一种快速编码法在全野外数字化测图中的应用研究_许冬亮.pdf

第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：许冬亮（），男，辽宁葫芦岛人，工程师，本科学历，主要从事基础测绘、工程测量、测绘地理信息系统应用开发等方面的工作。一种快速编码法在全野外数字化测图中的应用研究许冬亮（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁 锦州）摘要：编码法是目前全野外测图主要采用的作业方法，相比其他测图方法，在外业数据采集、内业数据处理方面都具有较高的作业效率。本文结合徕卡 全站仪速编码功能和 编码规则提出了一种快速编码法，极大地提高了外业数据采集速度和内业数据处理自动化程度，并在工程中得到了实际应用。关键词：全野外测图；编码法；自动化成图中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：，：；引 言草图法、电子平板法和编码法是全野外测图几种主要方法，编码法测图相对其他几种测图方法而言在外业数据采集效率和内业成图效率都有较大的优势。本文结合徕卡 全站仪速编码功能和 编码规则，对 编码进行改进设计，形成了一套结构简单、易记的编码表，并和徕卡 全站仪速编码建立联系，提高野外数据采集效率。内业根据编码实现部分自动化和半自动化成图，提高内业成图效率。全野外测图方法简介目前，全野外测图的方法主要有草图法、电子平板法和编码法。草图法是全站仪测图最早使用的测图方法，作业人员在野外通过手绘草图的方法来记录所测地物，内业将数据导入计算机，根据所绘草图进行成图，其特点是方便灵活，成本低。但外业绘制草图需要一定时间，影响数据采集速度；内业成图自动化水平低，成图人员与数据采集人员不是同一人时，需要花费大量的时间询问草图内容，并且在转绘过程中容易出现错误。电子平板法测图是全站仪与平板电脑相连，野外采集数据直接进入平板电脑，作业人员现场绘图。这种作业模式的优点是成图内外业一体化，减少了内业绘图时间，所有问题在现场都可解决，提高了成图效率。但这种作业模式成本较高，需要采购平板设备并定期维修、更换。虽然减少了内业工作时间，但降低外业数据采集效率，遇到恶劣天气无法进行野外工作，工程进度属于停滞状态，影响工程的整体效率。编码法测图是在野外测量时对每个测量点根据属性赋予一个编码，内业将编码展绘到制图软件上，根据编码规则进行自动或半自动成图。这种作业模式不需要绘制外业草图，极大地提高了数据采集速度，同时也提高了内业成图速度，但由于不同软件编码设计规则不同，结构复杂、种类繁多，掌握编码需要耗费时间和精力。简码设计 编码规则 系统下 文件是绘图的核心文件，文件格式如下：每行描述由 编码、符号所在图层、符号类别、第一参数、第二参数、符号说明组成，文件最后以英文 结束。所有符号按绘制方式的不同分为 类别，每一类别对第一参数、第二参数有具体要求，内部编码样例见表。表 内部编码样例 编码符号所在图层符号类别第一参数第二参数符号说明三角点半依比例的输水槽砖砖房屋雨罩下的地磅国道细边线 的野外操作码主要分三类：操作简码、关系连接码、独立码，通过 文件与内部编码建立联系，用户可以通过编辑此文件进行个性化设计，文件格式为：每行描述由野外操作码、编码组成，多行描述后文件最终以英文 结束。野外操作码的定义有以下规则：）操作简码共有 位，第一位为不区分大小写的英文，后 位为数字。操作简码后可跟参数，不满 位的简码用连接符“”连接。参数主要有控制点点名、房屋层数、坎高等。）关系连接码主要有“”“”“”“”“”“”“”“”。连续观测某一地物时，操作码为“”或“”，表示连线依测点正反顺序连接。交叉观测不同地物时，操作码为“”或“”。其中“”“”号的意义同上，表示该点应与以上 个点前面的点相连（当前点号连接点号，即跳点数），还可用“”或“”标识断点，是任意助记字符，当一对 断点出现后，可重复使用 字符。观测平行体时，操作码为“”或“”。其中，“”的含义为通过该点所画的符号应与上点所在地物的符号平行且同类，“”的含义为通过该点所画的符号应与以上跳过 个点后的点所在的符号画平行体。）独立码主要是：、个野外操作码固定表示圆，野外操作码第一个字母不能是“”，该字母只代表平行信息，“”“”“”开头，将被认为是拟合的，如图 所示。图 简码绘图 简码法绘图简码法绘图工作方式通过引导带简编码的坐标数据实现自动成图，与“草图法”在野外测量时不同的是，每一个地物点在测量时都要通过仪器设备赋予一个根据规则设计好的简编码，简编码一般由 位字母和 或 位数字组成，用户可根据自己的需要通过 文件定制野外操作简码。简码法绘图主要流程如图 所示。图 简码绘图流程 操作简码改进设计根据野外测图地物特性和 软件绘图分类，把地物地貌分为控制点、水系、居民地、交通设施、管线设施、土质地貌、植被土质和独立地物八大类进行操作简码设计。操作简码改进设计原则要简单、形象、易记，操作简码不宜过长，采用首字母简拼法，使地物与简码形象的联系起来。首字母简拼法组合原则：避开系统内部独立码“、”，对系统内已存在的“、”可以根据实际情况进行更改，新增”、”进行全方面使用，见表。表 改进操作简码（部分）（）控制点三角点水准点导线点水系池塘干沟沟渠居民地砖房混房钢房简房棚房围墙交通设施国道省道县道村道小路内部路管线设施输电线配电线通讯线电线杆电线架土质地貌高程点加固坎土坎植被土质旱地草地林地果园花圃独立地物路灯水池假山 测绘与空间地理信息 年 徕卡 全站仪速编码设计）标准编码编码包含有关记录点信息。后处理过程中，在编码功能的帮助下，可方便地按特定的分组进行处理。徕卡 全站仪编码存放在编码表中，每个编码表最多可存放 个编码，编码总是存储为自由编码，编码与点不直接相关，它们根据设置在测量前或测量后存储。）快速编码徕卡 全站仪速编码功能，通过仪器上的数字键可以直接调出 个预先定义好的编码。通过输入 个 位阿拉伯数字，可选择编码并触发测量，触发测量后，测量数据和编码一起被保存。无须手动选择或输入编码，提高了每个点坐标和属性的获取速度，最多可以设置 至 共 组 个快速编码，见表。表 速编码分配表 地物地貌分类速编码分配控制点水系居民地交通设施管线设施土质地貌植被土质独立地物 ）编码表创建由于只能创建 个快速编码，无法满足所有的地物地貌。根据工程测区实际情况以及常见地貌地物进行分类分配速编码，如城市地区控制点、水系分类内容较少，分配速编码较少。对每类地物地貌中出现频次高的多分配速编码，并留有预留码，这样既可以满足生产需要，也可以保持速编码的可扩充性。然后速编码与野外操作简码建立联系，优先保证常见地物地貌分配速编码，见表。表 速编码与操作简码对应表（部分）（）速编码操作简码地物地类 实体编码三角点水准点池塘干沟砖房混房国道省道输电线通讯线高程点加固坎续表（）速编码操作简码地物地类 实体编码旱地草地路灯假山 利用 软件创建编码表，将新编制的 操作简码录入到编码表中，并建立速编码表，生成快速编码 文件导入全站仪。工程实例分析通过快速编码法和草图法对单位院落进行全野外测图来对比分析其作业效率，每组配备 名作业人员，台徕卡 全站仪，绘图软件为 成图系统。“草图法”工作方式要求外业工作时，测量员进行数据采集，绘图员要标注出所测的是什么地物（属性信息）及记下所测点的点号（位置信息），在测量过程中要和测量员及时联系，使草图上标注的某点点号要和全站仪里记录的点号一致。内业在 系统中展会野外点点位、点号，手动连图。快速编码法测图首先将快速编码文件导入到全站仪中，外业直接启动速编码功能进行数据采集。内业成图前将设计好的野外操作简码录入到 文件中，然后利用 绘图工具中的简码识别功能进行自动化成图，无法自动化成图的数据进行人工绘图。种方法试验统计分析见表，通过实践可知，快速编码法在野外数据获取速度和获取量，以及内业成图速度都要高于草图法。表 数据对比分析 方法外业作业时间（）点数内业作业时间（）测绘面积（）快速编码法 草图法 结束语工程实例证明，徕卡 全站仪速编码功能在外业数据获取效率上有极大的提高。新改进的 野外操作简码，可以实现部分地物地貌自动化成图，不能自动化处理的数据在人工绘图的速度上也比草图法更加快捷和直观。这种方法也存在一定缺陷：注记没有编码，还需手动记录。速编码只有 位数字，具有一定局限性，在实际工程中只能优先分配主要地物。内业成图没有完全实现自动化，原因是外业数据采集采用按线路各种要素同时采集，而不是按类别单一采集，导致部分地物地貌编码不连续，无法简码识别成图。如果采用按类别单一采集，虽然可以实现内业自动化成图，但会降低外业数据采集效率，进而降低工程整体效率。（下转第 页）第 期许冬亮：一种快速编码法在全野外数字化测图中的应用研究 北京地区通过高斯平均引数公式方法反算大地线长与全站仪测距基本一致；而使用贝塞尔公式反算大地线长则与全站仪测距有一定误差，最小误差为 ，最大误差为 ；使用空间坐标计算距离与全站仪测距结果比较相差更小，最大误差仅为 。新疆地区实测结果经过大地主题反算大地线长和空间坐标反算距离，同全站仪测距对比分析见表，计算方法同北京地区计算方法一致。新疆地区通过高斯平均引数公式方法反算大地线长与全站仪测距误差较大，最小误差为 ，最大误差达到 ；使用贝塞尔公式反算大地线长则与全站仪测距误差与使用高斯平均引数反算大地线长误差基本一致；而空间坐标计算距离与全站仪测距结果比较，最大误差仅为 。通过北京地区数据可以发现，在进行距离检核时，短距离应用高斯平均引数公式反算大地线长同全站仪测距具有可比性。贝塞尔公式更适合于反算中长距离的大地线长。空间坐标反算距离同全站仪测距比较更为接近，更适合于应用全站仪进行距离检核。而在新疆地区通过高斯平均引数和贝塞尔公式方法反算大地线长与全站仪测距相比较则不太适合，空间坐标计算距离与全站仪测距相比误差较小，使用全站仪测距进行检核时，与空间坐标计算距离检核更为可靠。表 新疆地区距离比较表（单位：）（：）边号 大地线长（高斯平均引数）大地线长（贝塞尔公式）空间坐标计算距离 全站仪测距 结束语在外业测量过程中，应用全站仪对距离检核时应注意一些问题，短距离时反算大地线长与全站仪测距可进行直接比较，但在新疆地区时出现误差较大的现象。根据高斯平均引数反算大地线长公式可知，大地线长反算同经纬度有关，北京与新疆地区纬度相差不大，而经度差别较大，说明经度对大地线长反算影响较大。而贝塞尔公式反算大地线长与全站仪测距误差较大，说明其较为适用于中长距离反算大地线长。空间坐标计算距离与全站仪测距误差较小，所以应用全站仪测距对空间坐标计算进行距离检核误差更小，更符合测量要求。参考文献：徐绍铨，张华海，杨志强，等 测量原理及应用武汉：武汉大学出版社，陈俊林全站仪对 基线边长的检验分析安徽农业科学，（）：徐晓晗，谢云开，李亚军大地主题解算实用算法科学技术与工程，（）：史国友，周晓明，贾传荧贝塞尔大地主题正解的改进算法大连海事大学学报，（）：张海港全站仪对 基线边长检验探讨全球定位系统，（）：编辑：张 曦（上接第 页）参考文献：李全荣，刘亮基于 系统的自编码编绘成图方法及实现测绘标准化，（）：武润泽几种精准快速的大比例尺地形图测绘方法北京测绘，（）：李志华，楼亨庞，王英红基于 技术的数字化自动成图方法地理空间信息，（）：邹丹，蔡国辉，陈美智，等一种改进的基于南方 的“简编码”测图法应用佳木斯大学学报（自然科学版），（）：李楠基于南方 数字化测图的作业过程及使用技巧测绘与空间地理信息，（）：陈冬晖，张忠坤南方 简码法在数字化测图内外业一体化中的应用测绘与空间地理信息，（）：，编辑：刘莉鑫 测绘与空间地理信息 年