英文刊名：JIANGXI CEHUI 年，卷(期)： “”(3) 分类号： 关键词：矢量地形图   AutoCAD   GIS   数据入库  

篇3：大比例尺地形图更新技术方法研究和认识

大比例尺地形图是基础测绘的重要成果之一, 通过地形图可以获取多种、大量的信息, 为城市规划与管理、国土资源规划与管理、各类工程设计与施工等方面的工作提供了保障。随着城市化进程的加快, 各地区加大了基础设施建设的力度, 拆的拆、造的造, 每年的变化量极大、速度极快有目共睹, 为了满足城乡发展建设的需要, 提高地形数据的现势性就显得尤为重要, 不间断的地形修测与更新也就必不可少, 而多分辨率、高精度、现势性好的空间基础地理数据则需要依靠高精度的测绘手段和体系。

1工作流程

基于3S的地形修测与数据库更新的工作流程图如图1所示。

2 3S技术在地形修测中的应用

3S技术即RS (遥感) 、GPS (全球卫星定位系统) 、GIS (地理信息系统) 三种技术, 现如今, 将这三种技术紧密结合起来的3S一体化技术已显示出了广阔的应用前景。以RS、GIS、GPS为基础, 将RS、GIS、GPS三种独立技术中的有关部分有机集成起来, 构成一个强大的技术体系, 可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、 处理与更新。

2.1 RS技术在地形修测中的应用

RS (遥感) 即遥远的感知, 是利用飞机、卫星等空间平台上的传感器 (包括可见光、红外、微波、激光灯传感器) , 从空中远距离对地面进行观测, 根据目标反射或辐射的电磁波, 经过校正、变换、图像增强和识别分类等处理, 快速地获取大范围地物特征和周边环境信息, 获得实时、形象化、不同分辨率的遥感图像。

遥感具有大面积观测、时效性强、数据综合性、受地面条件限制少等特点, 这一技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。

在大比例尺地形修测中, 我们常利用分辨率为0.1米、空三加密的航空摄影成果, 通过与线化图的叠加比对分析成果作为外业调绘底图, 且部分简单的地物 (如河流、道路边线等) 可直接绘制, 满足精度要求。

2.2 GPS技术在地形修测中的应用

GPS (全球卫星定位系统) 就是利用定位卫星, 在全球范围内实时进行定位、导航的系统。它于1964年正式投入使用, 随着此后的不断改进和完善, 目前在交通管理、汽车导航、军事等领域得到广泛应用。 GPS具有全球全天候定位、精度高、观测时间短、测站间无需通视、仪器操作简便等特点, 已成为工程测量的重要测绘手段之一。

RTK (实时动态控制系统) 是一种目前常用的GPS测量方法, 它采用载波相位动态实时差分方法, 能够在野外实时得到厘米级定位精度的数据, 为工程放样、地形修测、各种控制测量带来了便利, 也极大地提高了外业人员的作业效率。

2.3 GIS技术在地形修测中的应用

GIS (地理信息系统) 是以地理空间数据库为基础, 在计算机软硬件的支持下, 运用系统工程和信息科学的理论, 科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据, 以提供管理、决策等所需信息的技术系统。

GIS技术集计算机技术、遥感技术及管理技术为一体, 不仅能对地理数据进行采集、存储、分析, 并能根据用户需求迅速获取满足需要的各种信息, 以三维可视化的形式将成果显示出来。它所具有的极强空间数据处理与分析能力的优势, 为不同领域提供了平台, 也为各种决策提供了有效的依据。

GPS导出的数据必须经过GIS编辑与处理后才能满足空间地形数据库的技术要求, 才能更好地为各业提供基础地理数据服务。为了保证数据的统一性, 方便数据分析与应用, 处理时应满足以下技术要求:

1数据要求采用2007版新国标图式标准《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》 (GB/T 20257.1-2007) 。

2按照入库设计要求及方便查询存储数据, 必须将矢量数据严格分层, 详细分层见表1。

3拓扑关系的检查。所有面状要素 (如房屋、水系、植被等) 必须封闭;线状要素 (如道路、管线等) 保持连续性。

4图形接边处理。图形、属性应无缝接边。

5要素信息。每个要素必须有相对应的要素代码和属性信息, 且准确无误。要素信息内容包括要素代码、采集方式、采集日期、文字属性、数字属性、绘图员、编码信息等。

3数据转换与数据库更新

3.1数据转换

目前, 城市基础测绘常用的地形数据都是基于CAD平台进行生产, 为DWG格式数据, 数据严格按照上述要求编辑完成、检查通过后以分幅的方式保存, 而对数据的管理、应用和共享则大多基于GIS平台 (如Arc GIS) , 所以必须进行数据转换来实现数据生产平台与数据数据管理、数据应用和数据共享平台的无缝连接。

一幅分幅地形图所涉及的要素多达上千种, 需要根据原始数据具有的要素代码及数据库要素代码建立代码关联表, 通过运用FME研发应用程序, 将数据进行转换入库, 基本可实现一对一转换。

3.2数据库更新

目前基础地形数据库更新方法主要包括增量式更新和版本式更新, 增量式更新是指在原有地形图数据库基础上, 只对发生变化部分进行相应修改, 从而达到地形图更新的目的;版本式更新则是对地形图重新测绘后, 用新测或修测地形图数据全部替换旧地形数据。版本更新方法操作简单, 但数据量大时更新效率较低。而增量式更新是通过增量文件只更新变化的数据及相关信息, 因此更新效率较高, 适用于数据量大, 变化较频繁的地区。增量式更新流程如图2。

4结论与展望

多时相、多源的RS技术, 灵活性强、精度高的GPS技术, 以及具有极强空间分析处理能力及模拟现实能力的GIS技术为大比例尺地形修测与更新提供了新的数据来源和技术手段。通过实践验证, 只要制定出一系列的标准与规范, 就可以充分利用Arc GIS与其它软件相配合所具有的强大数据处理效率优势, 制作出满足要求的大比例尺地形图, 从而满足基础地形数据的实用性和现势性要求。

统一的数据成果为公安、环保、地税、水文、供电、广电等用户的GIS应用系统提供了及时、有效的基础数据服务, 为减少基础地理数据生产经费投入, 推动基础地理信息数据共享和数字常州空间地理框架建设提供了有力的基础数据保障。

参考文献

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[2]余青.浅谈测绘新技术在工程测量中的应用[J].低碳世界, 2013, (16) .

[3]韩斌.3S技术在土地整理中的应用研究[J].北京农业, 2013, (18) .

[4]章捷, 高国勇, 侯琴.大比例尺地形图数据转换及入库方法研究[J].第八届东北三省测绘学术与信息交流会论文集, 2005:282-287.

篇4：大比例尺地形图更新技术方法研究和认识

关键词：CASS软件；大比例尺地形图绘制；主要技术研究

随着经济建设的不断推进，城市的扩张与资源的开发所需要探索的领域越来越广阔，地形图的应用也变得越来越广泛。CASS是一款集地形测量、空间数据库建立、工程运算、土方计算等多功能于一体的软件系统，目前已经被广泛应用到了国土规划、交通建设、水利电力工程、矿山地形图绘制以及房地产开发等许多领域。在具体建设工作当中需要注意的事项也随之增加，除了要对开发地形有整体上的规划之外，对局部工作的特点也要有清楚的认知。因此，准确的绘制出作为建设重要参考的不同比例尺地形图就显得尤为重要。

1、CASS软件的研发背景

工程的每一个进度所需的决策数据都是不一样的，比如，在工程的整体规划中应用的是小比例尺的地形图，但是在局部开发这种较为细致的工作中，能否拥有大比例尺的地形图就决定了整个工作的成败。但是，地形图的绘制工作却是工程建设中普遍存在的现实性难题，其中以最常用的大比例地形图绘制最为困难。如果按照传统的方法进行地形的测量工作，大比例尺的地形图绘制将消耗大量的人力和物力，这对工程成本的控制是非常不利的。

数字地图与传统地图的不同之处在于它并不是通过颜色、符号等标注来表现地形、地物的，而是运用了现代的计算机技术，通过数字代码的方式来对地表的情况以及工程区域内的地质属性进行划分和标示的。这也是数字地图与传统的纸质地图的本质区别，决定了数字地图的绘制方法与传统地图的不同。

由于CASS软件的完善性、实用性和可操作性，它成为了目前应用最为广泛的工程绘制软件。CASS软件不但能够十分轻松和准确的绘制出大比例地形图，而且该软件本身的多功能属性在其他方面也能够为客户提供全方位的服务。借助CASS软件的应用，基础工程建设的效率得到了很大的提升。

2、CASS软件的数据采集模式以及内业成图技术

到目前为止，数字地图中外业数据的采集可以分为有码作业以及无码作业两种模式：

2.1有码作业

有码作业的工作原理在于进行碎步点测量时相电脑输入能够反映出碎步点信息的相关编码，再借由CASS软件的分析与处理形成数字地图。但是这种方法的应用有很大的局限性，在地形复杂的区域或者测站与镜站人员的沟通不良都有可能造成数据的错误和地图的误差。

2.2无码作业

无码作业是有码作业的发展，它只需要在电脑中输入碎步测量中的坐标数据。也由于在测量过程中没有对数据数据碎步点进行编码输入，因此每个碎步点都是相对独立的，这也决定了无码作业的地形图成像是以草图绘制的方法为基础的，利用这一点，内业通过采用点点号成图定位方式便可编辑形成数字地图。无码作业的应用使数据的繁琐性得以降低，而准确性却都得到了提高。

3、应用CASS软件解决坐标转换问题

在全野外数字测图的工作中，测站点与定向点的位置往往很难确定，独立坐标系也时常转换为已知坐标。为了解决这些问题，CASS软件在应用中提出了三维更正和平面更正两种可行性方法：

3.1三维更正

运用CASS软件可以非常轻松的进行三维更正，具体的操作方法是：在CASS的工作栏中依次选择“数据”和“数据加固常数”的选项，对数据或者处理高程为0的数据进行选择。之后输入东方向与北方向的改正值，进行保存。

3.2平面更正

利用CASS进行平面更正采用的是“地物编绘”选项下的“测站改正”功能，具体操作方法为：事先输入更正前的测站点，然后运用更正后的测站点坐标进行纠正，选择待纠正图形进行保存。这种方法省去了坐标转换时的旋转过程，更改更加轻松快捷。

4、二次开发功能

CASS软件不但操作方便、功能强大，而且为了适应各种不同工程的应用需求还特别配设了二次开发的功能，这也是CASS软件能够得到如此广泛应用的原因之一。

CASS软件这种二次开发的功能源于AUTOCAD 的开发平台，在这个平台上，客户可以灵活的运用lisp语言对程序进行编写和操作。在该模块当中，CASS软件对图层的管理和编辑，软件将地物和地貌划分为一层，而图标的层码却相对独立，加上软件本身有着图形属性转换的功能，所以在应用中可以依照“层码对照表”自行的对层码进行更改。

5、应用CASS软件绘制等高线

在对地形图进行应用中，等高线的欺负是判定实际地形的重要依据。在传统的地形图当中，等高线基本上都是由人工手绘上去的，这样的方法虽然可以使等高线变得十分圆滑和清晰，但是准确度却并不高。自从数字地图得到应用后，等高线的绘制工作便全权交予了电脑，其准确度也得到了很大的提升。虽然数字地图的等高线绘制仍然无法在复杂地形的区域应用，但这项功能已经取得了十分优秀的成果。目前，能够结合地形实际进行等高线绘的方法大致分为以下两种：

5.1在山区地貌相对简单切地物不多的情况下利用CASS软件进行等高线绘制

CASS软件无法在十分复杂的地形环境中生成等高线是它的一个重要弊端，但是对于地形简易且无多余地物的山区地貌，利用该软件仍然可以自动生成正确的等高线，而且软件的具体操作也相对简单：首先在软件中选择“等高线”选项，在栏中点击“由数据文件建立DTM”按钮，之后进行文件选择，条件为“不考虑坎高但选择地形线”，并在地形线的野外采集时绘制草图，再利用内业编辑将结构线标出。

要注意的是，这里所说的地形结构线是包括山脊、山谷、陡坡等许多环境因素的地貌形态控制线。在操作当中，地形结构线决定着DTM的精准度，如果不能正确的连接地形线就会导致切割地面现象的产生，直接影响模拟地形的错误以及等高线的生成。针对这样的问题，解决方法是在DTM之前就事先建立好地形结构体系，这样就能够对DTM的建立形成一个有利的约束，让其始终处在地形结构体系的框架当中。

5.2手工绘制等高线

手工绘制等高线也有许多的不足之处，线体节点多、容易发生自动拟合都直接或间接的影响了这种方法的准确性，而且在对错误的改正上也特别困难。因此，为了能够方便修改和拉伸，在进行手工绘制当高线时人们很少会选用等高线绘制工具，而改用复合线绘制工具。

总之，地形图中等高线的绘制问题仍然有待研究与发展，相信随着科技的不断进步与人们相关研究的渗入，这部分问题很快便会得到圆满的解决。

6、总结

随着数字化在测绘工作中的不断推进，大比例地形图的绘制工作变得越来越准确和方便，这与CASS软件的普遍应用是分不开的。本文对CASS软件在应用中的主要技术进行了系统的阐述与分析，为我国今后的工程建设提供了有效指導，同时也指出了CASS软件仍然存在的弊端与问题，为软件的进一步开发和研究指明了方向。

参考文献：

[1] 马俊海，吕长广.全野外数字测图技术的现状与发展趋势[J].测绘与空间地理信息，2006，29（5）：15～ 1 7 .

[2] 杨晓明，段莉.数字地形图测绘中的几个问题探析[J].测绘通报，2004，（10）：42～45.

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1 技术路线

1.1 作业依据

(1)CH/Z 3004-2010《低空数字航空摄影测量外业规范》;(2)CH/Z 3003-2010《低空数字航空摄影测量内业规范》;(3)GB/T 15967-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》;(4)GB/T 7930-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量内业规范》;(5)GB/T 7931-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量外业规范》;(6)GB/T 20257.1-2007《国家基本比例尺地图图式第1部分:1∶500、1∶1000、1∶2000地形图图式》;(7)GB/T 18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规范》;(8)GB/T 12898-2009《国家三、四等水准测量规范》;(9)CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》;(10)GB/T 13989-1992《国家基本比例尺地形图和编号》;(11)GB/T 18316-2008《数字测绘成果质量检查与验收》。

1.2 基本要求

(1)平面坐标系统:1980西安坐标系;(2)高程系统:1985国家高程基准;(3)成图规格:成图比例尺1∶1000;基本等高距为0.5m;(4)图幅分幅:按正方形分幅,大小50×50;(5)数据格式:数字线划图(DLG)为AUTOCAD 2008的DWG数据格式;数字高程模型(DEM)为GRD数据格式;数字正射影像图(DOM)为TIF(附tfw)数据格式;(6)成图精度:按照国家航空摄影测量规范的1∶1000地形图的精度要求执行,特别困难地区(沙漠、戈壁等)平面位置中误差和高程中误差按相应地形类别放宽0.5倍,以两倍中误差作为平面和高程的限差。

1.3 总体技术路线

采取先内后外、内外业一体化成图的航测生产工艺流程。先由内业组处理数据,制作数字正射影像图,并对原有地形图进行套合。经过作业组自检,质量检查组检查通过后,进行分幅工作。再由外业组根据分幅后的正射影像图进行外业实地调绘工作,根据作业要求将调绘内容清晰、明白清绘在纸质图纸上。经过作业组自检,质量检查组检查合格后,将纸质调查工作底图交给内业组。最后由内业组根据外业调绘内容进行地形图修测,形成成果后经过作业组自检,质量检查组检查合格后上交成果。

2 相片控制测量

像控点的布设采用区域网法布点,在矿区周围布设平高点,沿航向间隔每6~8条基线布设一个平高点,沿旁向隔一条航线布设1个平高点。像控点布设应满足下列条件:航线接合处的控制点布设在航线重叠结合处,控制点尽量公用;如不能满足公用要求时,则采取分别布点的方法,保证不产生漏洞;像控点布设不用受图幅限制。为进一步提高测区加密精度,提高相片控制点的利用率。矿区的相片控制点的点位选取由内业加密组进行选取。对于内业无法准确选取的,可以备选部分点位,外业到实地根据具体情况进行测量。

相片控制点平面坐标采用GNSS方法测定,可以采用相对静态和GNSS RTK测量技术。相片平高控制点的高程可采用GNSS高程拟合方法测定。相片控制点精度要求:平面中误差<3cm;高程中误差<5cm。相片控制点联测的详细技术要求按照《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形图航空摄影测量外业规范》(GB/T 7931—2008)的要求执行。相片控制点的起算点为基础控制点,为了保证起算数据的准确,要求对像控点起算点进行检核。平面控制点和平高控制点相对邻近基础控制点的平面位置点位中误差不超过地物点平面位置中误差的1/5。高程控制点和平高控制点相对邻近高程控制点的高程中误差不超过1/10基本等高距。

3 空中三角测量

将POS数据进行分析整理,挑出所有相片中姿态特别差的片子,空三加密不使用这些姿态很差的影像资料。根据航线重叠度的要求对航片进行整理,在满足航线60%重叠度的条件后,剔除多余的航片,以减小空三加密、正射影像图制作、测图时的影像数量,同时增加航线基高比,提高成图的高程精度。检查相机检校文件的完整性和一致性,尤其要注意相机的焦距和地面分辨率。先量测四周关键位置、目标清晰准确的像控点。进行概略平差后,然后再进一步加密控制点,直到量测完成全部控制点。控制点的量测过程应该是渐进式的,先量测没有疑问的点,最后量测存在疑问的控制点。之后对空三结果进行精度检查:(1)将控制点点位的加密成果与外业成果进行比对检查;(2)将加密成果导入到立体测图模块进行模型切点检查;(3)将内业立体测图成果与外业实测成果进行比对检查。完成上述工作后把加密结果进行输出,并输出一套完整的相片外方位元素成果。

4 数字地形图测绘

采用全数字摄影测量工作站进行立体数字测图,利用航空数字影像建立立体模型,采集数据,生成图形文件。首先采用空三导入的方法进行,对导入成果进行检查,检查方法:将外业检查点和空三加密使用的相片控制测量点导入到测图工程,在采集前进行立体映射控制点精度检查。所有地物、地貌均在立体模型下进行量测,必须坚持外业定性、内业定位的原则,根据外业调绘内容,仔细判读,精确测绘。地貌测绘要求等高线走向清楚、套合合理,线条圆滑美观、山形清晰易读。测图时应注意地物与地貌、地物与地物、地貌与地貌间的相互关系。要求关系合理、正确、清晰易懂。被阴影、树冠、高层建筑物全部遮盖的地物内业可不测绘,但外业必须进行实地补测。对于内业在立体模型下难以定位的地物要素如:电杆等,要求外业实地补测。数据量测完应在立体模型上检查主要地物的采集精度和要素丢漏情况,并进行改正。

5 质量控制

质量控制的基本原则是坚持两级检查和一级验收制度。(1)外业成果检查。首先组织野外实地测绘检查;其次进行控制点成果一致性检查,把控制成果导入到成果图上,检查是否存在粗差;(2)加密相对定向检查,检查相对定向中误差、最大残差、相片连接点分布、相片姿态稳定性等。加密的控制点中误差、最大残差、检查点误差等。加密控制点误差分布图,检查整个网有无系统误差存在;(3)数字调绘和测图成果检查。数字调绘片成果检查:检查主要内容有;道路、电力线、名称注记、地物有无丢漏、独立地物等要素的完整性、合理性,图幅之间的接边检查。测图成果检查:要求对测图时的立体模型进行全面检查,主要检查地物测绘的准确性,有无地物丢漏、移位等;(4)成图实地综合检查。对编辑成果组织专业的外业巡视检查、主要检查地物表示的合理性和完整性;(5)成果成图精度检查。编辑成果组织专门的精度检测,主要监测固定地物平面和高程精度。

经最终检查,本次工作所获取地形图中地物、地貌表示正确、完整;综合取舍恰当、各类要素关系合理;各种符号和注记使用规范正确;图面表示层次分明、清晰易读;能反应地形、地貌特征。所有成果精度均符合我国数字测绘产品的质量要求。

6 结束语

传统的矿区大比例尺地形图测绘主要采用全野外数字化测图,如以静态GPS做控制测量,以GPS-RTK或全站仪做碎步点测量,或以CORS进行测量,然后以CASS内业成图。随着摄影测量技术的发展,无人机低空数字摄影测量系统逐渐成为小区域大比例尺地形图测绘的重要技术手段。本文针对煤矿区进行了基于无人机的大比例尺地形图测绘方案设计,对促进矿区发展并深入广泛使用测绘新技术具有一定的现实意义。

摘要：无人机测绘大比例尺地形图已是目前快速获取小区域基础地理信息数据的重要技术手段,本文以神东矿区哈拉沟煤矿为测绘范围,从技术路线、相片控制测量、空中三角测量、数字地形图测绘和质量控制几个方面详细阐述了无人机航空摄影测量的技术方案。

关键词：无人机,矿区,地形图,航空摄影测量

参考文献

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[3]王晓莉.基于无人机低空遥感系统的矿区地形图快速测绘[J].地理空间信息,2013,11(6):41-43.

[4]王有业.无人机技术在数字矿山中的应用[J].山西焦煤科技,2012,36(12):45-47.

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