全国信息技术高级人才水平考试培训

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1、全国信息技术高级人才水平考试 培训司海燕 2010年10月案例分析第一部分 变形监测 根据工程项目的要求和分类，选择变形和形变的观测方案 ，确定观测的方法与操作规程及所使用的仪器设备。 在工程测量领域，涉及的工程项目变形监测主要包括：工 业与民用建（构）筑物、建筑场地、地基基础、水工建筑 物、地下工程建（构）筑物、桥梁、滑坡等变形体。 根据工程项目变形的敏感度和监测要求，有不同精度级别 （四级）划分和适用范围。 制定变形监测方案所考虑的重要内容：监测内容的确定；监测方法、仪器和监测精度的确定；监测部位、监测点布置的确定；监测周期（频率）的确定。一般规定 （1）变形监测点的网点，宜分为基准点、工

2、作基 点、变形监测点。其点位选择、埋标等均有相应 的技术要求。 （2）监测基准网，应由基准点和部分工作基点构 成。监测基准网应经半年复测一次；当对变形监 测成果怀疑时应随时检核监测基准网。 （3）变形监测网应由部分基准点、工作基点和变 形监测点组成。监测周期，应根据监测体的变形 特征、变形速率、观测精度和工程地质条件等因 素综合确定，监测期间应根据变形量的变化情况 进行调整。 （4）各期的变形监测应满足下列要求：在较短的时间内完成采用相同的观测图形（观测路线）和观测 方法使用同一仪器和设备观测人员相对固定记录相关的环境因素，包括载荷、温度、 降水、水位等采用统一基准处理数据 （5）变形监测作业

3、前应收集相关水文地质 条件、岩土工程资料和设计图纸、并根据 岩土工程地质条件、工程类型、工程规模 、基础埋深、建筑结构和施工方法等因素 ，进行变形监测方案设计。方案设计应包括监测的目的、精度等级、 监测方法、监测基准网的精度估算和布设 、观测周期、项目预警值、使用的仪器设 备等。 （6）每期监测前应对使用的仪器和设备进 行检查、校正，并作好记录。 （7）每期监测结束后，应及时处理监测数 据。当数据处理结果出现下列情况之一时 ，必须通知建设单位和施工单位采取相应 措施：变形值达到预警值或接近允许值变形量出现异常变化建（构）筑物的裂缝或地表裂缝快速扩大 。沉降观测方案内容 （1）收集测区的相关测绘

4、资料，特别是高程资料；收集测 区的相关的水文地质资料和建筑物的设计资料； （2）根据设计及规范要求，确定观测精度和观测周期； （3）进行沉降监测网的技术设计； （4）根据测区的水文、地质资料布设基准点和工作基点； （5）根据建筑物的设计资料布置沉降观测点； （6）根据观测精度等级和观测周期的要求，制定监测的技 术要求和标准，确定观测仪器、可行的观测作业方法； （7）确定数据处理方法和沉降分析方法； （8）进行监测网的联测和观测； （9）按观测周期和作业的要求进行沉降点的观测。第二部分 扫描矢量化 数字化可分为手扶跟踪数字化和扫描数字 化 CAD平台下扫描数字化的步骤 1. 配准影像 2. 新建

5、要素类（分层） 3. 在CASS中屏幕跟踪数字化GIS中扫描矢量化步骤：二值化、二值图像的预处理、细化、追踪、拓扑 化。 地图在数字化时可能产生整体的变形： 归纳起来主要有仿射变形、相似变形和透视变形 。图纸的变形常常产生前两种变形，直接从没有 经过几何变换的航空影像上提取的图形信息，会 产生透视变形。另外一种情况是，当把数字化仪 坐标、扫描影像坐标变换到投影坐标系，或两种 不同的投影坐标系之间进行变换时，也需要进行 仿射变换或相似变换。配准 栅格数据通常是通过扫描纸质地图或采集航空及卫星照片 获得 。 通过扫描获取的影像不包含定义其地理空间位置所需的信 息。而航空及卫星照片所使用的坐标系统是

6、相对于通用矢 量（GIS）平台软件所使用的坐标系统是独立的。 为了能够将这些影像数据与其它的数据集成，以便进行分 析， 就必须对其进行处理：用户需要事先将这些数据校 准（配准）到一个指定的地图坐标系。 输入到计算机中的图形，实际上都是通过其位置坐标(x,y) 来表示，因此校正过程实质上是找一种数学关系(或函数 关系)，描述变换前图形坐标(x,y)与变换后图形坐标(x,y) 之间的换算，其数学关系一般描述为 x=f1(x,y) y=f2(x,y)仿射变换 仿射变换是使用最多的一种几何纠正方式，只考虑到x和y 方向上的变形，仿射变换的特性是： 直线变换后仍为直线； 平行线变换后仍为平行线；-不同方

7、向上的长度比发生变化 对于仿射变换，只需知道不在同一直线上的三对控制点的 坐标及其理论值，就可求得待定系数。但在实际使用时， 往往利用4个以上的点进行纠正，利用最小二乘法处理， 以提高变换的精度。 扫描矢量化在CASS中的操作 打开CASS软件，在桌面快捷方式或开始程 序中操作CASS扫描矢量化步骤 找到扫描图幅四角坐标，并进行纠正。 生成图廓。 房屋采集，要求房屋正交，与其附属设施关系处 理合理。 房屋采集后要求标注建筑结构及层数。 道路、及居民地附属设施采集并绘制。 采集地类界，要求地类界采集准确且与其他地物 表示关系合理。 各种符号、注记要求尽量不压盖地物。 数据保存 。 下面是在CAS

8、S软件中的操作： 注意事项： 栅格数据坐标格网要捕捉精确（放大捕捉） 四角坐标输入正确 比例尺设置一致 选择仿射变换的方法 要素分层合理（加入CASS环境可自动完成） 地物、地貌符号正确，按GIS质量要求成图 注记、符号压盖处理合理第三部分 静态数据处理 概述： 与所有有测量任务相同，由GPS定位技术所获得测量数据 ，同样需要经过数据处理，方能成为合理而实用的成果。 常规测量通常将某点在空间的位置分解为平面位置和高程 位置关系，即分别用两个相对独立的坐标系统平面坐 标系统(经纬度、平面直角坐标)和高程坐标系统(正常高或 正高)迭加表述，这种表达理论的不但严密还能构成一个 完整的空间三维坐标体，

9、即能满足大多数测量定位的需要 ，因此，成为长期以来，几乎所有测量定位的主要表述方 法。常规测量中，总的平面位置一般是用国家坐标系或地 方独立坐标系表示，而高程则是用相对某一大地水准面的 高程系来表示。几种GPS后处理软件比较 不同的GPS数据后处理软件性能和精度有一定的 差别，而且GPS软件能给测量结果带来误差，是 引入测量误差不确定度的来源之一。 天宝，莱卡、南方、中海达等候处理软件，通过 实验发现，国外GPS后处理软件要优于国内产品 。（张健，马燕：几种GPS数据后处理软件的比 较研究；计量技术） 国产软件操作简单，比较符合国内实际情况，精 度不一。 国外软件操作复杂，计算繁琐，参数设置麻

10、烦， 精度高。操作步骤 掌握在LGO中从输入原始数据到输出最终 格网坐标的过程 。 例子：测量一个快速静态网。它包含点309, 311, 315, 401和402. 点315, 402和309的地 方坐标已经知道。数据应该已经过处理， 能获取点311和401的地方坐标。导入观测数据的步骤 第一步：新建项目 名称可自定义 第二步：输入原始数据 由于观测数据时RINEX格式，所以在文件 类型中选择RINEX文件，全部选择文件， 点击输入按钮。 第三步：点击第二步新建的项目名称，再 点击对话框下面的分配按钮。 等进度条完成后，点击关闭按钮。基线处理的原则和操作步骤 原则 基线向量的解算是一个复杂的平

11、差计算过程。解 算时要顾及观测时段中信号间断引起的数据剔除 、观测数据粗差的发现及剔除、星座引起的整周 未知参数的增加等问题。 （1）基线解算一般采用双差相位观测值，对于长 度超过30KM的基线，解算时也可采用三差相位测 量； （2）卫星广播星历坐标值，可作为基线解的起算 数据。对于特大区域的首级控制网，也可采用其 它精密星历作为基线解算的起算值。 （3）基线解算中所需的起算坐标点，应按以下优 先顺序采用： 国家GPS A 、B级网控制点或其它高等级GPS网 控制点的已有WGS-84坐标； 国家或城市较高等级控制点转换到WGS-84系后 的坐标值。 不少于观测30分的单点定位结果的平差值提供的

12、 WGS-84系坐标。 （4）在采用多台接收机同步观测的一个同步时段 中，可采用单基线模式解算，也可以只选择独立 基线按多基线处理模式统一解算。 （5）同一级别的GPS网，根据基线长度不同， 可采用不同的数据处理模型。但是0.8KM内的基 线必须采用双差固定解。30KM以内的基线，可在 双差固定解和双差浮点解中选择最优结果。30KM 以上的基线，可采用三差解作为基线解算的最终 结果。 （6）对于所有同步观测时间短于30分的快速定 位基线，必须采用合格的双差固定解作为基线解 算的最终结果。基线处理、平差步骤 LGO提供两种处理模式: 人工 和 自动。 基线处理： （1）在项目窗口底部单击 GPS

13、处理 标签。 GPS处理视 图中以图形显示所有观测时段的列表。 （2）单击工具栏中 选择模式: 参考站 光标显示为参考站 。 （3）单击点402的水平条并选择它作为参考站。 （4）单击工具栏下 选择模式:流动站 光标显示为流动站 。 （5）单击即时点315, 401和 309的水平条并选择这些观 测时段为流动站。 （6）单击工具栏下 处理。 （7）在结果中单击右键存储。 （8）返回GPS处理视图，在背景中右键单 击并从快捷菜单中选择全部去选。要选择 ，处理和存储剩下的基线步骤同前面一样 ：对于第二次处理过程选择309作为参考站 ，311和315作为流动站，对于第三次处理 选择315作为参考站，

14、311和401作为流动 站，对于第四次处理选择401作为参考站， 309作为流动站。网点图结果导入已知格网坐标步骤 从输入主菜单中或工具栏或工具列表栏选择输入 ASCII数据 。 输入ASCII数据 对话框将打开. 在该对话框中： 在文件类型下面选择文本文件。 在查找中浏览包含数据的目录。Local.txt. 在坐标系统下选择地方并在高程模式下选择正高 。 单击输入按钮。 在步骤 1/4中选择自由格式并单击下一步继续。 在步骤 2/4 中选择空格作为栏分隔符号并单击下一步继续 。 在步骤 3/4 中确保坐标类型设置为格网.右键单击第一栏并 选择点标识.。用同样的方法指定东坐标，北坐标和正高 。

15、单击下一步。 在步骤 4/4 中可以输入模板名进行保存用于下次输入 ASCII文件. 单击完成执行分配对话框。 在分配对话框中创建新项目来输入ASCII数据： 在常规标签的目录视图中右键单击项目并选择新建。 输入项目名(例如 PP Sample Local), 选择当地并按确定确 认。 单击分配接着单击关闭。 项目将自动打开并显示点 315,309和402的地方坐标。 地方控制点现在已经存储在项目中计算转换参数从工具主菜单或工具列表栏选择基准/投影 。 在选择视图的上半部分选择项目WGS84坐标项目。 在选择视图的下半部分选择项目地方坐标项目。 单击匹配按钮继续。 在匹配视图中右键单击背景并选择配置。在转换类型下选择一步法。 设置高程模式为正高并按确定确认。 右键单击背景并选择自动匹配自动匹配相同点标识的公共点。三个点 将自动匹配用于计算。 单击结果标签查看转换的残差。通过单击相应的按钮可显示图表或报 告。 要存储转换参数，右键单击结果视图的背景并从快捷菜单中选择存储 。在下面的对话框中输入新转换参数集的名称。另外，选中对话框中 的两个复选框自动创建新坐标系统用于新转换并自动附加该坐标系统 到项目PP Sample。 在项目PP Sample中你现在可显示WGS84 或 地方坐标。再次打开项 目 (或切换项目窗口如果项目仍然是打开的), 单击点 标