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1、第五章 野外数据采集,第五章 野外数据采集,5.1 数据编码 5.2 测图前的准备工作 5.3 碎部点测算原理与方法 5.4 测记法野外数据采集 5.5 数据通讯,数据编码:按一定规则构成用来表示地物属性和连接关系等信息的符号串。,一、数据编码的概念,数据编码的基本内容包括: (1)地物要素编码 (2)连接关系码 (3)面状地物填充码,地物代码,数字测图系统内的数据编码一般在 6 11 位,有的全部用数字表示,有的用数字、字符混合表示。编码设计得好坏会直接影响到外业数据采集的难易、效率和质量。,5.1 数据编码,1:500 1:1000 1:2000外业数字测图规程(GB/T149122005
2、)规定,野外数据采集编码的总形式为:地形码十信息码。,二、国家标准地形要素分类与编码,地形码是表示地形图要素的代码。 信息码是表示某一地形要素测点与测点之间的连接关系。,城市基础地理信息系统技术规范(CJJ100-2004)代码位数规定是6位十进制数字码。,表1 1:500 1:1000 1:2000基础地理信息要素部分代码, 大类 中类 小类 子类 图1 碎部点编码规则,地形编码设计应遵循的原则,符合国标图式分类,符合地形图绘图规则; 简练,便于操作和记忆,比较符合测量员的习惯; 便于计算机处理; 便于GIS等软件的使用。,目前,国内开发的测图软件已经有很多,一般都是根据各自的需要、作业习惯
3、、仪器设备、数据处理方法等设计自己的数据编码方案,还没有形成固定的标准。数据编码从结构和输入有全要素编码、简编码等。,全要素编码通常是由若干个十进制数组成。其中每一位数字都按层次分,都具有特定的含义。,三、全要素编码方案,CASS数字测图系统全编码 CASS数字测图系统编码统一为6位数字,其规则:,其中39章的内容第一位数字为1,1012章的内容第一位数字为2,对于地籍测量的内容第一位数字为3; 图式序号指GB/T 7929-1995版中符号的章节号; 顺序号为此类符号顺序号,从零开始; 次类号指同一图式章节号中不同图式符号,从零开始。,“1(或2、3)图式序号顺序号次类号”,如:185101
4、,185102,对于有辅助符号位的编码,在其骨架线编码后加“-顺序号”,如围墙辅助符号位的边线编码为144301-1,围墙辅助符号位的短线编码为144301-2。,特点:各点编码具有唯一性,计算机易识别与处理,但外业直接编码输入困难。,简编码是在野外作业时仅输入简单的提示性编码,经内业简码识别后,自动转换为程序内部码。 南方CASS测图系统的有码作业模式,是一个有代表性的简码输入方案。 CASS系统的野外操作码(也称为简码或简编码)可区分为类别码、关系码和独立符号码3种,每种只有1 3位字符组成。其形式简单、规律性强,易记忆,并能同时采集测点的地物要素和拓扑关系,能够适应多人跑尺(镜)、交叉观
5、测不同地物等复杂情况。,四、简编码方案,1.类别码,按一定的规律设计的,不需要特别记忆。有13位,第一位是英文字母,大小写等价,后面是范围为099的数字。,2.关系码,连接关系码的符号及含义,3.独立符号码,对于只有一个定位点的独立地物,用A表示。,1. 图根控制点(包括已知高级点)的个数,5.2 测图前的准备工作,测图前的准备工作主要有:控制测量、仪器器材与资料准备、测区划分、人员配备等。,一 、图根控制测量,实际应用中,一般以500m以内能测到碎部点为原则,通视条件好的地方,可稀疏些,地物密集、通视困难的地方,图根点可密些。,采用全站仪采集数据,可采用传统的先控制测量后碎部测图、从整体到局
6、部的作业方法,也可以采用图根控制与碎部测量同步进行的“一步测量法”。但对于大面积高等级控制测量,仍遵循传统的测量原则。实际工作中图根点的加密通常采用“辐射法”。,2. 图根平面控制点的布设,辐射法就是在某一通视良好的等级控制上,用极坐标测量方法,按全圆方向观测方式,一次测定周围几个图根点,点位精度可在1cm以内。,要求:最后测定的一个点必须与第一个点重合,以检验仪器是否变动,重合误差应小于图根点精度。,“一步测量法”,对于小面积或局部区域,有些数据采集软件有“一步测量法”功能,即图根控制与碎步测量通视进行,不需要段杜进行图根控制测量。,二、仪器器材、资料准备,注意:绘制草图采取现场绘制,也可以
7、在工作底图上进行,底图可以用旧地形图、晒蓝图或航片放大影像图。 在数据采集之前,最好提前将测区的全部已知成果输入电子手簿、全站仪或便携机,以方便调用。若采用简码作业或者电子平板测图,可省去绘制草图。,全站仪、对讲机、充电器、备用电池、通讯电缆、反光棱镜、皮尺、草图本、工作底图。,仪器器材: 控制成果 技术资料,三、测区划分,“作业区”划分:一般以道路、河流、沟渠、山脊等明显线状地物为界线,将测区划分为若干个作业区。对于地籍测量来说,一般以街坊为单位划分作业区。,分区的原则:各区之间的数据(地物)尽可能地独立(不相关)。,1.草图法 测站观测员(兼记录员)1人,镜站跑尺员12人,领尺(绘草图)员
8、12人; 领尺员负责画草图或记录碎部点属性,内业绘图一般由领尺员承担,是作业组的核心成员,需技术全面的人担任。 2.简码法 观测员1人,镜站跑尺员12人; 3.电子平板作业 观测员1人,绘图员1人(也可以由观测员承担),镜站跑尺员12人。,四、人员配备,5.3 碎部点测算原理与方法,碎部点坐标“测算法”的基本思想:在野外数据采集时,使用全站仪适当采用仪器法测定一些“基本碎部点”,再用堪丈法(只丈量距离)测定一部分碎部点的位置,最后充分利用直线、直角、平行、对称等几何特征,在室内计算出所有碎部点的坐标。,碎部点测量方法,仪器法,测算法,堪丈法,计算法,一、仪器法,已知:Z(XZ ,YZ),0(X
9、O ,YO) 待求:P点的坐标(XP ,YP) 算法: 后视方向方位角为:,1.极坐标法,Z 为测站点,欲测定B点,但Z,B间不通视。此时可在地物边线方向找B(或B)点作为辅助点,先用极坐标法测定其坐标,再用钢尺量取BB(或BB)的距离d,即可求出B点的坐标。,注意:偏心法对高程无效,2.直线延长偏心法,3.距离偏心法,欲测定B点,但B点不能立标尺或反光镜,可先用极坐标法测定偏心点Bi(水平角读数为Li,水平距离为SZBi),再丈量偏心点Bi到目标点B的距离Si,即可求出目标点B的坐标。,当所测点位于ZB连线上时,取“”;当位于ZB延长线上时,取“” 。,(1)当偏心点位于目标前方或后方,(2
10、)当偏心点位于目标点B 的左或右边时,偏心点至目标点的方向和偏心点至测站点Z的方向应成直角。,注:当偏心距较大时,直角必须用直角棱镜设定。,,当偏心点位于左侧时,取“”,位于右侧时,取“”。,4.角度偏心法,欲测定目标点B,由于B点无法到达或B点无法立镜,将棱镜安置在离仪器到目标B相同水平距离的另一个合适的目标点Bi上进行测量,先测定至棱镜的距离(DZB =DZBi),然后转动望远镜照准待测目标点B,读取水平角LB,则测得B点坐标为:,思考:距离偏心与角度偏心的区别?,5.方向直线交会法,A,B为已知点,欲测定i点,照准i点,读取方向值Li,用戎格公式可计算出i点坐标,,特点:使用该法测定位于
11、一条直线上的碎部点时较为方便。,正交法使用钢尺丈量距离,配以直角棱镜作业。如图,已知A,B两点,欲测碎部点i(1,2,3),则以AB为轴线,自碎部点i向轴线作垂线(由直角棱镜定垂足)。假设以A为原点,只要量测得到原点A至垂足di的距离ai和垂线的长度bi,就可求得碎部点i的位置,即,勘丈法指利用勘丈的距离及直线、直角的特性测算出待定点的坐标。勘丈法对高程无效。,二、勘丈法,1.直角坐标法(正交法),2.距离交会法,已知碎部点A,B,欲测碎部点P,则可分别量取P至A,B点的距离D1,D2,再根据戎格公式即可求得XP、YP 。,3.直线内插法,已知A,B两点,欲测定AB直线上1,2,3,i各点,可
12、分别量取相邻点间的距离DA1,D12,D23等,从而求出各内插点的坐标。 DAi= DA1+ D12+ D23+Di-1,i,4.微导线法,已知A,B两点,欲求1,2,3,i各点,可分别量取各边边长D1,D2,Di即可依次推出各点坐标:,(1)定向微导线,式中 (当脚标等于-1时,为A;当脚标等于0时,为B)。 当i为左折点时,取“-”,右折点时取“+”。,(2)无定向微导线,已知A,B两点坐标,欲求1,2,3,i 各点,可分别量取相邻点间的距离a,b,D1,D2,D3,Di 即可依次推出各点的坐标。,三、计算法,1. 矩形计算法 2. 垂足计算法 3. 直线相交法 4. 平行线法 5. 对称
13、点法 6. 平移图形法,计算法不需要外业观测数据,仅利用图形的几何特性计算碎部点的坐标。,1. 矩形计算法,已知 A, B, C三个房角点,求第四个房角点,2. 垂足计算法,已知碎部点A,B,1,2,3,4,且11AB,22AB,33AB,44AB,求1,2,3,4各点,则计算得到其坐标:,在测站上可以测定房角点A,B,D,但直角点C却无法测定,而且BC和CD的长度也不易直接量取,此时可以用式计算直角点的坐标。,3. 直角点计算法(微导线中的隔一点),4.直线相交法,A,B,C,D为四个已知碎部点,且AB与CD相交于i,则交点i的坐标为:,式中 ,相减小于0时加3600。,5. 平行线法,两条
14、平行曲线,已知平行曲线一边点1、2、3、4和与1点间距为R的另一曲线上的点1,求另一边线对应点2、3、4的坐标。,(1) 对于直线部分,其坐标公式:,(2) 对于曲线部分,其坐标公式:,6.对称点法,一轴对称他物,测出1,2,3,7和A点后,再测出A点的对称点B,即可分别求出各对称点1,2,3,7的坐标。,7.平移图形法,图形B与图形A全等且方位一致,若已知图形A上各点和图形B上一个点(如1)的坐标,就可根据下式求得图形B上各点的坐标:,测记法是用全站仪或RTK GPS在野外测量地形特征点的点位,用仪器内存器记录测点的定位信息,用草图、笔记或简编码记录其它绘图信息,到室内将测量数据传输到计算机
15、,经人机交换编辑成图。,5.4 测记法野外数据采集,测记法,无码作业,有码作业,全站仪法数据采集,RTK法数据采集,无码作业,有码作业,测记法,一、全站仪法数据采集,1.数据采集准备工作,(1)测站设置 输入或选择数据采集文件名; 输入测站点、后视点数据。,(2)参数设置 测距模式(精测模式、跟踪模式等);大气参数等,(3)检查内存空间 野外数据采集之前,应检查全站仪内存空间的大小,以保证采集数据的安全存储。,(1)进入测区后,绘草图领镜(尺)员首先对测站周围的地形、地物分布情况大概看一遍,认清方向,及时按近似比例勾绘一份含主要地物、地貌的草图(若在放大的旧图上会更准确的标明),便于观测时在草
16、图上标明所测碎部点的位置及点号;,2.数据采集操作步骤,(2)安置仪器。量取仪器高,进行测站数据设置,包括:输入测站点的三维坐标和仪器高;,(3)测站定向。瞄准后视点,锁定仪器水平度盘,输入定向参数,即:输入后视点的坐标或定向边的方位角; (4)定向检核。测量某一已知点的坐标(误差小于图上0.2mm)。测量结果符合后,定向结束。否则,应重新定向,以满足要求为准; (5)碎部点测量。按成图规范要求进行碎部点采集;同时进行绘图信息的采集或者绘制草图; (6)结束前的定向检查。检查方法同,如发现定向有误,应查找原因进行改正或重新进行碎部测量。,二、无码作业与简码作业,无码作业就是用全站仪(或RTK GPS)测定碎部点的定位信息,并自动记录于电子手簿或内存贮器,手工记录碎部点的属性信息与连接信息。,