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数字化测图实习报告
一、实习安排 1.实习目的(1)本次实习是在完成《数字化测图原理与应用》理论教学之后进行的,通过实习,能够把学到的理论知识和实际有机的结合起来,充分提高实际操作技能,基本掌握数字化测图的原理与方法。
(2)掌握CASS 数字成图软件进行内业成图的基本技能。
(3)通过完成该次实习,提高独立从事测绘工作的计划、组织与管理能力,培养良好的专业品质和职业道德,达到综合素质培养的教学目的。(4)了解数字测图的基本要求和成图过程。(5)熟练掌握常用测量仪器(全站仪)使用。
2.实习任务:掌握全站仪数据采集、数据处理及室内成图。
3.实习内容
(1)野外数据采集:包括图根控制测量和碎步测量。
(2)数据传输:数据由全站仪传输到计算机,生成图形文件。
(3)计算机图形编辑:利用数字测图软件进行人机交互式的图形编辑与修改。
(4)图幅整饰:地形图的分幅、图廓的自动绘制。
(5)地形图输出:绘图仪输出图纸。
4.实习地点概述
我们的测区是我们的学校本科院,内蒙古科技大学坐落在首批全国文明城市、美丽 的草原钢城―包头。她始建于1956年,最初为包头钢铁工业学校和包头建筑工程学校,1958 年两校合并组建包头工学院,1960 年更名为包头钢铁学院,隶属原冶金工业部,1998 年划归内蒙古自治区管理,成为中央与地方共建的高校,1999 年 内蒙古煤炭工业学校并入,2003 年更名为内蒙古科技大学。位于内蒙古阿尔丁大街八号,离包头火车站大约一公里的地方,目前,学校占地121万平方米,建筑 面积 65 万平方米,其中教学行政用房 31 万平方米。2003 年包头钢铁学院、包头医学院、包头师范学院合并组建 内蒙古科技大学。包头位于内蒙古自治区西部,地处渤海经济区与黄河上游资源富集区交汇处,北部与蒙古国接壤,南临黄河,东西接沃野千里的土默川平原和河套平原,阴山山脉横贯中部。包头的地理坐标是东经 109 度 50 分至 111 度 25 分、北纬 41 度 20 分至 42 度 40 分,面积为 27691 平方公里。
5.实习时间及工具
时间:2012.6.11-2012.7.1 工具:全站仪一台(带脚架),反光棱镜一个,小钢卷尺一把、铅笔、纸张
6.小组成员:周宝惠(组长)、崔良、鲁智鹏、陈晓晓,房成贺、方云喜、祝旭阳、王凯、张旭,程伟、布仁乌力吉,姚文伯,李金雷
二、规范要求
1、坐标系统可采用国家坐标系、独立坐标系,由实习指导老师统一选定。
2、测图比例尺可选用 1:500 1:1000 1:2000,由实习指导老师根据任务和地形情况统一确定。
3、地形图基本等高距离根据地形类别和用途的需要。
4、地形图符号注记执行《1:500 1:1000 1:2000 地形图图式》(GB/T7929-1995)的规定,对图式中没有规定的符号,由实习指导老师统一规定,不得自行设计使用。
5、地形图分幅采用正方形,规定为 50cm*50cm;图号以图廊西南角坐标公里数为 单位编号 X 在前,Y 在后,中间用短线连接(如 1:1000,10.5-21.5)。
6、图根控制点相对于起算点的平面点位中误差不超过图上 0.1mm;高程中误差不 得大于测图等高距的 1/10.7、测站点相对于临近图根点的点位中误差,不得大于图上 0.3mm;高程中误差; 平地不得大于 1/10 基本等高距,丘陵地不得大于 1/8 基本等高距,山地、高山地 不得大于 1/6 基本等高距。
8、图上地物点相对于临近图根点的点位中误差与临近地物点间距中误差,应符合 表 2 之规定。表2 图上地物点点位中误差与间距中误差 地区分类 城市建筑区和平地、丘陵地 点位中误差
临近地物点间距中误差
注:森林隐蔽等特殊困难地区,可按表 2 中规定值放宽 50%
9、地形图高程精度规定:城市建筑区和基本等高距为 0.5m 的平坦地区,其高程 注记点相对于临近图跟点的高程中误差不得大于 0.15m。其它地区地形图高程精度 应以等高线插求点的高程中误差来衡量。等高线插求点相对于临近图根点的高程 中误差,应符合表 3 之规定。表3 等高线插求点的高程中误差 地形类别 高程中误差(等高距)平地
三、全站仪的校验与校正
1、长气泡:首先将气泡平行于两脚螺旋,假设为 0 度方向,再调平.再旋转 90 度使气 泡垂直于第三个脚螺旋再调平.然后回到 0 度位置看是否居中,如不居中照之前方法 重来,再 90 度方向看是否居中,如不平如前一样.要是这两方向都平就旋转至 180 度
方向.看气泡是否居中,是则不用校,不是则要校.其方法如下(首先看差多少,再确定 差的一半距离.再通过调校正螺丝使其改正一半.在调的时候始终把握这样一个观 念气泡在那边就那边高,校正螺丝是顺时针升高,逆时针降低.只把握住这点不管校 正螺丝在左边还是右边都可照此做.上面做完之后回到 0 度位置.看是否居中,如不 居中照以上方法重来.)
2、圆气泡:这项是在长气泡完好的基础上做的,首先将长气泡调平,这里是指各方 向都已平了.然后看圆气泡是否居中,如不是则通过调气泡下面三颗螺丝将其调平.当然这里面有经验,总之在保证各螺丝既紧又能使其居中.一般哪边高就调哪颗.3、对中器:这项相对以上要难点.书上说是首先要将仪器调平,但经验告诉不必这 么做,因为我们这是在校对中器.将仪器架好之后,我们假设 0 度方向,把对中器对准 地面一个目标,目标越小越好.最好是自己做个十字点.然后旋转 180 度,看是否对中, 如不是则要校.这是只说全站及电经,光经比较难而且实用性不大.首先打对中器护 盖看到四颗螺丝.再看对中器的十字丝或者小圆点在地面目标的哪边.例如在上边 就松上面那颗螺丝,紧下面那颗.在这里请注意,也只是改一半,调到差距一半即可.同 理左边就松左边紧右边.其它方向按此理推.然后旋转至 0 度位置看是否居中,如不 是照止方法重做.(注意,一般几个螺丝都会动才行.但基本方法都是如此.但这只针对 于对中器是正镜才这样调,倒镜反之.国产仪器及日本仪器都是这样的.)
4、2C 值校正:首先将仪器整平,在 20 米外贴一十字丝.先在盘左照准目标再置 0, 再旋转 180 度盘右照准目标读数,正常情况是 180 度正负 15 秒.如不是就要校正,最 好是这样多做几次以确定误差到底有多大,然后通过水平微动改误码差一半,这时 十与目标不重合,十字丝在目标左边就松左边紧右边 ,反之松右边紧左边.再回到盘 左按之前方法重来.反复几次看误差是否达到允许范围.(这是水平角}
5、角校正: I 仪器调平,打开补偿器,这中是针对于有补偿器的全站及电子经纬仪的.这类
仪器都是自动校正的,只需我们按步骤做就行.盘左照准目标读垂直角,再盘右 位置读垂直角.然后盘左加盘右看是否是 360 正负 15 秒.如不是则需校正.方法如下: 关机然后电源加 F1 开机,(电源和 F1 同时按下,但电源只按将近不到 1 秒钟就行,F1 不放)进入仪器校正模式,按 F1 垂直角校正,千万不要按 F2.再过 0 盘左照准目标按 回车, 盘右照准目标按回车,校正完毕.自己再按最先的方法再做几次看是否在允许 范围内.四、实习过程
1.踏勘选点:将已知控制点的位置实地走一遍,以便图根控制的测量工作,以及附合导线的确定。图根点应根据测图比例尺和地形条件而设定。传统测图方法平坦开阔地区图根点 密度不宜小于表 1,数字化测图图根点密度不宜小于表 2.表4 平坦开阔地区图根点的密度 测图比例尺 图根点密度 表5 数字化测图平坦开阔地区图根点的密度(点/K ㎡)测图比例尺 图根点密度 2.图跟控制测量:
(1)定测站点:在覆盖本测区范围面积大,平坦,方便通视的地方建点。
(2)a 在侧站点架仪器,对中整平,量取仪高,开机。b 建站,建文件,输入测站点点号、仪高、坐标;后视点点号、镜高、坐标。c 瞄准后视点,测量并记录。d 前视下一个控制点,测量并记录。e 搬站。同样的方法测量下一侧站点。
(3)图根控制测量技术要求见表 6 表6 1:500 64 1:1000 16 1:2000 4 1:500 150 1:1000 50 1:2000 15(4)内业处理:闭合导线平差计算。a.检查外业记录手簿,整理观测成果。b.坐标闭合差的计算与配赋 图根导线采用的是闭合导线,则其闭合差在理论上纵、横坐标的代数和为零,即: ∑1~n△x 理 = 0 ∑1~n△y 理= 0 纵、横坐标的增量闭合差: Fx = ∑1~n△x 计-∑1~n△x 理 = ∑1~n△x 计 Fy = ∑1~n△y 计-∑1~n△y 理 = ∑1~n△y 计 导线全长闭合差 fs = ±√Fx2 + Fy2 导线全长相对闭合差 K = fs/∑D≤K 限 其相对闭合差的容许值为 K≤1/4000。α BC=arctan yc-yb/xc-xb α B’C=arctan y’c-yb/x’c-xb α =α B’C-Α bc α ≤fβ 限=±40√n M=SBC/SBC’ c﹒导线点坐标的计算 Xi=XB+Mcosα(Xi’-XB)-Msinα(Yi’-YB)Yi=YB+Mcosα(Yi’-YB)+Msinα(Xi’-XB)
3、计算结果见附页 1。
4.碎步点测量
(1)作业方法 a 安置仪器,对中整平,量取仪高,开机。b 创建文件,在全站仪 menu 中选择“数据采集”进入“选择一个文件”,输入文 件名,即完成文件创建工作。此时全站仪同时生成两个同名文件,一个用来保存 采集到的测量数据,一个用来保存采集到的坐标数据。c 输入测站点:输入文件名回车后进入数据采集窗口,输入测站点点号、仪高、坐 标;后视点点号、镜高、坐标,瞄准后视点,进行定向。d 测量后视点坐标:仪器定向后,即可进入测量状态。输入所测碎步点点号,镜高 后,精确瞄准碎步点棱镜反光镜,按“坐标”键,即可测出棱镜点的坐标,记录 数据,同时将碎步点点号自动加 1 返回测量状态。再输入镜高即可惊醒下一个碎 步点的测量。依次进行以后的碎步点的测量。同时绘制出草图,并保持观测点的 点号与草图一致。e 临时测站点的测量: 数据采集时有些碎步点无法测到,需要临时增加一个控制点,这时只需在测量前输入临时测站点点号而已,方法不变。所得数据坐标同样保存 在文件中。
(2)作业要求:测绘等高线时高程点的密度比白纸测图密度大,对 1:500 比例 次测图一般丘陵地区间距 10~15m,地形突变的地方应加 6~8m。观测员与绘图员 相互配合,机内录点的点号与草图上的点号相对应。
五、数字测图内业成图方法
1、仪器工具 全站仪、计算机、传输线、草图
2、作业方法
(1)下传碎部点坐标:完成外业数据采集后,使用通讯电缆将全站仪与计算机的 COM 连接好,启动通讯软件,设置号与全站仪一致的通讯参数后,执行下拉菜单 “通讯/下传数据”命令,在全站仪上的内存管理才当中,选择“数据传输”选项,并根据提示顺序选择“发送数据” “坐标数据”和选择文件,然后在全站仪上选、择确认发送,然后再全站仪上选择确认发送,再在通讯软件上的提示对话框上单 击“确定”,即可将采集到的碎步带坐标数据发送到通讯软件的文本区
(2)格式转换: 将保存的数据文件转换成图软件(如 CASS)格式的坐标文件格式。执行下拉菜单 “数据/读全站仪数据”命令,在“全站仪内存数据转换”对话框中的“全站仪内 存文件”文本框中,输入小于转换的数据文件名和路径,在“CSAA 坐标文件”文 本框中舒服转换后保存的数据文件名和路径。这两个数据文件名和路径均可以单 击“选择文件”,在弹出的标准文件对话框中输入。单击“转换”,即完成数据文 件格式转换。
(3)展绘碎部点、成图: 为了更加直观地在绘图区内看到个侧点之间的关系,可以先将野外测点点号在屏 幕中展出来。其操作方式是:先移动鼠标至屏幕的顶部菜单“绘图处理”项按左 键,这时系统弹出一个下拉菜单,执行下拉菜单“绘图处理/定显示区”确定绘图 区域;执行下拉菜单“绘图处理/展野外测点点位”,即在绘图区地道展绘号的碎部 点点位,结合野外绘制的草图绘制的地物,在执行下拉菜单 “绘图处理/展高程点”。
(4)选择“测点坐标”定位,使用平面左侧菜单区内的“测点点号”项,按提示 输入采集文件并确认。
(5)绘平面图: 对于平面图的生成,CASS7.0 提供了“点号定位”“坐标定位”“编码引导”等多种成图作业方式,根据野外绘制的草图,选择一种方法,将各地物要素绘制出 来。定显示区:作用是根据输入坐标数据文件的数据大小定义屏幕显示区域的大小,以保证所有点可见。首先移动鼠标至“绘图处理”项,按左键,即出现“绘图处 理”下拉菜单。然后选择“定显示区”项,按左键,即出现一个输入坐标数据文 件名对话框。这时,需输入碎部点坐标数据文件名。可直接通过键盘输入,如在 “文件(N)” :(即光标闪烁处)输入 C:CASS70DEMOYMSJ.DAT 后在移动鼠 标至“打开(O)”处,按左键。这时,命令区显示: 最小坐标(米)X=87.315,Y=97.020 最大坐标(米)X=221.270,Y=200.00 根据野外所绘草图,利用平面左侧菜单逐点绘制,(在绘第一点之前,根据提示要 输入绘图比例尺,如 1:500 后回车)。以作为居民地为例讲解,移动鼠标至右侧 菜单“居民地”处按左键,系统便弹出对话框。再移动鼠标到“四点房屋”的图 标处按左键,图标变亮表示该图标已被选中,然后鼠标至 OK 处按左键。如有操 作失误可按回退继续操作。
(6)地形图上的道路名、地名、河流名称、建筑物结构、属性等都需加上文字注 记。利用平面左侧菜单的“文字注记”,在左边的文字框或右边的图块框都可以选 取,并依照提示完成有关文字的注记。不同比例尺的地形图图面上高程点的格式和数目时不一样的,根据地形图编绘规 范及图式要求,注记高程点。注记高程点的距离:根据规范要求输入高程点注记距离(即注记高程点的密度),回车默认为注记全部高程点的高程。这时,所有高程点和控制点的高程均自动展 绘到图上。高程点展绘上后,有可能部分高程点压在地物上,此时要调整高程点 的位置,使其符合出图标准。
(7)编辑和修改:
对于通讯的编辑,CASS70 提示“编辑”和“地物编辑”两种下拉菜单,其中“编 辑”是由 TutoCAD 提供的编辑功能;图元编辑、删除、断开、延伸、修剪、移动、旋转、比例尺、复制、偏移拷贝等,“地物编辑”是由南方 CASS 系统图框的对地 物编辑功能:线型换向、植被填充、土质填充、批量删剪、批量缩放、窗口内的 图形存盘、多边形内图形存盘等。
(8)绘等高线: 在地形图绘制中,平面图绘完后,便可绘制地貌。等高线是表示地貌起伏的一种 重要手段。在数字化自动成图系统中,等高线是由计算机自动勾绘,生成的等高 线精度相当高。绘制等高线主要步骤如下: a 展高程点:选择“绘图处理”菜单下的“展高程点”,根据提示输入采集文件,展出全部高程点。b 建立数字地面模型(DTM):高程点展完后,用鼠标左键点取“等高线”菜单下 “建立 DTM”,弹出建立 DTM 对话框。首先,选择建立 DTM 的方式,分由数据 文件生成和由图面高程点生成两种。然后,选择结果显示,分显示建三角网结果、显示建三角网过程和不显示三角网三种。最后,选择在建立 DTM 的过程中是否考 虑陡坎和地性线。c 修改数字地面模型:一般情况下,由于地形条件的限制在外业采集的碎部点很难 一次性生成理想的等高线。这时可以通过删三角形、过滤三角形、增加三角形、三角形内插点等命令来修改三角网中局部不合理的地方。最后,把修改后的数字 地面模型存盘。d 绘制等高线: 等高线的绘制可以在绘平面图的基础上叠加,也可以在 “新建图形” 的状态下绘制。用鼠标选择“等高线”下拉菜单的“绘制等高线”项,命令区提示: 最小高程为„„,最大高程为„„ 请输入等高距:根据比例尺,按规范要求输入等高距,回车。请选择:
1、不光滑
2、张力样条拟合3、三次 B 样条拟合4、SPLINE:选择 等高线绘制的方式,回车。e 等高线的修饰:等高线的修剪:根据“等高线”菜单下的“等高线修剪”,对等 高线进行必要修剪。同时注记曲线。(9)图形分幅:
在图形分幅前,应了解图形数据文件中的最小坐标和最大坐标。在 CASS7.0 主窗 口下侧信息栏显示的坐标和测量坐标是相反的,即 CASS7.0 系统中前面的数为 Y 坐标(东方向),后面的数为 X 坐标(北方向)。将鼠标移至“绘图处理”菜单项,点击左键,弹出下拉菜单,选择“批量分幅/建 方格网”,命令区提示: 请选择图幅尺寸:(1)50*50(2)50*40(3)自定义尺寸按要求选择。直接回车 默认选 1。输入测区一角:在图形左下角点击左键。输入测区另一角:在图形右上角点击左键。这样在所设目录下就产生了各个分幅图,自动以各个分幅图的左下角的东坐标和 北坐标结合起来命名。如果要求输入分幅图目录名时直接回车,则各个分幅图自 动保存在安装了 CASS7.0 的驱动器根目录下。选择“绘图处理/批量分幅/批量输出”,在弹出的对话框中确定输出图幅的存盘目 录名,然后确定即可批量输出图形到指定的目录。
3、作业要求
(1)根据出书时全站仪和计算机的参数设置要匹配,否则无法传输。
(2)在通讯编辑时,要使用一切比编辑命令,特别是捕捉命令的使用。
六、图幅整饰、图形输出
1、仪器工具 计算机、数控绘图仪、图纸
2、作业方法(1)绘图框: 利用“绘图处理”菜单下的“标准图幅”,并依据提示填入图名、测量员、绘图员、检查员的姓名,图廊西南角点坐标并回车,在“删除图框外实体”前打勾,确认 后即可完成一幅图形的绘制。(2)图形文件保存: 根据文件菜单下的图形保存菜单对图形进行保存。(3)打印图形:在“文件/图形输出”菜单下,根据图纸大小对页面进行设置,打 到适当比例尺的地形图。(4)提交成果: CASS7.0 软件一套
数据采集坐标文件、图形文件、打印平面图。(5)绘图仪地图输出: 选择“文件(F)”菜单下的“绘图输出„„”项,“打印”对话框,具体输出地图 步骤如下: a“打印设备”选项卡 b“打印设置”选项卡 c 单击“完成预览(W)„„”按钮对打印效果进行预览,最后单击“确定”按钮 打印。
3、作业要求
(1)外业数据采集时,记录及草图绘制应清晰、信息齐全。不仅要记录观测值及 测站有关数据,同时还要记录编码、点号、连接点和连接线等信息,以方便绘图
(2)数据处理时,要熟悉所采用软件的工作环境及基本操作要求。
(3)用电缆连接全站仪和计算机时,应选择全站仪型号相匹配的电缆,消息稳妥 地连接。
七、成果图见附页 2
八、实习心得体会
数字化测图是测绘专业的必修课,通过实习,可以让我们对该课程有一个系统的了解和掌握,进一步深化对数字化测图的基本理论和基本知识的理解,提高实际操作能力,掌握数字化测图的基本过程和基本方法,掌握数字化测图仪器----全站仪的使用方法,掌握数字化成图软件进行数字化地图编绘的方法。同时,作为现代测绘工程专业的学生,不仅要学好各方面的测绘知识,更要掌握好测绘各方面的实际操作能力,只有掌握好了这些本领,将来才能为自己的事业打下结实的基础,所以,我们都很认真努力地对待这次实习。我们小组这次的主要任务就是对我们学校雅园至一教范围内的地形、地物进行野外的数据点的采集,再导入电脑进行内业处理。野外测记和室内成图是数字化测图的主要模式,也是我们此次实习主要运用的模式。
全野外数据采集法成图主要有下列内容: 1.数字测图的准备工作:仪器检较、准备数据记录所需的记录表、实地观察地形确定控制点、数据处理软件准备等; 2.控制测量;
3.外业测绘,碎部点采集; 4.内业图形编辑;
5.图形细节修饰,成果保存。
我们组用索佳全站仪进行外业观测,测量数据自动存入仪器的数据终端,然后将数据终端通过接口设备输入到台式电脑。采用这种方法则从外业观测到内业处理直至成果输出整个流程实现自动化,尽可能减少人为因素而产生的错误。
实习第一周,我们组进行控制测量,12个控制点,由于学校人口密度较大,观测条件不是十分理想,导致我们组的水平观测角中误差超限,最后对所有控制点水平角进行重测,通过平差易软件对数据进行精度评定及平差,控制测量成果符合规范要求。
实习第二周,我们组以二号控制点为测站,一号控制点后视定向,进行碎部测量。我们组共五人,一人操作仪器,一人画草图,三人轮流跑杆,我们组对地物特征点的采集比较详细,如房屋点、道路、井盖、花台、草坪、垃圾桶、橱窗、独立树、行树、篮球场、沟渠、路灯等地物点都进行了采集。由于其他组需要用二号控制点,我们转站至雅园,第一天一共采集将近三百余点。晚上内业作图,首先对全站仪数据进行读取,数据传输过程中将电脑参数设置成与全站仪参数一致,经过多次尝试,没有成功,最后检查出是由于数据线损坏的缘故,导致全站仪中点位坐标无法导出。迫于无奈,其他小组运用人工输入坐标的方式将全站仪数据输入电脑。实习第三天,天下起了小雨,影响测量进度,一天只测了一百多数据点,将雅园测区地形地物特征点基本采集完了。当天换了根数据线,成功导出全站仪中记录的数据,进行图形绘制。在绘制地形图的过程中,我们体会到绘制草图的重要性,一份好的草图可以大大提高绘图效率。在地形地物特征点采集过程中遇到不少的问题,比如某些房角点被大量树木遮挡无法观测,我们则用皮尺测量其距离,运用CASS软件中房屋编辑两点及一边的方式绘出图形,或升高棱镜对点位进行观测,这些都是地形图测量过程中对点位测量的灵活处理。
实习第三周,经过全组人员的辛勤努力,碎部点信息的采集终于进入尾声,内业绘图也跟上 6
了外业碎部点采集的进度。外业数据采集,我们组共采集八百多碎部点,详细反应我们校园内的地形、地物、地貌。该测区范围内有住宿楼、公路、实验室、办公楼、教学楼等大的建筑物,也有陡坎、篷房、花台、绿化带等细节设施,经过我们组全体组员的通力合作,此次实习取得了令人满意的成果。通过此次实习,不仅提高了我们的实际操作能力,熟悉掌握数字测图的基本原理和基本过程,还让我们体会到测绘是一个需要团队合作的工作,干测绘需要不怕苦不怕累的精神,白天忙外业,晚上忙内业,起早摸黑是家常便饭,除了这些,测绘还是一项需要细心和耐心的工作,数据成果超限,则必须进行重测,对待工程测量必须要有责任心。通过此次实习,让我受益匪浅,对自己专业有了更深的认识。
附页1 附合导线1导线图:
附合导线2导线图:
附合导线1: 9
附合导线2: 10
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