項目一數字化測圖概述

【項目介紹】

本模塊主要介紹數字地圖的概念及其優點、數字化測圖技術的概念及其特點、數字

化測圖的發展歷程與發展趨勢，以及數字化測圖的作業模式與作業過程等。通過學習，學生

應能夠正確陳述數字化測圖的基本概念和主要特點，了解數字化測圖的發展歷程及發展趨

勢，理解數字化測圖各種作業模式的優缺點，能夠根據具體條件正確選擇合適的數字化測圖

作業模式。

學習目標

(1)了解數字地圖與數字化測圖的概念及特點。

(2)掌握數字化測圖的作業模式和作業也過程。

課時分配

講授4學時。

1.1數字地圖與數字化測圖的基礎知識

知識目標：

。數字地圖的概念及優點；

。數字化測圖的概念及特點；

。數字化測圖的發展歷史及發展趨勢。

傳統的地形圖測繪是由經緯儀(平板儀)通過測量角度、距離、高差并記錄，在室

內進行適當的計算、處理，繪制成地形圖的過程。由于用此方法繪制的地形圖是由測繪

人員利用比例尺或量角器等工具模擬測量數據，并按照圖式符號展繪到白紙或塑料薄膜

上的，所以被稱為白紙測圖或模擬法測圖。

近年來，隨著計算機技術、光電測繪儀器、數字化繪圖軟件的產生與發展，數字化

測圖應運而生，并被廣泛應用于測繪生產、土地管理、水利水電工程、環境保護、城市

規劃、軍事工程等部門。數字化測圖作為一種全解析機助測圖技術，與白紙測圖相比具

有明顯的優勢，是近些年來測繪發展的前沿技術。作為反映測繪技術現代化水平的標志

之一，數字化測圖技術已經逐步取代了白紙測圖，成為大比例尺測圖的主流。目前幾乎

所有的測繪部門都己形成了數字地圖的規模生產。

1.2數字化測圖的作業模式與作業過程

知識目標：。數字化測圖的作業模式；

。數字化測圖的作業過程；

。理解地下工程測量的作用。

數字化測圖的作業模式

數字化測圖的作業模式是數字化測圖內、外業作業流程的總和。在數字化測圖的作業過

程中，根據使用的儀器設備、繪圖軟件不同，數字化測圖可分為不同的作業模式，如下圖所

示：

各

種

輸

自動傳輸出

設

備

自

普

動

通

傳

地

輸

圖

自動傳輸

自動輸入微機

平板儀

自動輸入T

數字化測圖的作業過程

1.數據采集

通常，野外調查資料、測量數據、航空航天遙感影像、己有的地形圖、圖形圖像數據等

都可以作為數字化測圖的信息源。

2.數據處理

數據處理是指在數據采集以后到圖形輸出之前，對數據、圖形的各種處理過程。數據處

理主要包括數據傳輸、數據預處理、數據轉換、數據計算、圖形生成、圖形編輯、圖形整飾、

地圖的管理和應用等。

數據預處理主要包括坐標轉換、圖形比例尺的統一、數據結構的轉換、數據資料的匹配

等。其中，坐標轉換是空間實體的位置描述，是從一種坐標系統變換到另一種坐標系統的過

程，主要通過建立兩個坐標系統之間的一一對應關系來實現。數據計算主要是利用采集的數

據繪制等高線、建立數字地面模型時，需要進行的插值計算、插值模型建立、等高線光滑處

理等工作。在計算過程中，需要給計算機輸入必要的計算數據，如插值的等高距、曲線光滑

的擬合步距等，必要時需要對插值模型進行修改，其他工作全由計算機自動完成。

3.成果輸出

經過處理后的數字地圖可由磁盤、磁帶或光盤等存儲介質做永久保存，也可將數字地圖

轉換成GIS所需的數據格式，用于建立或更新GIS圖形數據庫。數字地圖的輸出是數字化測

圖的主要目的，通過對圖層的控制與圖形的編輯，可以編制成滿足不同用戶需要的專題地圖,

如地籍圖、平面圖、規劃圖等。為了使用方便，還可利用打印機、繪圖儀等輸出設備進行輸

出。在使用繪圖儀輸出圖形時，可以設置圖層并設置線條的粗細與顏色，使輸出的圖形美觀、

實用。

項目二數字化測圖作業前的準備

【項目介紹】

本模塊主要介紹數字化測圖軟、硬件的基礎知識，常用的數字化測圖軟、硬件的特點及

操作方法，以及數字化測圖技術設計書的編制方法與主要內容，旨在使學生了解數字化測圖

作業前的準備工作，包括根據測區的特點選擇相應的數字化測圖軟、硬件，編制數字化測圖

技術設計書等。

學習目標

(1)掌握全站儀、GPS及常用的數字化測圖軟、硬件的基礎知識。

(2)掌握數字化測圖技術設計書的編制方法。

課時分配

講授4學時，實訓4學時。

2.1數字化測圖的儀器設備

知識目標：。掌握GPS控制測量原理及施測過程；

0掌握導線測量方法；

。了解三角測量法。

一、計算機硬件系統

1.計算機主機。計算機主機是硬件系統的核心部分，主要包括主機、服務器、桌面工作

站等，可實現對數據的輸入、處理、管理、地形圖得繪制和專題圖的制作等。

2.輸入及輸出設備。輸入及輸出設備主要包括鍵盤、數字化儀、掃描儀、顯示器、繪圖

儀、打印機等。

3.存儲設備。存儲設備主要有硬盤、磁帶、光盤、磁盤陣列等。

4.網絡設備。網絡設備主要有集線器、交換機、路由器、調制解調器等。

二、全站儀

全站儀是隨著光電測距技術、電子技術及計算機技術的發展而產生的集光、電、機為一

體并且具有水平角測量、豎直角測量、距離測量、高差測量等功能的測繪儀器。

1.全站儀的發展歷程

全站儀的發展經歷了組合式(光電測距儀與光學經緯儀組合，或光電測距儀與電子經緯

儀組合)、整體式(將光電測距儀的光波發射接收系統的光軸和經緯儀的視準軸組合為同軸

的整體式全站儀）等階段。

2.全站儀的分類

全站儀采用光電掃描測角系統，其類型主要有編碼盤測角系統、光柵盤測角系統及動態

（光柵盤）測角系統等三種。全站儀按不同的方法可分為不同的類型。

1）按外觀結構分類

按外觀結構分類，全站儀可分為積木型（組合型）全站儀和整體型全站儀兩種。

2）按測量功能分類

按測量功能分類，全站儀可分為經典型全站儀、機動型全站儀、無合作目標型全站儀和

智能型全站儀。

3）按測距儀測程分類

按測距儀測程分類，全站儀可分為短測程全站儀、中測程全站儀和長測程全站儀。

3.全站儀的結構

全站儀幾乎可以用在所有的測量領域。電子全站儀由電源部分、測角系統、測距系統、

數據處理部分、通信接口、顯示屏、鍵盤等組成。這里介紹其中部分較重要的部件。

4.全站儀的使用

全站儀具有角度測量、距離（斜距、平距、高差）測量、三維坐標測量、導線測量、交

會定點測量和放樣測量等多種用途。內置專用軟件后，其功能還可進一步拓展。

全站儀的基本操作步驟包括如下幾項：

1）儀器架設

儀器架設的操作步驟如下：

（1）架設。將儀器架設到穩固的三腳架上，旋緊中心螺旋。

（2）對中。利用光學對準器（激光對準器）使儀器中心與測站點位于同一鉛垂線上。

（3）粗平。觀察圓水準器的氣泡（精度相對較低），分別旋轉儀器的三個腳螺旋，將儀

器大致整平。

（4）精平。使儀器照準部上的管水準器平行于任意一對腳螺旋，旋轉這一對腳螺旋使

氣泡居中（最好采用左拇指法，即左右手同時轉動兩個腳螺旋，并且兩拇指移動方向相向，

左手大拇指方向與管水準器的氣泡移動方向相同）；然后將照準部旋轉90°,旋轉另外一個

腳螺旋使管水準器的氣泡居中。

（5）精對中。松開三腳架的中心螺旋，觀察光學對準器（激光對準器），使儀器精確對

中。

（6）檢驗。精平和精對中應反復進行，直到對中和整平都達到要求。

2）水平角測量

水平角測量的操作步驟如下：

（1）按“角度測量”鍵，使全站儀處于角度測量模式，照準第一個目標A。

（2）設置A方向的水平度盤讀數為0。00'00〃。

（3）照準第二個目標B,此時顯示的水平度盤讀數即為兩方向間的水平夾角。

3）距離測量

距離測量的操作步驟如下：

（1）設置棱鏡常數。測距前將棱鏡常數輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進行改正。

（2）設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓

而變化，15℃和標準大氣壓是儀器設置的一個標準值，此時的大氣改正為Oppnu實測時,

可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對測

距結果進行改正。

（3）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

（4）測量距離。照準目標棱鏡中心，按“測距“鍵，距離測量開始，測距完成時顯示

斜距、平距、高差。

全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模

式，測量時間約為2.5s,最小顯示單位為1mm；跟蹤模式常用于跟蹤移動目標或放樣時連

續測距，測距時間約為0.3s,最小顯示單位一般為1c叫粗測模式的測距時間約為0.7s,

最小顯示單位為1cm或1mm。在距離測量或坐標測量時，可按“測距模式”鍵選擇不同的

測距模式。

應注意，有些型號的全站儀在距離測量時不能設定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全

站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。

4）坐標測量

坐標測量的操作步驟如下：

（1）設定測站點的三維坐標。

（2）設定后視點的坐標或設定后視方向的水平度盤讀數為其方位角。當設定后視點的

坐標時，全站儀會自動計算后視方向的方位角，并設定后視方向的水平度盤讀數為其方位角。

（3）設置棱鏡常數。

（4）設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。

（5）測量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

（6）照準目標棱鏡，按“坐標測量”鍵，全站儀開始測距并計算、顯示測點的三維坐

標。

5）數據通信

全站儀的數據通信是指全站儀與計算機之間進行的雙向數據交換。全站儀與計算機之間

的數據通信方式主要有兩種：一種是利用全站儀配置的PC卡（也稱為存儲卡）進行數字通

信，其特點是通用性強，各種電子產品間均可互換使用；另一種是利用全站儀的通信接口，

通過電纜進行數據傳輸。

6）全站儀盤左、盤右的設置方法

全站儀的盤左和盤右，實際上是沿用老式光學經緯儀的稱謂，是根據豎盤相對于觀測人

員所處的位置而言的，觀測時當豎盤在觀測人員的左側時稱為盤左，反之稱為盤右。對應于

盤左和盤右，分別稱為正鏡和倒鏡，或Fl（FACED面和F2（FACE2）面。

對于測量來講，通過盤左、盤右測量，有消除某些人為誤差及固定誤差的作用。對于可

定義盤左和盤右稱謂的儀器而言，給用戶增加了應用儀器的可選操作界面，對測量作業和測

量結果沒有影響。

三、GPSRTK技術

GPS是美國陸海空三軍于20世紀70年底開始聯合研制的新一代衛星導航定位系統，其

主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并且收集情報、監測

核爆和進行應急通信等。經過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋

率高達98%的24顆GPS衛星已布設完成。

1.GPS的組成

GPS由空間衛星部分、地面控制系統和用戶設備組成。

1）空間衛星部分

2）地面控制系統

3）用戶設備

2.GPS定位的基本原理

由于衛星的位置精確，因此在GPS觀測中便可得到衛星到信號接收機的距離，利用三維

坐標中的距離公式，利用3顆衛星就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X,Y,Z）。

考慮到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數，即X、Y、Z和鐘差，因

而需要引入第4顆衛星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經緯度和高程。

3.GPS的定位方式

1)靜態定位和動態定位

2)絕對定位、相對定位和差分定位

4.RTK技術

1)RTK技術簡介

RTK是建立在實時處理兩個測站的載波相位基礎上的。它能實時提供觀測點的三維坐

標，并達到厘米級的高精度。RTK技術采用載波相位動態實時差分方法，是GPS應用的重大

里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖、各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業

作業效率。

2)RTK技術的特點

(1)使用RTK技術作業集成化程度高、測繪功能強大、可實現自動化。RTK移動站利

用內裝式軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，使輔助測量工作大大減

少，減小了人為誤差，保證了作業精度。

(2)作業條件要求低。RTK技術不要求兩點間滿足光學通視，只要求滿足電磁波通視

和對天基本通視。因此，和傳統測量相比，RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節等因

素的影響和限制較小。由于地形復雜、地物障礙而造成的難通視地區，只要滿足RTK的基本

工作條件，即可輕松地進行快速的高精度定位作業。

(3)定位精度高，數據安全可靠，沒有誤差積累。全站儀等測量儀器在多次搬站后，

都存在誤差累積的狀況，搬的次數越多，誤差累積越大；而RTK技術不存在這種情況，只要

滿足RTK技術的基本工作條件，在一定的作業半徑范圍內，其平面精度和高程精度都能達到

厘米級。

(4)作業效率高。在一般的地形地勢下，高質量的RTK設站一次即可測完半徑為10km

左右的測區，大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的搬站次數，僅需一人操作，

在一般的電磁波環境下幾秒鐘即得一個點的坐標，作業速度快，勞動強度低，節省了外業費

用，提高了測量效率。

(5)操作簡便、數據處理能力強。

3)RTK技術在數字化測圖中的應用

采用RTK技術進行數字化測圖時，僅需一個人手持移動站在待測的碎部點采集1?2s,

并同時輸入特征碼(或繪制草圖)，數據將自動被處理、存儲于手簿中。室內將數據傳輸到

計算機中，并利用特定的繪圖軟件繪制地形圖。

由于RTK技術不需測點間通視，測定范圍大、觀測速度快、點位精度高，一人就可完成

野外數據的采集工作，極大地提高了數字測圖的效率。因此，RTK技術已經成為全野外數字

化測圖的主要手段之一.

2.2數字化測圖的軟件

一、計算機軟件

1.系統軟件

系統軟件是指控制和協調計算機及外部設備、支持應用軟件開發和運行的系統，是無需

用戶干預的各種程序的集合，其主要功能是調度、監控和維護計算機系統，負責管理計算機

系統中各種獨立的硬件，使得它們可以協調工作。

2.應用軟件

應用軟件是用戶可以使用的各種程序設計語言，以及用各種程序設計語言編制的應用程

序的集合，分為應用軟件包和用戶程序。

3.數字化測圖軟件

1)南方CASS成圖系統

南方CASS成圖系統是南方測繪儀器有限公司基于AutoCAD平臺技術的GIS前端數據采

集、處理系統，被廣泛應用于地形成圖、地籍成圖、工程測量應用、空間數據建庫等領域，

全面面向GIS,徹底打通了數字化成圖系統與GIS接口，使用了骨架線實時編輯、簡碼用戶

化、GIS無縫接口等先進技術。自CASS成圖系統推出以來，其已經成長成為用戶量最大、

升級最快、服務最好的主流成圖系統。

2)EpsW全息測繪系統

EpsW全息測繪系統是清華山維公司開發的集電子平板測圖、掌上機測圖、電子手簿、

全站儀內存記錄、動態GPS等多種測圖方法及數據庫管理、內業編輯、查詢統計、打印出圖、

工程應用于一體的完全面向GIS的野外數據采集軟件。它所采集的數據不僅符合國標圖式規

范的數字成圖和專業制圖的需求，而且滿足GIS對基礎地理數據信息化和地理信息的完整

性、拓撲性、圖屬一致性等各項性能的要求，以及系統查詢、統計、分析應用的需求。EpsW

全息測繪系統以國標、規范為依據，可實現信息化地理數據的采集與處理。

3)RDMS數字化測圖系統

RDMS數字化測圖系統是一套集數據采集、數據處理、圖形編輯于一體的數字化測圖系

統。RDMS數字化測圖系統具有靈活的數據采集方式、強大的圖形及數據處理功能、圖數合

一的立體化操作能力、高效的事務性管理及多接口數據輸出功能，己被廣泛應用于城市規劃、

土地管理、交通、水利、地礦、房產等行業，不僅可以滿足地形測量、地籍測量、房產測量、

管線測量等方面，還可進行三維圖形的顯示與漫游、土方工程量計算等。

4)SV300R2002數字制圖軟件

SV300R2002是威遠圖公司于2003年推出的全新測繪軟件。該軟件采用AutoCAD2002

開發技術全面升級，可與AutoCAD2002實現無縫集成，繼承了AutoCAD強大的繪圖編輯功

能。SV300R2002將地形測繪、地籍測繪、掃描矢量化等統一到同一環境中，兼備土方量計

算、線路測設等工程量算功能，滿足了大、中比例尺地形圖成圖的全部規范要求，成圖方法

有草圖法成圖、野外電子平板成圖、掃描矢量化成圖等。整個系統將數據采集、地圖的編輯

加工、等高線的生成、數據的存儲、面向對象的符號實體進行了集成，并依據圖式規范設計

了文字注記工具，理想地實現了不同比例尺圖形的變換，實現了自動分幅和靈活的圖廓定制

和圖廓外整飾。

5)SCSG200X多用途數字測繪與管理系統

SCSG200X多用途數字測繪與管理系統是廣州開思數字測繪技術有限公司開發的具有完

善設計、持續發展成熟的測繪CAD軟件系統。其突出表現是：把野外信息采集并成圖與信息

動態更新并入庫有機地結合起來，在數據與管理這兩個不可分割的研究主題中首先打好數據

的研究基礎，再進入管理領域。

6)常用的掃描矢量化軟件

國外常用的掃描矢量化軟件

國外常用的掃描矢量化軟件有VPStudio圖形矢量化軟件、R2Vv5.5自動矢量化軟件

和WinTopov2.52等。

國內常用的掃描矢量化軟件

國內常用的掃描矢量化軟件有清華山維的EPSCAN2003掃描矢量化軟件、南方測繪的

CASSCAN掃描矢量化軟件、武漢瑞得的RDScan掃描矢量化軟件和北京迪瑞斯新的DrScan掃

描矢量化軟件。

二、掌上平板測圖軟件

1.清華山維的EPSCE掌上平板測圖系統

EPSCE掌上平板測圖系統可以完成各種比例尺的地形圖、地籍圖、管網圖等專業測圖，

且與EPS系列軟件的數據雙向完全兼容，與EPS系列軟件配套使用，可靈活、便捷、高效地

實現GIS數據庫的更新與修測。

2.南方測繪的測圖精靈

測圖精靈是南方測繪儀器有限公司推出的野外測繪數據采集與成圖一體化軟件，實現了

坐標、圖形、屬性的同步采集、現場成圖，做到了真正的內、外業一體化。

3.PalmRSP

PalmRSP（測繪熊掌）是廣州開思測繪軟件有限公司研發的，主要用于大比例尺野外數

字化測繪、地形修補測量及工程放樣的成圖系統。它是廣州開思測繪軟件有限公司研發的信

息化測繪軟件SCSG2002的配套系統，提供了與其他測繪數據采集系統數據交換的接口，主

要用于完成空間數據與屬性數據的野外采集。

2.3數字化測圖技術設計

數字化測圖的技術設計是數字化測圖最基本的工作，是指依據國家有關規定（規程）及

數字地圖的用途、用戶的要求、本單位的儀器設備情況等對數字化測圖工作進行具體設計。

因此，在數字化測圖作業開始前，應編制數字化測圖技術設計書。

一、數字化測圖技術設計概述

進行數字化測圖技術設計是為了制定切實可行的技術方案，保證測繪成果（數字地圖）

符合數字測圖的技術標準和用戶的要求，并獲得最佳的經濟效益和社會效益。因此，在每個

數字測圖項目實施前均需進行技術設計。

1.數字化測圖技術設計的原則

（1）進行技術設計時應先考慮整體后考慮局部，兼顧發展；還要根據作業區域的實際

情況，考慮作業單位的自身條件（如人員的技術能力、軟硬件配置情況等），選擇最合適的

方案.

（2）積極采用適用的新技術、新方法和新工藝。

（3）充分分析和利用測區已有的測繪成果和資料，對于測繪外業工作，必要時需要進

行實地踏勘，并編寫踏勘報告。

2.踏勘調查和收集資料

（1）調查作業區的自然地理情況，如水系、山脈、主要地貌類型與特征、平均高程、

地貌的自然坡度等。

（2）調查作業區的行政區劃、經濟水平、踏勘時間、踏勘的人員組成與分工、踏勘的

路線與范圍等。

（3）調查作業區的交通情況。

（4）根據作業任務的具體情況，考察作業區內影響作業的氣候因素（如氣溫、氣壓、

能見度等）、氣象因素、農作物種類、每年可作業的月份、平均作業天數等。

（5）調查作業區內的土壤、水系、沼澤、土質等情況。

（6）調查作業區內植被的種類與分布情況。

（7）調查作業區內電力、生活用品、食品、飲用水、燃料等生活必需品的供應情況，

就地取材的可能性，消耗品、材料、工具的采購地點。

（8）調查作業區內的治安、衛生等情況及預防措施。

（9）收集作業區的交通、水系、山體、居民地、管線、境界線等綜合圖。

（10）調查作業區內已有的測繪成果及其質量情況，測量標志的完好情況。

（11）收集典型地物、地貌調繪及影像資料。

（12）根據作業區內的地貌特征、作業難度劃分作業區的困難類別和具體圖幅的困難類

別。

（13）收集其他需補充說明的作業區信息。

（14）對技術設計方案和作業的建議。

二、數字化測圖技術設計書的編制

為了保證數字化測圖的順利實施，在作業前必須對整個測繪工作進行統籌安排與合理規

劃。從測繪儀器的配置到繪圖軟件的選擇，再到測繪方案、測繪方法、測繪精度的確定，以

及數據的處理、圖形的生成，各項工作之間均需要相互協調與密切配合，這樣才能保證數字

化測圖的各類成果數據和圖形文件符合規范（標準）和用戶的要求。因此，數字化測圖作業

前需要進行技術設計，編制數字化測圖技術設計書。

數字化測圖技術設計書是根據測圖比例尺、測圖面積、測圖方法及用戶的具體要求，結

合測區的自然地理條件和本單位儀器設備、技術力量、資金等情況，靈活運用測繪相關的理

論與方法，制定出的經濟上合理、技術上可行的技術方案、作業方法和實施計劃。編制好的

技術設計書需報呈上級主管部門或測繪任務的委托單位進行審批，經審批后的技術設計書是

該測繪作業的技術依據和成果文件之一。在作業過程中，若需要對技術設計書的內容做原則

性改動，則需由生產單位提出修改意見，報原審批單位批準后實施，未經批準，技術設計

書不得擅自實施。

項目三全野外數字測圖的外業

【項目介紹】

本項目主要介紹了數字測圖外業的工作，主要包括平面與高程控制測量的方法與實施過

程，全站儀的操作方法與野外數據采集的過程，GPSRTK的操作方法與野外數據采集的過程,

以及利用電子平板進行野外數據采集的方法與過程。

學習目標：

1.要求學生能夠完成測圖區域的圖根控制測量工作。

2.熟練掌握利用全站儀、GPSRTK進行數字測圖的野外數據采集與草圖繪制、利用電

子平板進行野外數據采集等工作。

課時分配

講授6學時，實訓6學時。

3.1圖根控制測量

知識目標：

。圖根點的布設；

。全站儀導線測量的實施；

。高程控制測量。

OGPS-RTK圖根控制測量

一'圖根點的布設

1.圖根點的密度要求

采用全站儀測距，測站點到地物點、地形點的距離即使達1km也能保證測量的精度，因

此對圖根點密度的要求應視測區的實際情況而定。通視條件好的地方，圖根點可稀疏些；通

視困難、地物密集的地方，圖根點可以密些。數字測圖時，圖根點密度要求一般如表。

數字測圖中平坦開闊地區圖根點密度

項目測圖比例尺

1：5001：10001：2000

點密度（點數/每平方公里）64164

解析圖根點的數量，一般地區不宜少于表的規定。

一般地圖解析圖根點密度

測圖比例尺圖幅尺寸解析圖根點個數/個

（cmXcm）全站儀測圖RTK測圖平板儀測圖

1：50050X50218

1：100050X5031?212

1：200050X504215

1：500040X406330

2.圖根控制點的選點與埋石

I）選點

野外選點應遵循通視良好、視野開闊、利于長期保存、地表穩定、交通便利、便于觀測

等原則，因此圖根點一般選在路口或道路的邊緣，山區一般選擇在山頭或制高點上，GPS

點應選在對空通視的空曠區。

2）埋石

圖根點標志盡量采用固定標志。位于水泥地、瀝青地的普通圖根點應刻十字或用水泥釘

作其中心標志，周圍用紅油漆繪出圈（或方框）及點名，坐好點之記。

二、全站儀導線測量的實施

1.工具與資料

利用全站儀進行導線測量需要的工具與資料主要包括：全站儀、棱鏡、三腳架、小鋼尺、

對講機、導線測量記錄手簿、已知控制點坐標數據、圖根點標志、錘子、油漆、毛筆、皮尺、

計算器等。

2.導線點的選擇

導線測量的首要任務是踏勘選點，也就是根據測區的實際情況，選擇一定數量的導線點

作為測圖的控制點。選點前應收集測區內已有的控制點、地形圖等資料，并根據已有控制點

的情況和工程需要，初步擬定出導線的布網方案。

踏勘選點過程中，需要注意以下幾點：

1）導線點一般選在土質堅實、四周開闊、控制范圍廣、便于長期保存、方便安置儀器

的地方。

2）相鄰導線點之間通視良好，便于測角與量邊。

3）導線點一般在測區內均與分布，邊長應根據測圖比例尺及工程精度要求而定，相鄰

邊長度不宜相差太大，以免影響測角精度。

點位選定后，用木樁或鋼釘打入地面，重要點位應埋設水泥樁。樁頂做標記，并繪制點之記。

3.導線測量的技術要求

導線測量的技術指標應遵循GB50026-2007的規定，主要技術指標如表所示，導線測量

的主要技術指標。

等級導線長平均邊測角中測距中測距相測回數/(")方位角導線全長相

度/km長/km誤差/誤差對中誤1〃級2〃級6〃級閉合差/對閉合差

(")/mm差儀器儀器儀器(")

四等91.52.5181/8000046W1/35000

5y/~n

一級40.55151/3000024W1/15000

ioVn

二級2.40.258151/1400013W1/10000

16VH

三級1.20.112151/700012W1/5000

24Vn

因地形條件的限制，布設附合(閉合)圖根導線確有困難時，可布設支導線。支導線的布設

參照圖根導線平均邊長及邊數。

測圖比例尺平均邊長/m導線邊數

1：5001003

1：10001503

1：20002504

1:50003504

4.導線測量外業

導線測量的外業觀測主要包括測角和量邊，并將觀測數據記錄于手簿。測角就是利用全

站儀觀測相鄰導線邊所夾的水平角，測角時應滿足規定。為了計算方便，應統一觀測左角(右

角)。量邊是利用全站儀測定每條導線邊的水平距，量邊時應滿足規定。將所測數值記錄于

觀測手簿中。

全站儀導線測量記錄表

工程名稱：儀器編號：觀測者：記錄者：日期：天氣:

測站照準點盤左讀數/盤右讀數/20(〃)中數/測回角值/平距/m平均距備注

(°'〃)(°'離/m

〃)

全站儀在進行導線測量前應進行檢校，保證儀器的各項指標應滿足規范要求。多測回觀

測水平角應按照規范每測回配置水平度盤；多方向水平角觀測應注意選擇好零方向，一測站

觀測方向數超過3個時，應嚴格按照全圓方向觀測法操作程序進行觀測。導線的折角，一般

以導線的前進方向為準，統一觀測左角或右角，并在手簿上注明起始方向點號。由于連接角

不參與閉合差的計算，因此觀測過程中需在手簿中注明，以免計算閉合差時發生錯誤。

圖根導線邊長通常較短，儀器的對中誤差或目標偏心差對水平角觀測產生的誤差影響

較大，所以在儀器架設過程中，要注意儀器的對中與目標的對中。

水平角觀測的各種限差應滿足規范要求，不合格的成果需要重測。

3.2全站儀野外數據采集

知識目標：

G）全站儀數據采集的通用方法；

。全站儀的數據采集與數據通信方法一以拓普康GTS-210為例；

。野外數據采集。

一、兩井定向過程

1.采集前的準備工作

1）儀器設備、資料的準備

數字測圖實施前,應根據項目技術指導書的要求以及單位的實際情況準備測圖所需的儀

器設備及相關資料。其中，儀器設備包括：全站儀、三腳架、棱鏡、小鋼尺、皮尺、釘子、

錘子、油漆、對講機、通信電纜、鉛筆、草圖紙、便攜計算機等。

需要準備的相關資料包括：測區內已有的地形圖、已知控制點數據，合理估算工作量并制定

合理的工作計劃。

2.人員配備

I）測量員

每個測量小組一般配備測量員1名，負責全站儀的操作，觀測并記錄采集的數據并對數

據編碼。在數據采集的過程中，測量員需要經常與草圖員核對點號和編碼，以免給內業成圖

帶來錯誤。

2）草圖員

每個測量小組至少配備草圖員1名，負責指揮跑尺員跑點，現場繪制草圖。草圖員要求

熟悉地物在地圖圖式中的表示方法，復雜地物需輔以文字說明。草圖繪制應正確、簡潔，其

質量直接影響到內業成圖的速度與質量。

3）跑尺員

每個觀測小組一般配置1?2名跑尺員，負責現場跑尺。跑尺員應熟悉測區內地物地貌,

并能夠對地物地貌進行合理取舍。跑尺前應制定合理的跑尺順序以提高效率。跑尺員經驗不

足的情況下，草圖員應指揮跑尺工作。在人員充足的情況下可以多設跑尺員以提高工作效率。

4）制圖員

制圖員負責外業數據采集后的內業成圖，通常可由草圖員擔任。有條件的單位可以配備

兩名草圖員，每天輪換進行繪草圖和內業成圖。

對于那些經驗豐富、水平較高的測繪小組只需要配備測量員和若干跑尺員，數據采集過程中

加入地物編碼，內業成圖過程中，由跑尺員和測量員一起根據測點編碼和記憶連線成圖。對

于經驗豐富的測量組這種方法非常有效。

3.草圖法野外數據采集模式

草圖法野外數據采集模式是利用全站儀（RTK）采集數據，同時現場繪制草圖，表示出

測點之間的關系以及地物的屬性，回到室內手工或自動成圖。

草圖法實用、快速、高效，其優點是可以大大縮短野外作業時間、降低野外勞動強度，從而

提高作業效率。由于這種作業模式不需要對測點進行編碼，更容易被測量人員接受。其缺點

是，此作業模式在內業成圖時受到草圖影響很大，如果草圖繪制錯誤，將直接影響內業成圖

的質量與速度。

1）作業的步驟

（1）野外數據采集

在野外，測量員利用全站儀采集地物地貌點并記錄觀測數據，草圖員現場繪制草圖，標

注地物屬性及測點之間的關系。

（2）數據下載

室內將全站儀內存或存儲卡中的觀測數據傳輸到計算機形成數據文件，并將數據文件編

輯成繪圖軟件可識別的數據格式。

（3）草圖法外業注意事項

定向時，需測量定向點或另外的已知點，并將其測量值與已知值進行比較，如果差異較

大說明測站點或定向點已知坐標錯誤，需找出問題重新定向。

測量員與草圖員每隔一段時間應核對點號，使儀器中記錄的點號與草圖上標注的點號相

一致。發現點號不對應時要及時更正，防止內業出錯。

草圖紙上應包含日期、測站、后視、繪圖員、測量員等信息，換站時盡量更換草圖紙。

草圖應注意保存，防止丟失。不要試圖在一張草圖紙上畫過多內容，地物密集或復雜地區可

以單獨繪制一張草圖，以保證草圖的清晰整潔。

4.一步法野外數據采集模式

當測區內事先沒做圖根控制網或碎部點較少時，可以采用一步法數據采集模式。一步法

野外數據采集模式是指野外采集過程中圖根導線測量與碎步測量同時進行，外業完成后將外

業采集的原始數據傳輸到計算機，利用專用軟件進行平差處理，同時得到控制點和碎步點的

一步測量法?

在已知點B上架設儀器，照準后視點A,定向、檢核無誤后，照準E1點完成一測回的

導線測量內容（點名、儀器高、棱鏡高、水平角、邊長、豎直角等）。

在本測站觀測周圍碎部點1、2、3……

控制點B周圍的碎部點測完后，將儀器搬至E1點，照準后視B點，定向、檢核無誤后，觀

測E2點，完成一測回導線測量的全部內容，再施測E1點周圍的碎部點。

同理，完成整個附合導線測量及碎步測量，如圖3-10所示。觀測過程中繪制草圖，標注好

點號及屬性。

測量完畢后，在室內將原始測量數據傳輸至計算機，并利用專用平差軟件對導線測量數

據進行平差處理，然后利用平差處理后的控制點坐標計算各碎部點坐標并繪制地形圖。

3.3GPSRTK野外數據采集

知識目標：

。安置基準站；

。設置移動站；

。手簿設置

。數據采集；

。數據的傳輸。

一、安置基準站

1.基準站的安置

架設基準站有2種方式：一種是將基準站架設在未知點，另一種是將基準站架設在已知

點，動態測量一般采取將基準站架設在未知點的方式。基準站架設應具備的條件：

1）在10°截止高度角以上的空間不應沒有障礙物；

2）鄰近不應有強電磁輻射源，比如電視發射塔、雷達發射天線等，以免對RTK電信號

造成干擾，離其距離不得小于200m；

3）基準站最好選在地勢相對高的地方以利于增加電臺的作用距離；

4）地面穩固，易于點的保存。

用戶如果在樹木、高大建筑物、高壓線等對電磁傳播影響較大的物體下設站，當接收機

工作時，接收的衛星信號將產生畸變，影響RTK的差分質量，使得移動站很難得到固定解。

外置電臺基準站安置圖

2.基準站的設置

RTK主機控制面板的指示燈包括：

TX:發信號指示燈RX:收信號指示燈

BT:藍牙燈DATA:數據傳輸燈

1）開機。

按①鍵進入“初始界面”（打開S86電源后進入程序初始接口，初始接口有兩種模式選

擇：設置模式、采集模式）。

2）設置工作模式

（1）選擇“設置工作模式”。開機后顯示“初始界面”時按F2鍵進入設置模式主接口

（不選擇則進入自動采集模式），按F1或F2,選擇“設置工作模式”，選好后按6確定,。

⑵設置“基準站工作模式”：按F1或F2鍵，選擇“基準站工作模式”（工作模式有靜

態模式，如圖3T3,基準站工作模式，移動站工作模式），然后返回設置模式主菜單。

C1（）血泰用（）

設置工作模式靜態模式設置

設置工作模式設置靜態模式

（3）基準站模式參數設置：進入基準站模式可選擇模式參數設置，如圖3-14（a）：

差分格式：RTCA差分格式:

發射間隔：1

記錄數據：否發射間隔：1

開始修改退出記錄數據：否

(a)（b）

基準站模式參數設置

①參數設置：選擇“修改”進入參數設置接口，如圖3-14（b）。按。可分別進入“差

分格式”（選“CMR”或“RTCA”）、“發射間隔”（選"1”）、“記錄數據”（選“是”）的設

置。

差分格式:CMR

RTCM2.X

RTCM3

一

基準站模式參數設置

②模塊設置：設置完參數后返回圖3-14(a)界面，選擇“開始”，則進入“模塊設置”

界面。

數據鏈：GPRS網絡

VRS網絡:

接入網絡:

|開始|修洪退回

模塊設置

選擇“修改”，即進入“數據鏈”修改界面如圖(a),

按小可分別選擇內置“電臺”、“外接模塊”、“GPRS”網絡、“CDMA”網絡等模式,

如圖(b)o

嬲量GPRS網絡數據鏈：電臺

外接模塊

VRS網絡：?■

接入網絡：CDMA網絡

(a)(b)

數據鏈修改界面

(3)其他模式的設置

再次按?進入各種模式設置界面：

①“電臺模式”設置：如圖(a)。

數據鏈：電臺

磔醺B電臺通道：：

通道：1

通道：1O

4退出?

(a)

設置電臺模式

按F1或F2選擇“通道”(一般選“5”"8”)，按。確認所選通道，如圖(b)?

確認后回到圖(a),按F2即進入“電臺設置”完成界面，如圖(c),選擇開始，電臺

模式設置完成。

②GPRS模式設置：如圖(a)

數盟隨GPRS網絡數據鏈：GPRS網絡

VRS網絡:

VRS網絡:接入網絡：

接入網絡：53BE誕

(a)(b)

GPRS模式設置

按F2切換至“GPRS設置”完成界面，選擇“開始”按9“GPRS模式”設置完成，如

圖(b)o

③CDMA模式設置，如圖、(a)。

數據鏈：CDMA網絡

幽嬲量CDMA網絡

W]遍

(a)(b)

圖3-20CDMA模式設置

按F2切換至“CDMA設置”完成界面，如圖3-2O(b),選擇開始按6"CDMA模式”

設置完成。

④外接模塊設置：方法和GPRS、CDMA模式設置方法一樣。

3.基準站正常工作狀態要求

1)“TX”“DATA”同時按發射間隔閃爍，當衛星數大于5顆，PDOP

值小于3,表明基準站開始正常工作。

2)如用外掛電臺，則電臺上的TX燈開始每秒鐘閃1次，表明基準

站開始正常工作。

二、設置移動站

1.移動站安裝

將移動站主機連接到碳纖對中桿上，并將接收天線接在主機頂部，同

時將手簿使用托架夾在對中桿的適合位置，如圖3-21。

圖3-21移動站安置

1)打開主機

輕按電源鍵①打開主機，主機開始自動初始化和搜索衛星。

(1)RX燈按發射間隔閃爍(必須在基準站正常發射差分信號的前提下)，表明已經收到

基準站差分信號；

(2)DATA燈在收到差分數據后按發射間隔閃爍。

(3)BT(藍牙)燈在藍牙接通時長亮。

2.移動站模式參數設置

移動站模式參數設置和基站模式設置方法相同，且參數設置必須與基準站相應參數一

致。

三、手簿設置

1.打開手簿

按住<ENTER/ON>1秒以上即可打開手簿。

2.工程之星軟件操作

1)啟動工程之星軟件

用光筆雙擊手簿桌面上“工程之星”即可啟動工程之星軟件。

(1)連通藍牙和主機。啟動軟件后，軟件一般會自動通過藍牙和主機連通。如果沒連通

則需要進行設置藍牙，方法為：設置-〉連接儀器->選中”輸入端口：0”-〉點擊“連接”。

(2)設置電臺。軟件和主機連通后，軟件首先會讓移動站主機自動去匹配基準站發射時

使用的通道。如果自動搜頻成功，則軟件主界面左上角會有差分信號在閃動，并在左上角有

個數字顯示，要與電臺上顯示一致。如果自動搜頻不成功，則需要進行電臺設置，方法為：

“設置“電臺設置在“切換通道號”后選擇與基準站電臺相同的通道，點擊“切換”。

2)新建工程

⑴新建的工程。點擊“工程”->“新建工程”，如圖3-22。在作業名稱里面輸入所要建

立工程的名稱，新建的工程將保存在默認的作業路徑為“系統存儲器(FlashDisk)->Jobs”

里面，選擇新建作業的方式為“向導”，然后單擊“OK”：

輸入工程名

⑵設置投影參數

單擊''橢球系名稱”后面下拉的按鈕，選擇工程所用的橢球系，一般選擇1980西安或

北京54橢球，然后單擊“下一步”，進入如圖所示界面，輸入中央子午線、X坐標加常數、

Y坐標加常數、投影比例尺等參數后單擊“確定”按鈕。

觀測前，首先需架設并設置基準站。基準站可以架設在未知點，也可架設于已知點。

3）將基準站設置在未知點的測量模式

利用RTK進行野外數據采集，首先需要解求坐標轉換參數。利用“求轉換參數”模塊計

算四參數的步驟如下：

（I）已知至少兩個控制點的國家80坐標或北京54坐標（點名為Pl、P2...）,測量并儲

存其WGS-84坐標（點名為PT1、PT2...）o

（2）點擊“設置控制點坐標庫（新版本工程之星上為求轉換參數）"，進入控制點

坐標庫（如圖）。

求參數轉化界面

（3）點擊“增加”按鈕，彈出圖所示對話框。輸入P1點坐標，點“確定（0K）”按鈕,

則彈出圖所示對話框，輸入對應的原始坐標o

增加點（已知坐標）OK|X|

輸入控制點已知平面坐標：1=1^1

增加控制點第一步：

輸入控制點的已知平面坐標，使用右上角的

選點按鈕可以從坐標管理庫中選取已錄入

的已知點坐標.

增加已知坐標（北京54或國家80坐標）增加原始坐標（WGS84坐標）

（4）單擊“從坐標管理庫選點”,彈出圖對話框，選取測量點PT1,點“OK（確定廣

彈出圖對話框，繼續點擊“OK”，彈出圖對話框。（若圖的坐標管理庫中沒有數據，則單擊

“導入'：選取剛才測得的原始數據文件（*result.RTK）,導入原始坐標觀測值。

坐標管理庫|OK|x增加點（原始坐標）

點名北坐標

本1

PT2588002.116143(

木2

PT

術2588002.212143f

PT3

術12588003.202143(

PT一

2588002.771143(

碗

?

荔

增O

有

注意讀取基準站或當前點坐標時必須輸

入對應基準站或當前點的天線高

坐標管理庫增加原始坐標

（5）重復（2）