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系统简介
1. 测图相关知识概述
2. 城镇采集系统概述
3. 特点
4. 系统模块
5. 任务功能
6. 作业方式
测量相关知识概述
地面点的相对位置,在传统的地面测量中都是通过测量点与已知点之间的方位(角度)、距离和高差,根据几何图形来确定,因此地面测量的几何要素就是方位、距离和高差。
1) 方位(角度)测量
水平角:设地面上任意三点A、B、C,如下图1-1所示。作包含A点的垂线(AV)并通过B点的平面AVB,称为A至B的垂直面(或照准面),AB称为A至B的照准线,同样,包含A点垂线并通过C点的平面AVC,称为A至C的垂直面(或照准面),AC称为A至C的照准线。∠BAC的水平角即包含A点垂线,并分别通过B、C两点所作垂直面的两面角∠bAc(β角)。可以设想,在A点安置一个具有分度注记的圆盘(从0至360按顺时针方向注记)并使其成水平位置,则由该两垂直面在圆盘上的交线读数就可以求得该水平角的角值,它是从左边的照准线向右边的照准线度量。注意这里的A点是作为观测站,它必须在垂线AV上(必须将测量仪器放置水平)。因此不论A点高低如何,该水平角的角值都是相同的。
图1-1 测量示意图
垂直角:图1-1中,在垂直面AVC内通过A点作水平线Ac,则Ac与照准线AC的夹角成为A点照准C点的垂直角,垂直角的角值是从水平线(作为参考线)向照准线度量,向上为正,向下为负。当需要从垂线AV向照准线度量夹角时,则称该夹角为A点照准C点的天顶距。天顶距永远为正。显然,垂直角和天顶距互为余角。同样可以设想,垂直角或天顶距也都可以借助于在A点安置一个与垂直面平行的分度圆盘进行测定。
2) 距离测量
测量距离的方法主要有两种:钢尺丈量和电磁波测量仪测量(全站仪测量距离的原理与此相同)。具体使用哪种方法主要看现场的情况,因为现在绝大多数的测量单位都已经装备了全站仪,所以钢尺丈量就比较少用了。
3) 高程测量
地面点的高程都是相对于某一起算点的垂直距离。为了统一高程系统,必须有一个统一的高程基准面和高程起算点。从实用出发,通常是采用平均海水面为基准。各个国家都在适当的港湾海面设立验潮站,长期观测和记录海水的升降,从而得到海水面的平均位置作为高程的起算位置,地面点的海拔高程就是由此而来。
地球表面上任何一点都受到重力的作用,作用力的方向就是垂线方向。由重力位(势)相同的点所形成的面,称为重力等位面或称为水准面。等位面上任何点的垂线都与等位面正交。在地球表面上,任何点都在一定的等位面上。在小范围内,可以忽略相邻等位面的不平行性,所要测的高差就是两点等位面之间的间距。由已知高程的点通过测量得到被观测点的高程的测量通常称为水准测量,使用的仪器是水准仪和水准标尺,现在由于全站仪的使用,在地形测量中,可以同时得到一个点的大地坐标和高程值(或者是水平角、天顶距和距离),所以水准仪使用的比较少。
4) 地面控制点的作用
为了测量地面上的各种地物和地形,并把它们描绘成地图,首先需要在地面上选择一些点,例如图1-2中的A、B、C等,测定这些点的绝对位置(包括平面位置和高程),并将其表示在图纸上作为测图的依据,我们称这些点为测图控制点。有了这些控制点,就可以通过测量地物点或地形点相对于控制点的方位、距离和高差,以确定它们之间的相对位置。例如图中房屋的特征点即房角点1、2、3、4、5、6和道路的中心线特征点7、8、9统称为地物点和碎部点。它们都可以根据控制点A、B、C、D等通过测定控制点至地物点的方位和距离,用极坐标来确定和描绘它们的相对位置。同样,地形的特征点,例如山头的位置和形状,也可以根据控制点将其测绘,只是在测定其平面位置的同时,还要根据控制点的高程,通过高差测量求出地形点10、11、12……16、17、18的高程,以确定它们的高低位置。
图1-2 控制点示意图
5) 全站仪
全站型电子经纬仪(简称全站仪)是外业观测获取点位空间信息的工具。自1968年世界上第一台电子经纬仪(前西德OPTON厂生产的Reg Elta 14)问世以来,得到了迅速的发展。全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器,是电子技术与光学技术发展结合的光电测量仪器,也是集测距仪、电子经纬仪的优点于一体的,应用前途广泛的仪器。全站仪与传统的经纬仪相比,具有自动记录测量数据,减少读数误差和记簿的粗差和错误,自动改正仪器倾斜误差(包括仪器水平横轴和仪器竖轴的倾斜误差),可以自动消除度盘的偏心差和度盘分划线误差的影响等功能,还可以利用仪器内部的微处理器自动进行如投影归算、大气改正、地球曲率影响改正以及坐标计算等。
智能型全站仪是集光、电、磁、机的最新科学成果,集测距、测角为一体的先进仪器。国际上先进的全站仪均以存储卡、内部存储器或电子手薄的方式记录数据,具有双路传输的通讯功能,能接收外部计算机的指令,由计算机输入数据,也能向外部计算机输出数据。基于全站仪和现代计算机技术可建立三维数据自动采集、传输、处理的测量数据处理系统,取代传统的手薄记录、手工录入、繁琐计算等大量的重复性的工作。以全站仪取代传统仪器进行日常的测量工作,既提高了效益,加快了速度,又减少了开发,保证了精度。
城镇采集系统概述
城镇采集系统是以计算机为核心,在外连输入输出设备硬、软件的支持下,对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。它采集地形数据输入计算机,由机内的成图软件进行处理、成图、显示,经过编辑修改,生成符合国标的地形图,并控制绘图仪出图。
在实际工作中,大比例尺数字测图(或数字地形测图)一般是指地面数字测图,也称全野外数字测图。传统的地形测量也是指地面测量(或野外实地测量)。而其它的方法都有它自身的名称,如航测数字测图、数字化仪数字化图或扫描数字化图等。
野外数据采集是用全站仪(或半站仪)进行实地测量,将野外采集的数据自动传输到电子手簿、磁卡或便携机内记录,并在现场绘制地形(草)图,到室内将数据自动传输到计算机,人机交互编辑后,由计算机自动生成数字地图并控制绘图仪自动绘制地形图。这种方法是从野外实地采集数据的,又称地面数字测图。由于测绘仪器测量精度高,而电子记录又如实地记录和处理,所以地面数字测图是几种数字测图方法中精度最高的一种,也是城市地区的大比例尺(尤其是1:500)测图中最主要的测图方法。
现在,各类建设使城市面貌日新月异,在已建(或将建)的城市测绘信息系统中,多用野外数字测图作为测量与更新系统,发挥地面数字测图机动、灵活、易于修改的特点,局部测量,局部更新,始终保持地形图的现势性。
特点
标准性
图式符号及编码采用国家标准,并采用开放形式,用户可自定义编码及制作符号。
通用性
MapSuv是在mapgis平台上开发的,在数据格式上与MAPGIS及其子系统保持一致,用该系统进行外业空间数据和属性的采集,可以直接存储为MAPGIS标准的点、线、面文件,即进入MAPGIS及其子系统无须进行任何转换,避免数据转换时造成的数据信息的丢失或混乱。
灵活性
MapSuv在数据采集时提供了多种测量方法和解析算法,其中涉及的大部分词语为测量专业用语,便于用户的理解并快速掌握。
易用性
加强鼠标功能,采用鼠标右键菜单与地物符号箱结合的方式进行测点编辑、地物编辑、属性编辑等绝大部分工作,同时辅以快捷键操作,简化操作,加快效率。
系统模块
城镇采集系统是一个集地形测量、地籍测量、管线测量于一体的完整数字成图软件,它既可以采用野外测记,室内成图;也可以采用电子平板测绘模式,内外业一体化,实时成图。它具有数据采集、输入、数据处理、成图、图形编辑与修改及绘图等功能。借助MAPCAD强大的编辑功能,可以自动生成和维护拓扑关系,输入图形属性信息,同时可以输出符合国家标准图式的图形。
MapSuv城镇采集系统是以MAPGIS为平台开发的,在数据格式上与MAPGIS及其子系统保持一致,用该系统进行外业空间数据和属性的采集,可以直接存储为MAPGIS标准的点、线、面文件,即进入MAPGIS及其子系统无须进行转换,避免数据转换时造成的数据信息的丢失或混乱。
MapSuv城镇采集系统在数据采集时提供了多种方法,其中涉及的大部分词语为测量专业用语,便于您的理解并快速掌握。MapSuv大体分为四大模块:控制测量、碎部测量、地物编辑、成果输出,并且提供了修编与查询功能。
启动MapSuv城镇系统后,选择【文件】菜单里的【新建】或【打开】菜单,将会弹出如下图所示的图形环境,这是MapSuv数字测图在进行数据采集和编辑时的操作窗口。
由下图中可以看到,MapSuv城镇采集系统操作界面上有两个窗口,主窗口的顶部是菜单栏,菜单栏下面是有一排图标的工具条,可用鼠标将工具条拖动并停靠在主窗口的左侧或右侧,中间的子窗口是用户窗口,也是当前工作区的显示窗口,用来显示用户的数据,主窗口的底部是状态栏。如果显示的是测图工程,那么主窗口右边会显示控制台,可以通过其下边的标签在编码、图层和测量控制面板之间进行切换。测点录入、地物点列的录入与编辑主要通过右边的工作台来进行。
图1-3 MapSuv主窗口
窗口标题:一般显示当前工程名或一些提示信息,当标题变蓝时,表示当前工作区处于活动中。
状态栏: 用于显示当前的状态,包括鼠标当前的位置,当前测站,当前的长度和角度的单位;当鼠标移动到测点上时,将显示该点的点名;当鼠标停留在菜单上时,显示菜单提示信息。
工具条: 一个基本工具条和多个编辑工具条,提供执行常用命令的快捷方式,避免在多级菜单中选择。可以在框架区域内单击鼠标右键来调整控制工具条的显示状态。
主菜单: MapSuv有10个主菜单,请参阅后面的介绍。
注意:有时菜单或者工具条上的按钮会变成灰色,这说明该功能现在无法使用,造成这种情况的原因可能是图形窗口没有被激活,此时可以在图形窗口中单击鼠标左键,激活将要进行操作的图形窗口。
1. 【文件】菜单
提供处理MapSuv数字测图文件的新建、打开、保存、另存;添加合并、添加/提取测图工程、查看工程属性、导入导出宗地WP、属性数据的导入导出以及挂接。
2. 【数据转换】
包括清华山维,瑞得,南方开思数据转换等。它主要是将其它格式的测量成果数据转换成本系统数据格式,是导入数据的方法之一。
3. 【作业准备】菜单
包括全站仪安装、测站设置、测站居中显示、导线测量、导线平差、更新图根点和多种数据录入的功能:包括读入观测数据,录入文件数据、分类数据文件、读全站仪文件。以及测区文件的录入等。
4. 【编辑】菜单
本菜单除了提供常规的编辑功能,如撤消、重做之外还提供测点编辑、地物编辑、图形编辑、注记编辑、等高线编辑等。
l 【测点】
该组菜单的功能主要是对测点进行操作。系统提供多种方式,如:鼠标自由加点、表格录入测点、查询点、检索点信息、移动点、删除点、清除飞点、合并点和删除不用测点。
l 【地物】
地物在MapSuv数字测图系统中是一个非常重要的操作对象,它以子图、线型、填充图案的形式,将现实地形地物的几何形状与地理位置反映在工程中,而且还附带相关的属性,例如:房屋的结构与楼层,宗地的面积与宗地号等。该组菜单提供了对这个对象的所有操作:新建、查看、移动、复制、删除、编辑等。
l 【注记】
注记高程和地物说明(例如河流名称、山名等),并且提供添加、删除、移动、打散、接合、修改内容、修改参数的功能。注记地物说明的时 候,还可以选择“字头正北”和“均匀分布”,“均匀分布”就是在鼠标左键按下和弹起的线段上均匀放置注记中的每一个字符。
l 【等高线】
等高线的处理是测图软件重要模块,等高线的生成过程主要是根据高程点建立三角剖分网,根据实地情况对三角剖分网进行局部修改后,根据三角剖分网追踪生成等高线。该组菜单的操作对象就是高程点、三角剖分网和等高线。
5. 【数据检核】菜单
该菜单提供一些对所编辑数据进行查错功能,查错分为空间和属性两个方面。空间方面检查重叠界址点、线,跨越地物,地物封闭性、地物连接等。属性方面检查地物重复信息,根据数据字典查错,检查宗地信息等。
6. 【输出】菜单
该组菜单主要涉及的是文本、图形和属性数据的输出,根据测量数据的用途系统提供了不同数据的多种输出方式:输出控制点、测点、高程点,输出成果图形,按测区提取图幅等。同时可以将地物属性输出为文本文件、MAPGIS的图形文件或者表文件(*.wb),可以进行整图变换:旋转、平移和根据点变换。其中需要特别强调的是排版打印:以前的排版打印是直接体现在菜单栏中,MapSuv中是隐藏在输出菜单下的。该选项切换到MPJ界面进行,图形的输出打印操作。
7. 【常用工具】菜单
本菜单下提供了一些辅助操作员对工作区数据进行管理的功能。包括可用于新建地物的工具箱、对编码表的管理、对测点间方位角和距离的查询、图元错误编码的自动查找、当前工作区内的图元总数的统计、地物查错和工作时用到的一些参数的设置等功能。
还有一组用于管线的菜单,MapSuv根据管线地物所带的管点和管线的属性可以生成管点表和管线表(*.wb文件),这些表文件是MAPGIS标准格式的,可以在MAPGIS上直接打开,并且属性结构是根据本公司的同样基于MAPGIS开发的综合管网管理系统设计的,因此可以直接读入点表、线表生成管网数据文件。该组菜单主要是与管线信息相关的一些操作。
8. 【坐标转换】菜单
该菜单提供各种各样的坐标转换和投影变化,包括坐标系转换设置,坐标系/投影转换,批量投影转化,投影变换子系统。
9. 【系统设置】菜单
该菜单主要是由选项和对编码的各种设置组成,选项是对系统初始化的设具体包括:常规、系统设置、测点、地物、宗地、等高线、输出修测;关于编码的设置包括:编码设置表、编辑数据字典、地物编码表、输出编码表等等。
10. 【系统帮助】菜单
该菜单含有MapSuv数字测图的在线帮助,中地公司的简介,中地公司联系电话及Email地址。使用在线帮助的时候,可以将鼠标停留在菜单上,然后按F1键,就会启动在线帮助,并显示关于该菜单的使用说明。
任务功能
控制测量[包含导线平差]
控制测量是外业测量工作的前提与基础,布设一个精确合理的导线网,就能较好的控制整体数据的精度,为最终取得详细、完整、精确的数据打下良好的基础。
控制点坐标已知,用户可以使用系统提供的[录入文件数据]功能加入;
对于加密的控制点,系统提供了导线测量和支导线测量方法进行测量计算。
导线点测量完毕后,还要进行[导线平差],提高导线网精度,这就要进入导线平差模块。平差模块对进行平差的导线网的形式和规模没有限制,可以对高程和平面控制网进行坐标概算或平差,概算,闭合差计算。
平差和精度评定是控制网处理的基本过程,每一个过程的结果都用文本文件记录,方便用户查看。
碎部测量
这是MapSuv的主要模块,包含多种测量方法和解析算法。
测量方法有除了最常用的极坐标测量、相对极坐标测量,还有十字尺测量、偏心测量、房屋测量等。解析算法主要是一些交会求点算法,如方向交会、平行线交会、距离交会、垂线交会、线上求点等。
这些方法和算法使用得当将会极大的减少用户测量的工作量,充分利用计算机强大的计算处理能力,使用户能够快速高效的完成测绘任务。在碎部测量时加入的每一个点都有自己的点号和属性编码,点号是唯一的并且可以由系统自动累加。因为测量所得数据都是离散点,根据这些点之间的关系才连成线或者构成区域,所以唯一性避免了因点号的重复而造成的图形的混乱。
图形编辑
主要的编辑对象有三种:测点、地物、注记。
测点起确定地物方位的作用,是测量的直接成果,也是地物编辑的基础。通过单个测点[独立地物]或将多个测点按一定顺序连接,并赋予地物编码,系统即可根据比例尺以标准的图形进行显示和输出。注记都是说明性的文字或数字,多为后期编辑时加注的。
编辑当中的操作主要是:新建、删除、移动、复制、属性修改等。对于每种操作对象都有相应的功能菜单。
数据处理
主要进行数据采集和成果输出。
可以转换读入多种其他同类测图软件数据、数字化仪数据、GPS数据、扫描矢量化数据等。
输出的成果的形式有MAPGIS图形数据和明码文本数据两种。
图形数据包括:整个测量工程的数据、任意分幅、标准分幅。在输出的时候还可以按照图层或者编码进行选择性输出。
文本数据主要是各种数据报表:控制点、解析点、编码表、高程点、以及多种地籍报表。
作业方式
电子平板
使用便携式电脑配合全站仪进行外业数据采集,具有图形直观,准确性强,操作简单等特点,实现了现测现绘。在此MapSuv提供两种工作方式:
联机式,即用数据传输线将电脑与全站仪连接。数据通过传输线由全站仪输入电脑直接进入MapSuv,优点是数据输入准确快速,操作员工作量小,适用于测站少而且同一个测站的测点较多的时候。
独立式,即电脑与全站仪各自独立。数据由操作员手工敲入MapSuv,优点是移动方便,设站时间短。
全站仪内存
使用全站仪的坐标模式进行外业数据采集,将得到的碎部点坐标数据存储于全站仪的内存中,然后用MapSuv读取全站仪内存数据,进行预处理分类,然后就可进行编辑出图。目前MapSuv支持索佳、徕卡、拓普康、杰科、南方等系列全站仪的内存数据格式,并可根据用户的全站仪内存数据格式添加接口。这种方式的优点是对外业工作人员没有新的要求,无需培训,只要能熟练操作全站仪就可以了,投资费用低,产生效益快。
掌上电脑
将数据预处理模块装于高性能掌上电脑中,配合全站仪进行外业数据的采集,在采集的同时就可进行部分的空间与属性数据的编辑操作,内业时再将数据传入台式机中。掌上电脑体积小、重量轻,便于携带;低能耗,工作时间长,保持了作业的连续性,在最佳的测量条件下进行最多的测量作业,减少测量环境对测量数据精度的影响;掌上电脑使用图形用户操作界面的操作系统,具有良好的图形显示和交互操作的特性,实现即测即显。
应用平台产品介绍-城镇地籍采集系统定稿 |
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