利用自由设站法进行隐蔽地区地形图修补测的方法探讨*

李传方，郑明灯，蔡 冰，邹秀琼

(1．湖北省航测遥感院，湖北 武汉 430074;2．湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074)

0 引言

随着国家经济建设、城镇化的发展及城中村的改造，许多地方大比例尺地形图的更新频率提高到2 ～3 年，这些地方变化范围不大但频率高，但涉及到规划、设计、建设的各个方面。根据相关部门的要求，有必要实时更新。但道路两旁或老城区内的房屋鳞次栉比，影响通行、通视，给测图工作带来许多不便。如果采用自由设站旋转平移的方法就能够较好地避免实际生产中长边、多站、通视困难的控制测量问题。据此，本文以某测区为例，就具体作业方法进行介绍，以供同行参考。

1 图根控制测量

地形图修补测地区一般位于城镇、城郊结合部或经济较发达的地区，这些地方人口密集、交通繁忙、通视条件差，按常规的作业方法不仅效率低而且劳动强度大。目前图根控制点测量通常采用GPS RTK 或当地的CORS 网站进行，但由于测区街道两侧高楼林立，受建筑物遮挡，难以接收到GPS 卫星信号和CORS通信信号。而开阔的十字路口或道路中间虽然有信号，但由于车来人往，既不安全又影响通视，不便于设站。因此，可以在测区(测段)图幅范围内两端地势相对开阔、通视良好的地方采用CORS 网站进行图根控制点测量，中间用无定向导线或距离后方交会的形式进行图根控制点加密的方法。

2 全野外数据采集

在距离后方交会加密点上设站，测站坐标可以是任意值，以任意方向定向(如天线、发射塔、电线杆等，在无定向导线加密点上设站时只有第一次可以用任意方向定向，之后的支站测量与常规测量方法相似)进行数据采集。一个测站观测完毕，搬站前需测定两个(或两个以上)图根点在假定坐标系下的坐标值，以便后续图形编辑时作为旋转平移的参考点。

由于街道两侧路灯、路标、各种检查井等独立地物较多［1］，编图时独立地物容易被混淆。因此，实际工作中采用编码储存采集数据，对于常用的独立地物可以用简单编码取代CASS 编码，以便于记忆和运用。具体操作是:在CASS 中的SYSTEMJCODE．DEF 文件下，将CASS 编码改成通俗易懂、便于记忆的简单编码。如:将A96、A39、A26、A24、A25 分别改为3(假山)、4(四方形污水篦子)、5(污水)、7 上(给水)8 下(排水)。编码代码对应表，见表1。这样，不易造成地物的混淆和遗漏。

表1 编码代码对应表Tab．1 The relationship table between new code and CASS code

其他观测方法、数据储存、数据传输与常规的数据采集方式基本一致。数据采集完毕后导出CASS 格式的数据，以便后续生成地形图和编辑时使用。

3 地形图的生成及编辑

3．1 生成地形图

在CASS 环境下，点击绘图处理简码识别，选取所导出CASS 格式的数据文件，即可生成自由坐标系下的简码地形图。同时应展入所有点的高程及控制点点号。生成地形碎部点展点图，如图1 所示。

3．2 地形图的编辑

在CASS 环境中，设置好各项参数(包括成图比例尺等外图廓参数)，展图根点a1、a2，以图块方式插入图1。由于图1 采用的是假定的坐标系统，与最终成图的坐标系统——测图坐标系之间存在旋转平移关系［2］，因此需进行坐标转换。如图2 所示，假定坐标系O'—X'Y'相对于测图坐标系O—XY 之间存在平移量ΔX、ΔY，旋转角a，通过旋转平移，计算假定坐标系中P(X'，Y')点在测图坐标系中的坐标值。

图2 坐标系统旋转平移关系图Fig．2 Diagram of rotation and translation of coordinate system

转换公式为:

式中:X'，Y'为碎部点在假定坐标系中的坐标;X，Y 为碎部点在测量坐标系中的坐标;ΔX、ΔY 为假定坐标系相对于测图坐标系之间的平移量;a 为假定坐标系相对于测图坐标系之间的旋转角。

但在图形编辑时，没有必要逐点计算其坐标值，而是经过图形的旋转平移进行处理。本例中将图1 中的A2 点平移到图根点a2 上，并在“几何图形位置”中进行高程改正，形成旋转平移后的碎部点展点图(见图3)。再以a2 为基准点，将A2 -A1 旋转至a2 -a1。完成后炸开图块，纠正符号，并对图面进行整饰。最后将此图插入到需修补测或检查的图幅中，形成最终成果图［3］(见图4)。

4 成果质量检查

根据野外采集的地物、地貌点，利用上述方法形成叠加的地形图。利用同名点间的距离或坐标差进行精度统计和成果质量的分析，以确定测绘产品的成果质量。对文中所述测区最终成果进行检测，检测结果见表2。

本测区项目设计书对成果质量的精度要求为:平面中误差Mp≤0．1 m，高程中误差Mh≤0．05 m。从表2 可以看出:26 个检查点中，平面中误差Mp≤M/2 的检查点25 个，占96．2%;高程中误差Mp≤M/2 的检查点14 个，占53．8%。说明该项目成果的精度达到了规范规定的要求。根据测绘成果质量检查与验收标准［3］，单项成果质量被评定为“良”。

图3 旋转平移后的碎部点展点图Fig．3 Detail points drawing after rotation and translation

图4 最终成果图Fig．4 The final results map

表2 精度统计表Tab．2 The precision statistics table

5 结束语

实事证明，实际工作中采用本文所述的作业方法，能够提高作业效率、降低劳动强度、节约生产成本。同时在航测大比例尺地形图的调绘中［4］，当新增或者地面地物较多，航测内业无法判定时采用这种方法具有明显的优势。在湖北十堰1∶500 地形图更新和麻城三河口新农村建设测图工程等项目中采用文中所述自由设站旋转平移的测图方式，都取得了良好的经济效益和社会效益，说明该方法切实可行。

［1］ 中华人民共和国国家标准．GBT 20257 -2007 国家基本比例尺地图图示［S］．北京:中国标准出版社，2007．

［2］ 李传方．坐标旋转平移在工程测量中的应用［J］． 地矿测绘，1994(2):25．

［3］ 中华人民共和国国家标准．GBT 24356 -2009 测绘成果质量检查与验收［S］．北京:中国标准出版社，2009．

［4］ 中华人民共和国国家标准． GBT 7931 - 2008 1 ∶500 1 ∶1 000 1∶2 000地形图航空摄影测量外野规范［S］． 北京:中国标准出版社，2008．