GPS测量、电子版制图技术研究与应用

张森林

摘要：随着《测绘法》的颁布实施及测绘业科技水平的迅速发展，用传统的手工作业方法进行测绘已不能满足要求，如何快速准确地进行测绘，已成为我们面临的重要任务。

关键词：GPS测量；制图；数字化

近年来，随着Gps、全站仪及电子计算机的普及，地形图的成图方法正在逐步地由传统的白纸法成图向数字测图方向发展。测绘行业在计算机技术的不断渗入下，已打破了传统的模拟测绘方法，数字化测图技术占领了主导地位。其成图成果数字地图具有更规范、精度高、综合应用性强等特点，而且对于各用图单位进行规划、设计计算、生产单位（矿山）综合管理等方面有极大的优越性，较好地满足了现代化管理的需要。

我院经高速调研后，于2004年8月引进eTrex VentureTm手持Gps、2009年购置了美国光谱（EPOCHTM35）RTK一套、南方测绘cas6.0版软件，软件与计算机、全站仪、扫描仪组成数字测绘系统，全部实现了Gps、全站仪测量、计算机绘图。

该系统的建成与应用，结束了为期30年之久的传统手工绘图，使测绘从外业数据自动采集到内业数据处理、绘图以及图形、数据管理实现一体化、自动化、规范化、信息化。该系统不但满足地形、地籍图测量还能绘制矿山各类图纸，对煤矿每日掘进巷道进度及时展绘、另外还能方便地绘制幢、屋、户图形以及房屋相关的地形地物图形，自动计算面积，进行共用建筑面积分摊的计算，生成各类面积统计表，满足在办证过程中对相应图形的查看、输出等工作。尤其是软件带有屏幕矢量化功能，能对图像进行处理得到矢量数据的仿射纠正，对我院2004年开始测绘工作以来的120张平面图进行扫描矢量化，使旧图得到了合理利用，测地形图50多公倾，为我院创造了良好的经济效益和社会效益。本文就结合我公司该系统的使用情况，对数字化测图技术的应用做以介绍。

一、系统的主要功能

（一）Gps：全球定位系统（Global positioning System-Gps）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近10年我国测绘等部门的使用表明，Gps以全天侯，高精度、自动化、高效益等特点，赢得了广大测绘工作者的信赖，并成功的应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动观测、工程变形监测、资源勘察、地球运力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

1、Gps系统能提供连续，实时的三维坐标，不受天气影响。单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。

2、Gps定位原理是：卫星不间断的发送自身的星历参数的时间信息，用户接收到这些信自后，经过计算求出接收机的三维位置。

（二）全站仪：具有经纬仪和测距仪的特点，又能测三角高程，测量精度较经纬仪高。在测地形图时所测数据自动记录在全站仪中，并可将所测数据传送到计算机上，完成数据的无缝连接。

（三）cass软件

1、数字测绘系统的核心部分为cass软件，该软件是Auto CAD2002、Auto CAD2004平台开发而成，将图形与数据有机地结合，集成了Auto CAD图形绘制、图形编辑功能以及数据库数据管理、计算功能，是一个专用的图绘制及数据管理系统。软件能自动生成房屋、楼梯、院落、道路、管线、树木、地形等高线等，并可自动标注尺寸、面积等。经图形整饰，可生成符合《测量规范》的平面图。并可自动生成可视立体图。

二、系统的运行环境

（一）软件环境：WinXP、AutoCAD2002—AutoCAD 2007

（二）硬件环境及配置

计算机、全站仪、手持测距仪、CONTEXAO幅面扫描仪，任一幅面的打印机

三、系统的特点

（一）多功能，实用性强

由cass6.0软件组成的测绘系统，技术先进，功能齐全，图覆盖数字地形、地籍、管线测量中的测图、数据统计功能。外业数据采集方式多，可以用全站仪内存、电子手簿或手工记录，根据个人作图习惯，灵活绘图。打破了常规作图方式，方便了作业人员。绘图速度大大提高。

（二）图形分析解决。面积计算准确

该系统遵循现行国家标准、行业标准GB/T17986《测量规范》。在面积自动计算的基础上自动生成各类面积统计表，如建筑面积、道路面积、绿地面积等、排列成表。面积计算速度之快是手工计算无法比拟的，工作效率得到了极大提高，满足了高速测图、设计发展的需要。

（三）操作方便，简单易学

系统是由Auto CAD2002—Auto CAD2007平臺开发的，只要懂计算机和测图知识的人员能很快学会，系统界面友好，全中文菜单，充分发挥了计算机的先进性，提高了工作效率。

四、系统应用情况

（一）对传统的模拟图进行扫描矢量化

我院自2004年开始测绘工作以来，已测绘地形平面图50多公倾，建筑面积达105万平方米，是一笔巨大的知识财富。在使用数字测绘系统的基础上，为很好地利用这笔财富，我们提出三个方案：A：使用扫描仪进行旧图扫描矢量化；B：使用全站仪在外业测绘时直接控制到分幅图上，再进入计算机。 C：对旧图进行扫描矢最化，灵活万便、效率高、见效快、实用性强、成图精度高。

（二）进行内外业一体化数字测图

该数字测绘系统内外业一体化测图方法有三种：A：电子平板方式采集数据，现场成图；B：外业记录测量数据并编码，用cass6.0软件批量处理数据并自动绘图；C：外业记录测量数据，画草图不编码，用cass6.0软件交互编图功能制图。

根据单位自身条件，我们采用后两种方法测绘图：

A：编码测图：

B：草图法测图：

“草图法测图”与“编码法测图”相同，但不要求记录测点编码，而辅以人工绘制测点草图来描述测点的属性和相互关系，草图上需标测点的自然编号（流水号，既测点数据通讯至计算后，测点数据文件中的自然顺号，不是测点点号）.过程如下：

在以下两种方法测图过程中，使用我院尼康DTM—310型全站仪强大的内存，在内业完成数据通讯后，成图地物属性清楚，点位精度高，方便快捷。

（三）矿山测量数据的保存及制图

我矿区各矿井经几十年掘进、开采，测量数据繁多，又为纸质保存，查阅困难，利用历史资料手工制图速度慢、精度差，给礦山的进一步开采带来很大困难。利用word、cass软件可很好的保存历史资料和精确高效的绘制图纸。方法如下：

a、将历史资料在word中保存

b、历史资料制图

b2将上面表格另存为csv格式（如下）

1，，80508.929，67982.53，1518.2

2，，80547.313，67959.883，1518.4

3，，80558.57，67980.996，1519.1

4，，80591.226，67978.984，1519.4

5，，80580.1，67956.512，1519.1

6，，80526.744，67935.082，1518.8

b3将csv格式文件复制到（）dat文件中（cass专用格式文件），另存为dat文件（如下）

1，，80508.929，67982.53，1518.2

2，，80547.313，67959.883，1518.4

3，，80558.57，67980.996，1519.1

4，，80591.226，67978.984，1519.4

5，，80580.1，67956.512，1519.1

6，，80526.744，67935.082，1518.8

B4在cass中采用，绘图处理→定显示区→绘图处理 展高程点 即可将坐标数据在几分钟之内精确的展绘在图中。

五、光学经纬仪测量、手工制图与Gps、全站仪测量、电子版制图对比

六、系统应用体会

（一）测绘使用数字化测图技术，很好地适应了现代化管理的需要，使平面图测绘更为直接、方便一改过去手工测图费工、费力、出图慢的情况，极大地提高了工作效率。

（二）测绘使用数字化测图技术，较好地满足了测绘频繁的变更特性，保证了图纸的现势性。

（三）测绘使用数字化测图技术，使测绘内、外业成一体化工作模式。在外业采集数据时，测量的精度有保证，消除了人为的各种误差来源，而且省略了读数、计算、展点绘图等工序，减轻了测站人员的劳动强度，外业工作效率大大提高。

（四）测绘使用数字化测图技术，成图成果可以存在光盘上，也可以通过绘图机绘在所需的图纸上，线条、线划粗细均匀，注记、字体工整，图面质量整齐划一。

（五）测绘使用数字化测图技术，能大大提测图的精度，使平面图准确性、法定性更强。

（六）测绘使用数字化测图技术，在一定的软件硬件条件下，在技术上很容易满足GB17986《测量规范》要求，并且能能动性地提高测绘人员的综合技术水平，提高工作效率，节约测量、制图费用。

七、结束语

现在计算机已进入家庭，信息、网络已成为现代社会的特征。在已有的计算机、全站仪（或半站仪）、RTK、手持测距仪、绘图仪等硬件基础上，我院选择cass6.0数字成图软件实现了数字化测图的现代化，仅2004年至今已测地形图50多公倾，成图矢量化120多张。创造经济价值21万元、节约人工100多工日。前景广阔，优势显著。我公司使用的数字化成图系统cass6.0，第一次将靖远煤业集团有限责任公司的地形图测绘从手工测绘改变为数字化测图。数字化测图也是测绘行业测图、制图的发展趋势。