測(cè)繪新技術(shù)介紹

測(cè)繪新技術(shù)介紹隨著測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展和各種制造工藝水平的不斷提高，測(cè)量中使用的各種技術(shù)和新儀器愈來愈多，它們不僅提高了測(cè)量的速度和精度，而且有的從根本上更新了測(cè)量的觀念和理念。下面我們就對(duì)當(dāng)前在工程測(cè)繪方面的一些新技術(shù)進(jìn)行介紹！目前在測(cè)繪技術(shù)方面較為先進(jìn)的主要有全站儀、數(shù)字化測(cè)圖和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS），下面我們分別來介紹：全站儀數(shù)字化測(cè)圖全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）全站儀一、全站儀的概念隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，一種集測(cè)距裝置、測(cè)角裝置和微處理器為一體的新型測(cè)量?jī)x器應(yīng)運(yùn)而生。這種能自動(dòng)測(cè)量和計(jì)算，并通過電子手簿或直接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)和輸出的測(cè)量?jī)x器，稱為全站型電子速測(cè)儀（GeneralTotalStation），簡(jiǎn)稱全站儀（GTS）。

二、全站儀的組成部分全站儀由以下兩大部分組成：l）采集數(shù)據(jù)設(shè)備：主要有電子測(cè)角系統(tǒng)、電子測(cè)距系統(tǒng)、還有自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備等。

2）微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置,主要由中央處理器,隨機(jī)儲(chǔ)存器和只讀存儲(chǔ)器等構(gòu)成,測(cè)量時(shí),微處理器根據(jù)鍵盤或程序的指令控制各分系統(tǒng)的測(cè)量工作,進(jìn)行必要的邏輯和數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)字存儲(chǔ)、處理、管理、傳輸、顯示等。顯示器鍵盤只讀存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器輸入/輸出I/O單元微處理器水平角測(cè)量單元垂直角測(cè)量單元距離測(cè)量單元自動(dòng)補(bǔ)償單元光電測(cè)量系統(tǒng)微處理器及軟件全站儀的組成

三、全站儀的分類積木式（Modular），也稱組合式，它是指電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀可以分離開使用，照準(zhǔn)部與測(cè)距軸不共軸。作業(yè)時(shí)，測(cè)距儀安裝在電子經(jīng)緯儀上，相互之間用電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，作業(yè)結(jié)束后卸下分別裝箱。這種儀器可根據(jù)作業(yè)精度要求，用戶可以選擇不同測(cè)角、測(cè)距設(shè)備進(jìn)行組合，靈活性較好。整體式（integrated），也稱集成式，它是將電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀融為一體，共用一個(gè)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，使用起來更方便。

常見的有日本（SOKKIA）SET系列、拓普康（TOPOCON）GTS系列、尼康（NIKON）DTM系列、瑞士徠卡（LEICA）TPS系列，我國(guó)的NTS和ETD系列。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用以及用戶的特殊要求，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型等等各種類型的全站儀，使得這一最常規(guī)的測(cè)量?jī)x器越來越滿足各項(xiàng)測(cè)繪工作的需求，發(fā)揮更大的作用。

19821986199119941999TC2000單軸補(bǔ)償彩色組合功能鍵操作（DOS方式）T3000雙軸補(bǔ)償彩色組合功能鍵操作（DOS方式）TC1610雙軸補(bǔ)償菜單功能鍵操作TPS1000雙軸補(bǔ)償軟功能鍵操作(圖標(biāo)操作)自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別TPS1100雙軸補(bǔ)償軟功能鍵操作(圖標(biāo)操作)自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別

無合作目標(biāo)測(cè)距徠卡全站儀四、全站儀的基本功能1.測(cè)角功能：測(cè)量水平角、豎直角或天頂距；2.測(cè)距功能：測(cè)量平距、斜距或高差；3.跟蹤測(cè)量：即跟蹤測(cè)距和跟蹤測(cè)角；4.連續(xù)測(cè)量：角度或距離分別連續(xù)測(cè)量或同時(shí)連續(xù)測(cè)量。5.坐標(biāo)測(cè)量：在已知點(diǎn)上架設(shè)儀器，根據(jù)測(cè)站點(diǎn)和定向點(diǎn)的坐標(biāo)或定向方位角，對(duì)任一目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，獲得目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。6.懸高測(cè)量[REM]：可將反射鏡立于懸物的垂點(diǎn)下，觀測(cè)棱鏡，再抬高望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)懸物，即可得到懸物到地面的高度。7.對(duì)邊測(cè)量[MLM]：可迅速測(cè)出棱鏡點(diǎn)到測(cè)站點(diǎn)的平距、斜距和高差。8.后方交會(huì)：儀器測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)可以通過觀測(cè)兩坐標(biāo)值存儲(chǔ)于內(nèi)存中的已知點(diǎn)求得。9.距離放樣：可將設(shè)計(jì)距離與實(shí)際距離進(jìn)行差值比較迅速將設(shè)計(jì)距離放到實(shí)地。10.坐標(biāo)放樣：已知儀器點(diǎn)坐標(biāo)和后視點(diǎn)坐標(biāo)或已知儀器點(diǎn)坐標(biāo)和后視方位角，即可進(jìn)行三維坐標(biāo)放樣，需要時(shí)也可進(jìn)行坐標(biāo)變換。11.預(yù)置參數(shù)：可預(yù)置溫度、氣壓、棱鏡常數(shù)等參數(shù)。12.測(cè)量的記錄、通訊傳輸功能。以上是全站儀所必須具備的基本功能。當(dāng)然，不同廠家和不同系列的儀器產(chǎn)品，在外形和功能上略有區(qū)別，這里不再詳細(xì)列出。五、全站儀的特點(diǎn)〈1〉、儀器操作簡(jiǎn)單，高效。全站儀具有現(xiàn)代測(cè)量工作所需的所有功能?！?〉、快速安置：簡(jiǎn)單地整平和對(duì)中后，儀器一開機(jī)后便可工作。儀器具有專門的動(dòng)態(tài)角掃描系統(tǒng)，因此無需初始化。關(guān)機(jī)后，仍會(huì)保留水平和垂直度盤的方向值。電子“氣泡”有圖示顯示并能使儀器始終保持精密置平。〈3〉、適應(yīng)性強(qiáng)：全站儀是為適應(yīng)惡劣環(huán)境操作所制造的儀器。它們經(jīng)受過全面的測(cè)試以便適應(yīng)各種作業(yè)條件，例如，雨天、潮濕、沖撞、塵土和高溫等，因此，它們能在最苛刻的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)。<4>、全站儀設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器,可以自動(dòng)對(duì)水平和豎直方向進(jìn)行修正,以消除豎軸傾斜誤差的影響。還可進(jìn)行地球曲率改正、折光誤差以及溫度、氣壓改正。<5>、控制面板具有人機(jī)對(duì)話功能。控制面板由鍵盤和主,副顯示窗組成。除照準(zhǔn)以外的各種測(cè)量功能和參數(shù)均可通過鍵盤來實(shí)現(xiàn),儀器的兩側(cè)均有控制面板,操作十分方便。<6>、具有雙向通訊功能,可將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給電子手簿或外部計(jì)算機(jī),也可接受電子手簿和外部計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)。

六、全站儀與經(jīng)緯儀相比具有以下優(yōu)點(diǎn):

1、測(cè)量結(jié)果自動(dòng)記錄在"電子手簿"中,減少了讀數(shù)的錯(cuò)誤和記錄的粗差,提高了功效。2、利用全站儀中的微處理器,通過傳感器可以自動(dòng)的改正儀器軸系誤差,提高測(cè)量精度;3、距離改正,高差計(jì)算和坐標(biāo)計(jì)算在儀器上自動(dòng)完成,減少了內(nèi)業(yè)計(jì)算工作量;4、角度測(cè)量中自動(dòng)掃描整個(gè)度盤,并求出平均值作為結(jié)果,消除了度盤的刻劃誤差和偏心差。

七、進(jìn)口電子全站儀簡(jiǎn)介

以下列舉幾個(gè)國(guó)外知名廠家的部分型號(hào)的電子全站儀，這些儀器包含許多先進(jìn)的功能，如激光對(duì)中、自動(dòng)調(diào)焦、跟蹤測(cè)量等，供學(xué)習(xí)參考。也可以從相關(guān)網(wǎng)站上查詢所需信息。1、拓普康電子全站儀GTS-600系列2、索佳電子全站儀SET-030R系列3、徠卡電子全站儀TPS-700R系列八、電子全站儀的未來發(fā)展

電子全站儀正以驚人的速度發(fā)展，集控制測(cè)量、測(cè)圖、工程放樣于一體，外業(yè)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和繪圖相結(jié)合，操作更加方便。

南方正在研制的電子全站儀NTS-WIN數(shù)字化測(cè)圖

一、數(shù)字化測(cè)圖的概念

數(shù)字化測(cè)圖(DigitalSurveyingandMapping)是以計(jì)算機(jī)為核心，在外連輸入輸出設(shè)備硬件、軟件的條件下，通過計(jì)算機(jī)對(duì)地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到數(shù)字地圖,需要時(shí)也可用數(shù)控繪圖儀繪制所需的地形圖或各種專題地圖。

二、數(shù)字化測(cè)圖的基本思想

傳統(tǒng)的地形測(cè)圖（白紙測(cè)圖）是將測(cè)得的觀測(cè)值用圖解的方法轉(zhuǎn)化為圖形，這一轉(zhuǎn)化過程幾乎都是在野外實(shí)現(xiàn)的，即使是原圖的室內(nèi)整飾一般也要在測(cè)區(qū)駐地完成。另外白紙測(cè)圖一紙難載諸多圖形信息，變更修改也極不方便，實(shí)在難以適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。數(shù)字化測(cè)圖則不同，它希望盡可能縮短野外的作業(yè)時(shí)間，減輕野外的勞動(dòng)強(qiáng)度，將大量的手工操作轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)控制下的機(jī)械操作，不僅減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且不會(huì)損失應(yīng)有的觀測(cè)精度。數(shù)字化測(cè)圖就是將采集的各種有關(guān)的地物和地貌信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，通過數(shù)據(jù)接口傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，得到內(nèi)容豐富的電子地圖，需要時(shí)由計(jì)算機(jī)的圖形輸出設(shè)備（如顯示器、繪圖儀）繪出地形圖或各種專題圖圖形。這就是數(shù)字化測(cè)圖的基本思想。如數(shù)字化測(cè)圖的運(yùn)行示意框圖繪草圖數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位信息特征信息數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)處理地貌模型地物模型屏幕編輯存盤地圖繪圖文件數(shù)字化測(cè)圖示意圖三、數(shù)字化測(cè)圖的特點(diǎn)1、點(diǎn)位精度高傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀配合平板、量角器的圖解測(cè)圖方法，其地物點(diǎn)的平面位置誤差主要受展繪誤差和測(cè)定誤差；測(cè)定地物點(diǎn)的視距誤差和方向誤差；地形圖上地物點(diǎn)的刺點(diǎn)誤差等影響。實(shí)際的圖上點(diǎn)位誤差可達(dá)到±0.47mm。如在1：500的地籍測(cè)量中，測(cè)繪房屋時(shí)視距的讀數(shù)精度就不夠，要用皮尺或鋼尺量距，用坐標(biāo)法展點(diǎn)。普及了紅外測(cè)距儀和電子速測(cè)儀，雖然測(cè)距和測(cè)角的精度大大提高，但是若配合經(jīng)緯儀測(cè)繪法繪制的地形圖卻體現(xiàn)不出儀器精度的提高。也就是說無論怎樣提高測(cè)距和測(cè)角的精度，由于圖解地形圖的精度不高，浪費(fèi)了應(yīng)有的精度。這就是白紙測(cè)圖致命的弱點(diǎn)。數(shù)字化測(cè)圖則不同，若距離在300m以內(nèi)時(shí)測(cè)定地物點(diǎn)誤差約為±15mm，測(cè)定地形點(diǎn)高程誤差約為±18mm。電子速測(cè)儀的測(cè)量數(shù)據(jù)作為電子信息可以自動(dòng)傳輸、記錄、存儲(chǔ)、處理和成圖。在這全過程中原始測(cè)量數(shù)據(jù)的精度毫無損失，從而獲得高精度（與儀器測(cè)量同精度）的測(cè)量成果。數(shù)字地形圖最好地反映了外業(yè)測(cè)量的高精度，也就是最好地體現(xiàn)了儀器發(fā)展更新、精度提高的高科技進(jìn)步的價(jià)值。2、改進(jìn)了作業(yè)方式傳統(tǒng)的方式主要是通過手工操作，外業(yè)人工記錄、人工繪制地形圖；并且在圖上人工量算坐標(biāo)、距離和面積等。數(shù)字測(cè)圖則使野外測(cè)量達(dá)到自動(dòng)記錄、自動(dòng)解算處理、自動(dòng)成圖，并且提供了方便使用的數(shù)字地圖軟盤。數(shù)字測(cè)圖自動(dòng)化的程度高，出錯(cuò)（讀錯(cuò)、記錯(cuò)、展錯(cuò)）的概率小，能自動(dòng)提取坐標(biāo)、距離、方位和面積等。繪制的地形圖精確、規(guī)范、美觀。3、便于圖件的更新城鎮(zhèn)的發(fā)展加速了城鎮(zhèn)建筑物和結(jié)構(gòu)的變化，采用地面數(shù)字測(cè)圖能克服大比例尺白紙測(cè)圖連續(xù)更新的困難，當(dāng)實(shí)地房屋的改建擴(kuò)建、變更地籍或房產(chǎn)時(shí)，只需輸入有關(guān)的信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理就能方便地做到更新和修改，始終保持圖面整體的可靠性和現(xiàn)勢(shì)性。4.增加了地圖的表現(xiàn)力計(jì)算機(jī)與顯示器、打印機(jī)聯(lián)機(jī)，可以顯示或打印各種資料信息；與繪圖機(jī)聯(lián)機(jī)時(shí)，可以繪制各種比例尺的地形圖，也可以分層輸出各類專題地圖，滿足不同的用戶的需要。5、方便成果的深加工利用數(shù)字化測(cè)圖的成果是分層存放，不受圖面負(fù)載量的限制，從而便于成果的加工利用。比如EPSW軟件定義11層（用戶還可以根據(jù)需要定義新層），房屋、電力線、鐵路、道路、水系、地貌等存于不同的層中，通過打開或關(guān)閉不同的層得到所需的各類專題圖，如管線圖、水系圖、道路圖和房屋圖等。還能綜合相關(guān)的內(nèi)容補(bǔ)充加工成城市規(guī)劃圖、城市建設(shè)圖、房地產(chǎn)圖、以及各類管理用圖。還可以在數(shù)字圖上進(jìn)行各類工程設(shè)計(jì)（CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）

6、可作為GIS的重要信息源

地理信息系統(tǒng)（GIS）具有方便的信息查詢檢索功能、空間分析功能、以及輔助決策功能，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、辦公自動(dòng)化及人們?nèi)粘Ｉ钪卸加袕V泛的應(yīng)用。要建立起地理信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集的工作是重要的一環(huán)。數(shù)字化測(cè)圖作為GIS的信息源，能及時(shí)準(zhǔn)確地提供各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新GIS的數(shù)據(jù)庫(kù)，保證地理信息的可靠性和現(xiàn)勢(shì)性，為GIS的輔助決策和空間分析發(fā)揮作用。四、數(shù)字化測(cè)圖的作業(yè)過程解析測(cè)圖儀或坐標(biāo)量測(cè)儀數(shù)字化儀掃描儀全站儀或其它測(cè)量?jī)x器成圖軟件打印機(jī)計(jì)算機(jī)電子手簿電子平板(便攜機(jī))繪圖機(jī)顯示屏PC卡五、數(shù)字化測(cè)圖的發(fā)展

隨著全站型電子速測(cè)儀（簡(jiǎn)稱全站儀）的問世和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，大比例尺數(shù)字測(cè)圖的研究取得了可喜的成果，并且在生產(chǎn)中發(fā)揮了愈來愈重要的作用。從八十年初，北京市測(cè)繪院、武漢測(cè)繪大學(xué)、上海市測(cè)繪院、解放軍測(cè)繪學(xué)院和清華大學(xué)等幾十家單位相繼開展了數(shù)字測(cè)圖的應(yīng)用研究工作?？v觀國(guó)內(nèi)外地面數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的發(fā)展，大體可分為“三個(gè)階段”、“兩種模式”。1、三個(gè)階段：第一階段：用全站儀或測(cè)距儀配合經(jīng)緯儀測(cè)量，電子手薄記錄，同時(shí)配有人工草圖。

室內(nèi)將測(cè)量數(shù)據(jù)直接由記錄器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，再由人工按草圖編輯圖形文件，繪圖機(jī)繪制數(shù)字地形圖。通常使用的電子手薄可以是全站儀原配套的電子手?。ㄈ鏕RE3/4，F(xiàn)C5…），也可以是PC-1500或PC-E500改造的電子手薄。由于后兩者價(jià)格低，操作簡(jiǎn)單，大部分單位都使用過這類記錄器。初級(jí)階段外業(yè)電子記錄仍然模擬白紙測(cè)