第五章 野外数据采集,第五章 野外数据采集,5.1 数据编码 5.2 测图前的准备工作 5.3 碎部点测算原理与方法 5.4 测记法野外数据采集 5.5 数据通讯,数据编码：按一定规则构成用来表示地物属性和连接关系等信息的符号串。,一、数据编码的概念,数据编码的基本内容包括： （1）地物要素编码 （2）连接关系码 （3）面状地物填充码,地物代码,数字测图系统内的数据编码一般在 6 11 位，有的全部用数字表示，有的用数字、字符混合表示。编码设计得好坏会直接影响到外业数据采集的难易、效率和质量。,5.1 数据编码,1：500 1：1000 1：2000外业数字测图规程(GB/T149122005)规定，野外数据采集编码的总形式为：地形码十信息码。,二、国家标准地形要素分类与编码,地形码是表示地形图要素的代码。 信息码是表示某一地形要素测点与测点之间的连接关系。,城市基础地理信息系统技术规范（CJJ100-2004）代码位数规定是6位十进制数字码。,表1 1:500 1：1000 1:2000基础地理信息要素部分代码, 大类 中类 小类 子类 图1 碎部点编码规则,地形编码设计应遵循的原则,符合国标图式分类，符合地形图绘图规则； 简练，便于操作和记忆，比较符合测量员的习惯； 便于计算机处理； 便于GIS等软件的使用。,目前，国内开发的测图软件已经有很多，一般都是根据各自的需要、作业习惯、仪器设备、数据处理方法等设计自己的数据编码方案，还没有形成固定的标准。数据编码从结构和输入有全要素编码、简编码等。,全要素编码通常是由若干个十进制数组成。其中每一位数字都按层次分，都具有特定的含义。,三、全要素编码方案,CASS数字测图系统全编码 CASS数字测图系统编码统一为6位数字，其规则：,其中39章的内容第一位数字为1，1012章的内容第一位数字为2，对于地籍测量的内容第一位数字为3； 图式序号指GB/T 7929-1995版中符号的章节号； 顺序号为此类符号顺序号，从零开始； 次类号指同一图式章节号中不同图式符号，从零开始。,“1（或2、3）图式序号顺序号次类号”,如：185101，185102,对于有辅助符号位的编码，在其骨架线编码后加“-顺序号”，如围墙辅助符号位的边线编码为144301-1，围墙辅助符号位的短线编码为144301-2。,特点：各点编码具有唯一性，计算机易识别与处理，但外业直接编码输入困难。,简编码是在野外作业时仅输入简单的提示性编码，经内业简码识别后，自动转换为程序内部码。 南方CASS测图系统的有码作业模式，是一个有代表性的简码输入方案。 CASS系统的野外操作码（也称为简码或简编码）可区分为类别码、关系码和独立符号码3种，每种只有1 3位字符组成。其形式简单、规律性强，易记忆，并能同时采集测点的地物要素和拓扑关系，能够适应多人跑尺(镜)、交叉观测不同地物等复杂情况。,四、简编码方案,1.类别码,按一定的规律设计的，不需要特别记忆。有13位，第一位是英文字母，大小写等价，后面是范围为099的数字。,2.关系码,连接关系码的符号及含义,3.独立符号码,对于只有一个定位点的独立地物，用A表示。,1. 图根控制点（包括已知高级点）的个数,5.2 测图前的准备工作,测图前的准备工作主要有：控制测量、仪器器材与资料准备、测区划分、人员配备等。,一 、图根控制测量,实际应用中，一般以500m以内能测到碎部点为原则，通视条件好的地方，可稀疏些，地物密集、通视困难的地方，图根点可密些。,采用全站仪采集数据，可采用传统的先控制测量后碎部测图、从整体到局部的作业方法，也可以采用图根控制与碎部测量同步进行的“一步测量法”。但对于大面积高等级控制测量，仍遵循传统的测量原则。实际工作中图根点的加密通常采用“辐射法”。,2. 图根平面控制点的布设,辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用极坐标测量方法，按全圆方向观测方式，一次测定周围几个图根点，点位精度可在1cm以内。,要求：最后测定的一个点必须与第一个点重合，以检验仪器是否变动，重合误差应小于图根点精度。,“一步测量法”,对于小面积或局部区域，有些数据采集软件有“一步测量法”功能，即图根控制与碎步测量通视进行，不需要段杜进行图根控制测量。,二、仪器器材、资料准备,注意：绘制草图采取现场绘制，也可以在工作底图上进行，底图可以用旧地形图、晒蓝图或航片放大影像图。 在数据采集之前，最好提前将测区的全部已知成果输入电子手簿、全站仪或便携机，以方便调用。若采用简码作业或者电子平板测图，可省去绘制草图。,全站仪、对讲机、充电器、备用电池、通讯电缆、反光棱镜、皮尺、草图本、工作底图。,仪器器材： 控制成果 技术资料,三、测区划分,“作业区”划分：一般以道路、河流、沟渠、山脊等明显线状地物为界线，将测区划分为若干个作业区。对于地籍测量来说，一般以街坊为单位划分作业区。,分区的原则：各区之间的数据(地物)尽可能地独立(不相关)。,1.草图法 测站观测员（兼记录员）1人，镜站跑尺员12人，领尺（绘草图）员12人； 领尺员负责画草图或记录碎部点属性，内业绘图一般由领尺员承担，是作业组的核心成员，需技术全面的人担任。 2.简码法 观测员1人，镜站跑尺员12人； 3.电子平板作业 观测员1人，绘图员1人（也可以由观测员承担），镜站跑尺员12人。,四、人员配备,5.3 碎部点测算原理与方法,碎部点坐标“测算法”的基本思想：在野外数据采集时，使用全站仪适当采用仪器法测定一些“基本碎部点”，再用堪丈法（只丈量距离）测定一部分碎部点的位置，最后充分利用直线、直角、平行、对称等几何特征，在室内计算出所有碎部点的坐标。,碎部点测量方法,仪器法,测算法,堪丈法,计算法,一、仪器法,已知：Z（XZ ，YZ），0（XO ，YO） 待求：P点的坐标（XP ，YP） 算法： 后视方向方位角为：,1.极坐标法,Z 为测站点，欲测定B点，但Z，B间不通视。此时可在地物边线方向找B（或B）点作为辅助点，先用极坐标法测定其坐标，再用钢尺量取BB（或BB）的距离d，即可求出B点的坐标。,注意：偏心法对高程无效,2.直线延长偏心法,3.距离偏心法,欲测定B点，但B点不能立标尺或反光镜，可先用极坐标法测定偏心点Bi（水平角读数为Li，水平距离为SZBi），再丈量偏心点Bi到目标点B的距离Si，即可求出目标点B的坐标。,当所测点位于ZB连线上时，取“”；当位于ZB延长线上时，取“” 。,（1）当偏心点位于目标前方或后方,（2）当偏心点位于目标点B 的左或右边时，偏心点至目标点的方向和偏心点至测站点Z的方向应成直角。,注：当偏心距较大时，直角必须用直角棱镜设定。,，当偏心点位于左侧时，取“”，位于右侧时，取“”。,4.角度偏心法,欲测定目标点B，由于B点无法到达或B点无法立镜，将棱镜安置在离仪器到目标B相同水平距离的另一个合适的目标点Bi上进行测量，先测定至棱镜的距离(DZB =DZBi)，然后转动望远镜照准待测目标点B，读取水平角LB，则测得B点坐标为：,思考：距离偏心与角度偏心的区别？,5.方向直线交会法,A，B为已知点，欲测定i点，照准i点，读取方向值Li，用戎格公式可计算出i点坐标，,特点：使用该法测定位于一条直线上的碎部点时较为方便。,正交法使用钢尺丈量距离，配以直角棱镜作业。如图，已知A，B两点，欲测碎部点i（1，2，3），则以AB为轴线，自碎部点i向轴线作垂线（由直角棱镜定垂足）。假设以A为原点，只要量测得到原点A至垂足di的距离ai和垂线的长度bi，就可求得碎部点i的位置，即,勘丈法指利用勘丈的距离及直线、直角的特性测算出待定点的坐标。勘丈法对高程无效。,二、勘丈法,1.直角坐标法（正交法）,2.距离交会法,已知碎部点A，B，欲测碎部点P，则可分别量取P至A，B点的距离D1，D2，再根据戎格公式即可求得XP、YP 。,3.直线内插法,已知A，B两点，欲测定AB直线上1，2，3，i各点，可分别量取相邻点间的距离DA1，D12，D23等，从而求出各内插点的坐标。 DAi= DA1+ D12+ D23+Di-1,i,4.微导线法,已知A，B两点，欲求1，2，3，i各点，可分别量取各边边长D1，D2，Di即可依次推出各点坐标：,（1）定向微导线,式中 （当脚标等于-1时，为A；当脚标等于0时，为B）。 当i为左折点时，取“-”，右折点时取“+”。,（2）无定向微导线,已知A，B两点坐标，欲求1，2，3，i 各点，可分别量取相邻点间的距离a,b,D1，D2，D3，Di 即可依次推出各点的坐标。,三、计算法,1. 矩形计算法 2. 垂足计算法 3. 直线相交法 4. 平行线法 5. 对称点法 6. 平移图形法,计算法不需要外业观测数据，仅利用图形的几何特性计算碎部点的坐标。,1. 矩形计算法,已知 A， B， C三个房角点，求第四个房角点,2. 垂足计算法,已知碎部点A，B，1，2，3，4，且11AB，22AB，33AB，44AB，求1，2，3，4各点，则计算得到其坐标：,在测站上可以测定房角点A，B，D，但直角点C却无法测定，而且BC和CD的长度也不易直接量取，此时可以用式计算直角点的坐标。,3. 直角点计算法（微导线中的隔一点）,4.直线相交法,A，B，C，D为四个已知碎部点，且AB与CD相交于i，则交点i的坐标为：,式中 ，相减小于0时加3600。,5. 平行线法,两条平行曲线，已知平行曲线一边点1、2、3、4和与1点间距为R的另一曲线上的点1，求另一边线对应点2、3、4的坐标。,（1） 对于直线部分，其坐标公式:,（2） 对于曲线部分，其坐标公式：,6.对称点法,一轴对称他物，测出1，2，3，7和A点后，再测出A点的对称点B，即可分别求出各对称点1，2，3，7的坐标。,7.平移图形法,图形B与图形A全等且方位一致，若已知图形A上各点和图形B上一个点(如1)的坐标，就可根据下式求得图形B上各点的坐标：,测记法是用全站仪或RTK GPS在野外测量地形特征点的点位，用仪器内存器记录测点的定位信息，用草图、笔记或简编码记录其它绘图信息，到室内将测量数据传输到计算机，经人机交换编辑成图。,5.4 测记法野外数据采集,测记法,无码作业,有码作业,全站仪法数据采集,RTK法数据采集,无码作业,有码作业,测记法,一、全站仪法数据采集,1.数据采集准备工作,（1）测站设置 输入或选择数据采集文件名； 输入测站点、后视点数据。,（2）参数设置 测距模式（精测模式、跟踪模式等）；大气参数等,（3）检查内存空间 野外数据采集之前，应检查全站仪内存空间的大小，以保证采集数据的安全存储。,（1）进入测区后，绘草图领镜（尺）员首先对测站周围的地形、地物分布情况大概看一遍，认清方向，及时按近似比例勾绘一份含主要地物、地貌的草图（若在放大的旧图上会更准确的标明），便于观测时在草图上标明所测碎部点的位置及点号；,2.数据采集操作步骤,（2）安置仪器。量取仪器高，进行测站数据设置，包括：输入测站点的三维坐标和仪器高；,（3）测站定向。瞄准后视点，锁定仪器水平度盘，输入定向参数，即：输入后视点的坐标或定向边的方位角； （4）定向检核。测量某一已知点的坐标(误差小于图上0.2mm）。测量结果符合后，定向结束。否则，应重新定向，以满足要求为准； （5）碎部点测量。按成图规范要求进行碎部点采集；同时进行绘图信息的采集或者绘制草图； （6）结束前的定向检查。检查方法同，如发现定向有误，应查找原因进行改正或重新进行碎部测量。,二、无码作业与简码作业,无码作业就是用全站仪（或RTK GPS）测定碎部点的定位信息，并自动记录于电子手簿或内存贮器，手工记录碎部点的属性信息与连接信息。,