观测记录与跑尺信息有效结合的方法探讨

蔡庆立

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060)

观测记录与跑尺信息有效结合的方法探讨

蔡庆立∗

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060)

使用全站仪进行数字测图野外数据采集时，利用最小时差法判断同一个点的观测记录与跑尺信息，可以充分获取野外采集的有效信息，并通过简单的数据处理，在不降低外业采点速度的情况下加快图面自动处理速度、提高地形图地物信息的准确率，是提高全站仪数字测图生产效率的有效方法。

最小时差；跑尺信息；观测记录；全站仪数字测图

1 前 言

使用全站仪进行数字测图野外数据采集时，记录工作基本由观测员负责。由于野外工作时间紧张，对碎部点的属性信息，如:地形要素编码、连接点、连接线型等往往忽略不记，或者仅仅记录地形要素编码，而由于距离碎部点有一定距离，在地形复杂或通视不好的情况下，输入的地形要素编码有可能出错。有些作业小组要求跑尺员边跑尺边绘制草图，给跑尺员增加了很大工作量，也降低了采点的速度。采取上述两种方法，都不能实现碎部点连线关系的自动处理。尤其是第一种方法，虽然观测速度很快，但所得到的碎部点基本是没有连线关系的，需要打印一张点图去实地判别点之间的连线关系，绘制草图后再进行内业处理，实际上是一种重复劳动。

2 跑尺信息与观测记录有效结合的方法

如果在不降低采点的速度，不增加外业人员的工作量的前提下，能够获取更多的碎部点属性信息，就能减少或避免重复劳动。笔者认为，应该充分利用跑尺员在跑尺过程中掌握的碎部点属性信息(以下简称跑尺信息)，并与观测记录有效结合，通过内业处理，转换成绘图软件要求的格式，使导入到绘图软件的碎部点具有正确的地物编码、连线关系等。在这一过程中，跑尺信息与观测记录的有效结合是非常关键。

在数据采集的过程中，观测员和跑尺员所掌握的信息是不同的，观测员掌握的信息包括:测站点点号、仪高、观测点点号以及全站仪观测得到的水平角、垂直角、边长等；跑尺员掌握的信息包括地形要素类型、连接点、连接线型以及标高等。这两类信息分别由观测员和跑尺员进行记录应该更为准确和高效。对于同一个观测点来说，观测记录和跑尺信息两者必须合并成同一个点的记录才能有效处理碎部点的地物属性。

以下的基本认识有助于推导出观测记录和跑尺信息合并的方法:

(1)利用全站仪采点，每个时间点(精确到秒)只能采一个点。

(2)全站仪观测2个点的时间间隔基本不少于5 s。

(3)跑尺员能较为准确地判断所跑的点已被观测完毕。

如果观测记录和跑尺信息都能够包含观测时间点数据(精确到秒)，并且跑尺信息能够在观测完毕的5 s内记录完毕，设观测信息记录时间为MT，跑尺信息记录时间为RT，因实际工作中RT≥MT，则判断观测记录和跑尺信息为同一观测点的数学模型为:min(5″≥RT-MT≥0)。也就是说最接近观测信息记录时间的跑尺信息，就是该观测点的跑尺信息。这种跑尺信息与观测信息结合的方法可称为最小时差法。

3 实现最小时差法的选择

传统的作业模式对观测时间点数据是忽略不计的。而采用最小时差法，关键就是需要观测员和跑尺员分别对观测时间点数据进行记录。对于观测员来说，如采用掌上电脑作为电子手簿，在记录程序增加观测时间点记录功能是比较容易实现的。对于跑尺员来说，可以配备一台掌上电脑，或者是专业的电子手簿如Trimble. Recon，在其上开发一个简单的记录程序。由于现在内置QQ实时通讯软件的手机全面普及，利用QQ聊天记录自动记录时间(精确到秒)的功能，跑尺员可使用自己的手机完成跑尺记录，不需另购设备及开发记录程序，仅需耗费极少的网络流量，是一种经济实用的选择。

通过选择“使用网络提供的值”，可以使不同的手机具有相同的时间，也就是说不同的跑尺员记录的时间是一致的。而全站仪或掌上电脑上的时间是内置的，可能会和手机上的时间不一致，开测前全站仪、掌上电脑与手机时间进行校准，要求精确到秒；或者是不进行校准，但要记录时间的差值，利用差值对观测记录的观测时间进行改正。

4 提高跑尺信息和观测记录匹配正确率的方法与措施

由于每天所采的碎部点可多达几千个，为避免观测记录和跑尺信息配对错误，可采用以下方法和措施来提高两者匹配的正确率:

观测员可为每位跑尺员设置一个代码，如A代表跑尺员甲、B代表跑尺员乙、C代表跑尺员丙、特殊情况看不见跑尺员时以X代表未知跑尺员，在记录观测数据时，每条记录均输入跑尺员代码，观测信息只和对应跑尺员的跑尺信息进行配对，遇上X代码的观测记录，则以所有跑尺信息的最小时间差进行配对。

对于最小时差超过5 s的跑尺信息，可认为其有可能存在错误，但也可能是由于跑尺员记录时间延误所导致。在此情况下，可将连线或地物编码改成一种很特殊的地物编码，如国界线，以提醒作业人员留意该连线关系需在实地校核是否正确。

5 最小时差法的输入方法及规则的设计

采用上述方法进行记录，观测员需要手工输入的信息很简单，设站时输入仪高、点号，观测时输入跑尺员代码即可。跑尺员需要输入的信息包括:前后视控制点点号、标高、地形要素编码、连接点、线型、连接线编码等。以手机QQ及讯飞输入法为例，可以使用以下两种输入方法:

(1)数字键盘输入:

为了方便跑尺员输入，使计算机可以识别处理，跑尺员输入的各种信息应加识别符进行区分。讯飞输入法在数字键盘模式时，可直接输入的非数字字符包括“+-/:，.”以及空格等7个字符，利用这7个字符编制以下输入规则:

①以空格作为不同信息间的分隔符；

②以前缀“:”作为控制点点号的识别符；

③以数字+中缀“.”+数字作为以米为单位的标高的输入方式，即使标高正好是1 m，也应输入1.或者1.0。如不输入，表示该点无标高；

④以前缀“，”作为地形要素编码的识别符，如不输入，代表与上一点的地形要素编码相同；

⑤以前缀“/”作为连接点的识别符，以“/1”代表和本跑尺员所跑的上一个点相连，以“/2”代表和本跑尺员所跑的上两个点相连，以此类推。“//1”代表和上一个观测点相连(不一定是本跑尺员跑的点)，“// 2”代表和上两个观测点相连，以此类推。如不输入，代表该点无连线关系；

⑥以前缀“+”代表连接线型的识别符，“+2”代表曲线，“+3”代表圆弧，“+4”代表整圆，“+0”代表椭圆，如不输入，代表线型为直线；

⑦以前缀“-”代表连接线编码，如不输入，代表连接线编码与地形要素编码相同。

由于地物编码众多，难以一一记在，可自行编制常用、易记的地物编码以便外业输入，在内业利用计算机自动转换成标准编码。

以上是基本的地物信息输入的规则，举例如下:

①“；1030 1.458”表示跑尺员所跑的点为控制点，点号为1030，标高是1.458 m；

②“，441120/1”表示跑尺员所跑的点为大车路，与其所跑的上一个点以直线相连，连接线编码亦为441120，该点无标高；

③“//1”表示跑尺员所跑的点的地形要素编码与全站仪观测的上一个观测点相同，并以直线相连，连接线编码与该点的地形要素编码相同，该点无标高；

④“1.6，882120//2+2-882220”表示跑尺员所跑的点为未加固的陡坎，与上两个观测点以曲线相连，连接线编码为加固的陡坎。

从以上的例子中可以看出，即使输入很少的信息，里面也代表了很丰富的内容。实际上跑尺员需要输入的信息并不多。

在时间允许的情况下，可以利用以下的扩展规则输入更多的信息:

①以后缀“:”作为注记的标识符，如:“建设大马路:”、“珠江规划大厦:”，“10:”(门牌号)；

②以后缀“，”、“，，”?作为左右偏距的标识符，为避免与标高混淆，偏距以厘米为单位，如:“35，”表示向观测方向顺时针偏距35 cm，“35，，”表示逆时针偏距35 cm；

③以后缀“+”、“-”作为前后偏距的标识符，如:“35+”表示观测距离应延长35 cm，“35-”表示观测距离应缩短35 cm。

(2)语音输入:

讯飞输入法具有先进的语音识别功能，在运用基本准确的普通话表述时识别准确率非常高。使用语音输入的好处是:

①输入方便快捷。由于野外光线强烈，经常会看不清手机屏幕，而且手机屏幕的键盘偏小，容易点错，使用语音输入避免了此类麻烦。在输入长注记名，如“广州市城市规划勘测设计研究院”时，比键盘输入快且准确；

②不用记忆代码。只要说出准确的地物名称，在后期处理时用对应的地物编码代替即可；

③信息记录齐全。对一些特殊情况可以语音识别记录后，在内业进行特殊处理。比如说，测区有2根相距甚远的高压电杆A和B，在观测A杆时，语音输入“点名高压电杆A”，在观测B杆时，可语音输入“连接点高压电杆A”，在内业处理时，通过计算机程序识别连接点而自动连线。

语音输入可以采用标准的属性输入，以属性的名称作为关键字进行识别。如“控制点1030，标高1.458”、“编码大车路，连接点我跑的上一个点”、“编码未加固陡坎，连接点张三跑的上一个点，曲线，连线编码加固陡坎”。

以上规则是以手机QQ及EPSW 2008为例进行制定，在实际工作中，用户可按照自己采用的输入工具及绘图平台，以方便、灵活、实用为原则制定信息输入规则。

由于现在的全站仪大多具备免棱镜测量功能，跑尺员在跑完需要棱镜观测的碎部点后，可在观测员的示意下按照跑尺信息的记录规则输入免棱镜测量的地物点信息。

6 应 用

在广州白云区龙归镇的测图工程中，应用此方法取得良好效果。该测区面积将近30万m2，以丘陵地区为主，树木、灌木、杂草密集生长，通视条件较差，在大部分情况下，观测员难以判断跑尺员所跑点的性质。按照传统野外采集做法，只能是跑尺员高声告诉观测员所跑点的标高和地物名称，所获得的信息仅此而已，回去之后的连线工作是比较麻烦的。

该工程采用最小时差法进行野外采集，两名跑尺员用手机自带QQ软件作为跑尺记录软件，以讯飞语音输入法作为输入软件。PDA观测记录采集软件里增加即时时间信息记录的功能。开发VB小软件进行内业数据整理，将跑尺点的标高与观测记录合并后用现有计算软件计算出三维坐标。将三维坐标与跑尺记录信息记录合并生成EPSW早期版本的COR和NOT文件，并导入到EPSW 2008生成图形文件，地物之间的连线关系基本反映在文件中，传统方法需要2天的外业连线工作仅用半天即完成。

图1为测区的局部示意，A区为A跑尺员跑点范围，B区为B跑尺员跑点范围，山边为一陡坡。利用最小时差法，在跑尺员的配合下，顺利地把观测员无法看见的陡坡准确连线。

图1 测区局部示意图

7 结 语

在按照最小时差法对跑尺信息和观测记录进行合并之后，通过计算，可得到碎部点的三维坐标，甚至是四维坐标(三维空间坐标+一维时间坐标)，再按照绘图软件的格式要求，生成碎部点属性信息文件，其中包含了坐标信息、地物编码、连线关系等，将其导入绘图软件中进行编辑整理。由于地物的连线关系已大部分具备，此时打印草图再去外业调绘，在已有连线关系的帮助下，可以轻易、准确地将剩余的连线工作完成。内业的编辑整理工作较之以往也将更为轻松、高效。可见，通过简单有效的处理，使跑尺信息与观测记录相结合，既不降低外业采点速度，又可加快图面处理速度、提高地物信息的准确率，是提高全站仪数字测图生产效率的有效方法。

[1] 杨德麟.大比例尺数字测图的原理方法与应用[M].北京：清华大学出版社，1998.

[2] 潘正风，程效军，成枢等.数字测图原理与方法[M].武汉：武汉大学出版社，2007.

[3] GB/T13923-2006.基础地理信息要素分类与代码[S].

[4] 广州市城市规划勘测设计研究院.基础地形图动态更新工作手册[Z].2011.

[5] 李玉宝.大比例尺数字化测图技术[M].成都：西南交通大学出版社，2009.

[6] GB/T14912-2005.1∶500、1∶1 000、1∶2 000外业数字测图技术规程[S].

[7] GB/T17160-2008.1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形图数字化规范[S].

Discussion on the Technique about Combination of M easure Record and Run Rule Information

Cai Qingli
(Guangzhou Urban Planning and Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China)

When using total station to get information for survey digitalmapping in field，judge the same point for the measure record and the run rule information by the way ofmin time difference，you can collect the sufficient valid information in field，and through the simple processing，you can speed up the automatic figure process，as well as to improve the rate of exactly about the thing in topographymap.This is an effective technique to improve productivity of digital surveymap by total station.

Themin time difference；Run rule information；Measure record；Digital survey map by total station

1672-8262(2013)02-140-03

P258，TU198+.5

B

2012—07—05

蔡庆立(1974—)，男，工程师，主要从事城市控制测量、工程测量、地理信息系统开发等工作。